采油PPT课件：注水泵系统效率

三、影响油田地面注水系统效率的原因分析
油田地面注水系统效率的高低受电机效率、泵效率、管网 效率三方面的影响。
1、电机效率的影响因素分析 电机额定效率是指在额定载荷下运行时的电机效率。而在 生产中受环境、运行载荷变化等因素影响，使之通常低于出厂 额定效率。 一是配备电机功率大于所需功率； 二是由于电机长期运转使传动部分产生磨损，加大机械损失； 三是供电系统电压、功率因数波动的影响均可降低电机运行效 率。
管网效率ηn随注水井的注水压力p4i、注水量qvji、注水泵 排量qvpi及压力p2i的变化而改变。
二、油田注水效率
1、配注合格率
配注合格率是指注入水量与地质配注相比较，注入地层水量合格井数与 注水井开井总井数之比。
计算公式
配注合格率（％）＝
公式说明
注水井配注合格井数 ×100％
笼统注水井开井数
①单井月平均注水量不超过配注量的5％，不低于配注量的10％的注 水井算合格井。
2、容积损失：由于一部分高压液体会从活塞与缸套 间的间隙等泄 漏，造成一定的能量损失。
3、水力损失：液体在流动时要克服沿程和局部阻力，造 成一定的损失。
3、管网效率的影响因素分析
管网效率是管网输出功率与输入功率之比。其高低体
现了注水泵出口到注水井口之间管线的压力损失的大小。
n
p4i qvji 100% p2i qvpi
注水泵系统效率
一、主要性能参数
1、柱塞泵流量
柱塞泵的主要性能参数有流量、有效压头、有效功率、轴功率、 效率等
1、理论排量 所谓理论排量就是指泵单位时间内不考虑漏失、吸入不良等因素影 响而排出的体积量，理论排量又分为理论平均排量和理论顺时排量两种。 ⑴ 理论平均排量 Q理平=m×F×S×n/60 式中：Q理平——理论平均排量，m3/s； m ——多缸泵的缸数；F— —泵活塞的截面积，m2 ；S——活塞冲程，m；n——冲数，次/min 。
扬程的测定：
现场一般采用压力折算来进行。方法如下：
在泵的进出口分别安装真空压力表和一般压 力表。在压力稳定的工况下，读出压力值，
然后折算成扬程。
简便公式 为
H Pa pb
g
一、主要性能参数
3、功率和效率
功率:泵单位时间内所做的功称为泵的有效功率N；泵的有效功率 表示泵在单位时间内输送出去的液体从泵中获得的有效能力。
管网效率ηn随注水井的注水压力p4i、注水量qvji、注水泵
排量qvpi及压力p2i的变化而改变。
通过对注水系统运行情况分析表明，在管网效率中存在着 多种能量损失。
①经泵提升的水量不能全部用于有效注水 注水系统的注水泵为柱塞泵，当柱塞确定后其排量不会改 变。在注水开发中，注水井配注量是动态变化量。为完成配注， 通常利用泵打回流的方式进行控制，造成一定能量损失。
一、主要性能参数
⑵ 瞬时流量 瞬时流量就是指泵在某一瞬时（或曲轴转到某一角度时） 所排出的液体数量。以Q瞬时表示。 ⑶ 实际平均流量 往复泵实际排出液体的体积要比理论上计算的体积小。 因此在单位时间内泵所排出的真实液体量称为实际流量。 故计算时应再乘上流量系数λ(一般为0.85-0.95)
Q理平=m×F×S×n/60 × λ
一、主要性能参数
流量的测定：一般用容积法，即用标准容 器来测量流量，现场采用经过标定的储水 罐作为标准容器。方法如下：
在注水泵工况稳定时，计算水罐的液位并 开始计时，经过一定时间后，终止计时并 再次计量水罐的液位。最后算出平均每小 时的流量。
一、主要性能参数
2、泵的有效压头
单位重量的液体通过柱塞后获得的能量称为压头或扬程。它表示柱塞 泵的扬水高度，用H表示，单位是米（m）。柱塞泵的有效压头可表示为：
η=N/N轴×100%
式中： N——泵的有效功率，kW； N轴——泵的轴功率，kW ； Η——泵的效率，% 。
பைடு நூலகம்
一、主要性能参数
也可以用温差法来计算泵的效率
P
P 4.1868
t
ts
100
%
其中Δts为等熵温升修正值
1卡/秒(cal/s)=4.1868瓦(W)
管网效率的计算
n
p4i qvji 100% p2i qvpi
②月内调配注的井，以生产时间较长的工作制度计算配注合格率，如 果两种工作制度生产时间差不多，以最后一次工作制度计算配注合格率。
二、油田注水效率
2、分层配注合格率
分层配注合格率是指分层注水井注入水量与地质配注相比较，注入地层 水量达到地质配注要求的层段数与油田分注井实际注水总层段数之比。
计算公式
层段配注合格率（％）＝
2、泵效率的影响因素分析 目前新生产的注水泵（柱塞泵）出厂泵效率 ≥85%。注水泵效率主要受皮带传动损失，机械 磨损，凡尔损失等因素影响，正常情况下，泵实 际运行效率与额定效率相比变化不大。
泵内的能量损失：
1、机械损失：指泵在工作过程中由于各种机械摩擦而 损失的能量。
损失部位：轴承、轴封、十字头等的摩擦损失。
②注入水在高压运移过程中，存在管线摩阻、闸阀节 流、弯头损失等管网压力损失。其中配水间的损失最大。
一是注水井注水压力差异大。注水压力较低的井必须 依靠调节阀控制注水压力和注水量，造成配水间调整阀的 压力损失，导致注水管网效率下降。
二是管线存在着结垢、腐蚀现象，增大了注入水的流 动阻力，沿程损失随之加大，泵压力上升，导致系统效率 降低。
部增压。
公式说明
注水合格层段数
×100% 分注总层段数－计划停注层段数
①分层段的注水量不超过层配注量的±20％的层段为合格层段。
②分注井每个季度进行一次调配注，月内调配注的井，以生产时间较 长的工作制度计算配注合格率，如果两种工作制度生产时间差不多，以最 后一次工作制度计算配注合格率。
二、油田注水效率
3、注水系统单耗
N=ρ×H×Q/1000
式中：N——泵的有效功率，kW； ρ——液体密度，kg/m3； H——扬程，m； Q——液体流量，m3/s。
一、主要性能参数
或采用
N有
P Q 3.67
流量的单位是m3/h
轴功率的测定；
N轴 3 I V cos 电
其中η电一般为0.7—0.9
一、主要性能参数
3、功率和效率 泵的输入功率为轴功率N轴，由于泵在工作时，泵内存在各种损失， 轴功率与有效功率之差为泵内损失功率，损失功率的大小用泵的效 率衡量。因此泵的效率η等于有效功率与轴功率的之比，其表达式 为：
注水系统单耗是指每向地层注入一方水的耗电量。
计算公式
注水耗电量
注水单耗（kW·h/m3）＝
×100％
该部分用电注入的总水量
DH 2
W2 V2
二、油田注水效率
4、注水系统效率
注水系统效率是指注水系统电机效率、注水泵运行效率与注水管网平均 运行效率之积。
计算公式
η注=η1η2η3
式中：
η1－拖动注水泵的电动机平均运行效率（％）； η2－注水泵平均运行效率（％）； η3－注水管网平均运行效率（％）。
H=p表/γ+p真/γ+(V2排-V2吸)/2g+H0
H——泵的有效压头，m； p表——泵出口的压力值，Pa； p真——泵进口的压力值，Pa； γ——液体的重度，N/m3； V排——排出管的液体流速，m/s； V吸——吸入管的液体流速，m/s； H0——泵吸入口与出口的高程差，m。
一、主要性能参数
四、提高油田地面注水系统效率的途径
▪ 提高电机效率的措施 ▪提高泵效率的措施：
▪ 采用高效节能电机，
▪ 运用新技术、新工艺 对电机改造，减少定 子与转子的损耗。
▪ 电机功率要与泵的负 荷相匹配。
▪减少回流量。 ▪采用变频技术。 ▪减少盘根的漏失量。 ▪减少阀片的漏失量。
提高管网效率的措施
合理布置注水泵站，注水半径不宜过大。 合理选择注水设备；改善水质 减少泵管压差。 降低管网压力损失。对高压井可以进行局