Energy Consumption Analysis and Optimization of Electric Submersible Pump System

Electric submersible pumps account for a considerable proportion in the development of the Bohai Oilfield. Improving the system efficiency of the electric submersible pump wells, ensuring that the units operate in the high-efficiency zone, is essential. Analysis shows that the efficiency of the electric submersible pump system depends on the wear and tear of each component of the submersible pump equipment, the setting of operational parameters, and more importantly, the production status and daily management level of the oil well. Therefore, improving the structural performance of the submersible pump product, optimizing the parameters setting of the oil well, strengthening daily management, establishing a scientific management system, and improving the production management process and system can effectively improve the production efficiency and economic benefits of the oil well, and further achieve the goal of energy saving and emission reduction. In addition, it is necessary to actively promote the concept and technology of energy saving and emission reduction, encourage oilfield enterprises to explore effective measures to reduce the energy consumption of the electric submersible pump system by strengthening the scientific management system, and achieve a green, low-carbon, and high-quality development of oilfield production to achieve the unity of economic benefits, social benefits, and environmental benefits. This article applies the above measures in the P oilfield to achieve energy optimization of submersible electric pump systems, reducing the daily power consumption of single well submersible electric pump systems by 371 kWh per day, increasing the submersible electric pump's lifespan by 200 days, generating considerable project benefits.

Design and application of electric oil pump in automatic transmission for efficiency improvement and start–stop function

For the purpose of improving efficiency and realizing start–stop function, an electric oil pump(EOP) is integrated into an 8-speed automatic transmission(AT). A mathematical model is built to calculate the transmission power loss and the hydraulic system leakage. Based on this model, a flow-based control strategy is developed for EOP to satisfy the system flow requirement. This control strategy is verified through the forward driving simulation. The results indicate that there is a best combination for the size of mechanical oil pump(MOP) and EOP in terms of minimum energy consumption. In order to get a quick and smooth starting process, control strategies of the EOP and the on-coming clutch are proposed. The test environment on a prototype vehicle is built to verify the feasibility of the integrated EOP and its control strategies. The results show that the selected EOP can satisfy the flow requirement and a quick and smooth starting performance is achieved in the start–stop function. This research has a high value for the forward design of EOP in automatic transmissions with respect to efficiency improvement and start–stop function.

电潜螺杆泵入口处气液比动态变化特性分析

随着油田开发的不断深入,螺杆泵采油技术得到进一步发展与完善,近年来,在高含气和稠油等非常规油气藏中也得到广泛应用,但由于游离气和溶解气的存在,气体进入泵内会影响螺杆泵的工作性能和使用寿命。针对这种情况,综合考虑油气水三相流体对螺杆泵运行工况的影响,结合钻井液密度、生产气油比、含水率和气体状态方程,建立了螺杆泵入口处的气液比计算模型,并以大港油田J36-6和J36-8油井的生产数据进行模拟分析。结果表明,在动液面高度一定的情况下,增加下泵深度有利于降低泵入口处的气液比,高密度、高含水和低生产气油比是保证泵入口气液比较低的关键。

海上高导流分层防砂分层控聚技术

针对胜利海上化学驱区块Φ177.8 mm电泵井见聚后容易出现砂堵、聚堵,检泵周期缩短,影响化学驱开发效果的难题,研发了一种高导流分层防砂分层采油技术。该技术包含大通径低吸附分层防砂疏聚、小直径大推力管内分层控聚及电泵快速破聚三级控制,可实现长效采油。防砂采用低吸附技术可减少聚合物吸附量48.3%;管内小直径分采技术设计加强装置可实现泵下悬挂分采管柱,液控多级配产器可实现多开度大推力控制;管柱最大外径80 mm,比常规管柱缩小10%。电泵机组优化导叶轮结构及材质并增加剪切装置破碎老化聚合物,剪切率≥30%,提高聚驱导液能力。目前该技术已在胜利海上成功应用37口井,分采层数2~3层,平均单井日增油21.3 t,最大见聚质量浓度650 mg/L,仍能正常生产。满足了化学驱电泵井“低吸附、防堵、控聚”的生产需求,实现了海上电泵井的长效举升,具有广阔的推广应用前景。

电动燃油泵驱动电机浸油冷却性能数值模拟

为了研究电动燃油泵驱动电机浸油冷却性能,基于冷却流体及电机各部件3维模型,充分考虑各部件发热功率以及材料属性等物理量的影响,采用有限体积法对电机流-热耦合场进行模拟仿真,分析不同边界条件对电机流场和温度场的影响。结果表明:在最大冷却燃油流量以及电机最高功率下,流道的压力损失和电机的最高温度均能满足电动燃油泵的运行要求;随着冷却流量增加或燃油粘度的增大,流道的压力损失增大,且在最大冷却流量下,燃油粘度每增大1 mm^(2)/s,压力损失增大约2 kPa;电机功率和入口温度对电机各部件温度的影响较大,各部件温升与燃油进口温度近似呈线性关系,而环境温度对电机温度场影响较小。研究结果为电动燃油泵电机浸油冷却流道的设计与优化提供了理论依据。

基于模糊PI的CVT用电动油泵控制研究

为了改善无级变速器(CVT)液压油泵存在较大溢流损失的问题,采用永磁同步电机驱动的电动油泵作为CVT的供油源,提出一种基于模糊PI的控制算法。该算法在矢量控制结构的基础上,利用模糊控制对PI控制器进行参数修正,以解决传统PI控制不能满足复杂控制系统的需求。为了验证该算法的有效性,在MATLAB/Simulink中完成两种算法下电机控制系统模型的搭建,并对控制结果进行比较分析。并完成CVT极限工作环境即车辆紧急制动工况下电动油泵基于该算法的仿真。结果表明:所提出的控制策略能够有效提高系统响应速度和抗干扰能力,并且基于该算法的电动油泵能满足CVT正常工作需求。

某海上低渗油藏油井电潜泵卡泵损坏机理分析

针对某海上低渗油藏油井电潜泵故障率高情况,深入研究发现低产电潜泵井生产波动较大,电潜泵叶轮磨损严重,以及部分高含水油井存在出砂和结垢,堵塞流体通道等因素,引起电泵卡泵过载停机,提出改进电潜泵结构、合理生产制度和防垢防砂举措等方法,有效降低了电潜泵井卡泵故障率。

国产变频器在海上石油平台中的应用

海上石油平台建设中的变频器应用,对变频控制效果提升有促进作用。因此,在对国产变频器在海上石油平台的应用进行研究中,根据平台设备需求,充分考虑工况、配电条件以及检修等因素对变频器应用的影响,分析国产变频器的实际应用方式,并设计国产变频器的应用方案,旨在实现国产变频器在海上石油平台中的应用效果提升。

巨型水电机组液压系统压油泵频繁加卸载原因分析及处理

水轮机调速系统是水电站的主要设备之一,是不可缺少的组成部分。其中液压系统作为调速系统的动力源,其可靠性和稳定性直接关系到调速系统的安全性。压油泵频繁出现加卸载现象会影响液压系统的可靠性和安全性。本文阐述了实际运行中出现的压油泵频繁加卸载现象,并从油压装置、电气调节两方面压油泵频繁加卸载的原因进行了详细的分析。结合机组趋势分析历史数据、现场压油泵的状态以及调速器控制柜触摸屏的数据,对压油泵频繁加卸载的原因进行了定位。根据故障定位,提出造成压油泵频繁加卸载现象的解决方案。

油田原油储运系统能耗分析与节能措施

为降低某油田原油储运系统的能耗,采用现场调查与分析设备资料的方法,掌握原油储运系统各站点的运输距离、年输油量和综合能耗等信息。通过分析管道运行节能潜力和原油站库节能潜力,采取以电力代替原油方式,合理设置管线最低进站温度和离心泵减级等节能措施。现场运行表明:推行“以电代油”工程后,C站库的能耗经济成本可以降低50%以上;安装变频器可降低电动机的运行损耗,相比于改造前系统运行能耗降低了12.7%;采取离心泵减级措施后,对于工作压力在1.5 MPa以下、流量为100~120 m^(3)/h的离心泵,其运行功率可以降低1.6~4.6 kW,在多输油20 m^(3)/h的情况下,单位能耗下降了0.0918 kWh,节能效果较为明显。

FPSO改装项目货油泵选型分析

FPSO货油泵是FPSO货油系统的关键核心设备,货油泵的选型在VLCC改装FPSO项目中的总体功能设计、布置设计和项目成本中起到举足轻重的作用,文章通过货油电动深井离心泵和液压深井离心泵的对比分析,对货油泵的选型设计方案进行了研究,为今后的FPSO改装项目货油泵选型提供参考和借鉴。

国产中控系统实现油井“一键降频”与功能优化

海上石油生产设施在日常生产过程中,如果关断阀、控制阀等设备意外突然关闭时,生产流程将出现大幅波动,极易造成单元关断或全生产关停。为有效降低因生产流程波动造成的单生产序列关停或者全生产关停的次数,减少油井电潜泵意外停机次数,本文基于国产和利时中控系统,实现油井手动“一键降频”与自动分级停井功能优化,在安全功能不受影响的前提下,利用将电潜泵运行频率手动一键降至基准频率的功能,让中控主操有时间采取最有效的紧急操作避免关停,并且当触发某个单序列生产关停信号时,自动关停高含水井,最大限度减少原油产量损失。油井手动“一键降频”功能的创新开发与自动分级停井功能的创新优化,经济效益明显、推广性强,可推广到其他海上设施,特别是已经实施或者正在实施中控系统国产化的海上设施。

汽轮机全电动主油泵润滑油系统的设计与仿真

基于Flowmaster软件,建立一整套汽轮机全电动主油泵润滑油系统的静态配平和动态仿真模型.仿真结果表明:系统在主、辅油泵切换,以及紧急直流油泵与交流油泵切换的过程中,自力式溢油阀随着润滑油系统母管压力的变化自动调整阀门开度,进而调整泄油量,母管压力始终维持在额定值附近.自力式溢油阀压力反馈点设在润滑油系统母管处可以改善系统油压波动情况;系统设置蓄能器可以降低切泵时母管油压波动的程度,以避免轴承瞬时断油;通过仿真确定了该系统配置2台100L的蓄能器可以满足润滑油系统各工况的运行需求.

电网波动对稠油电泵的影响及对策研究

塔河油田碳酸盐岩具有“两超、五高”,即超深、超稠、高黏、高温、高压、高硫化氢、高矿化度的油藏特性,因此,原油的举升开采是一项重大的难题。采油二厂结合油藏特性并与国内电泵厂家经过多年的改进升级,形成了适合塔河碳酸盐岩的抗稠油电泵,该技术配合环空掺稀油运行平稳、检泵周期长,是塔河稠油油藏开采的主力军。随着油田的持续开发,大型用电设备不断增加,电泵井数也不断攀升,对电网的稳定性造成极大影响。当电网波动时,稠油电泵发生停机、泵内稠油不再流动,稳定举升时建立的温场逐步损失,温度下降后原油黏度急剧增加,此时启动电泵电机负荷过高,极易造成过载停机,严重时会引发电泵躺井,造成产量损失,影响开采效益。基于电网波动的影响因素分析,通过在大功率用电设备上增加启、停缓冲装置,对变频柜增加稳压装置、电泵远程智能启停控制系统、加装电容补偿稳压部分的措施,提出了预防电网波动造成电泵停机的方法,对抗稠油电泵井的平稳运行具有重要的意义。

电潜泵采油系统故障原因及解决策略

针对电潜泵采油系统故障问题,结合我国电潜泵采油系统的应用情况,首先对电潜泵采油系统故障出现的原因进行深入分析,并提出合理的解决策略,为保障电潜泵采油系统的稳定运行奠定基础。研究表明:引发电潜泵采油系统故障的原因相对较多,需要采取综合性的策略降低故障出现的概率。

渤海稠油冷采井电潜泵精细化设计方法及延寿对策研究

渤海油田稠油冷采井通常采用电潜泵举升,但目前电潜泵选泵设计以及现场运维未精细考虑稠油井黏度的动态变化,出现了故障率高、效率低等问题。针对该问题,依托典型井特征,通过模拟计算,建立了387型电潜泵适用黏度图版,得出电潜泵极限工作黏度及适用乳化含水区间,并提出了稠油冷采井生产前、中、后期的电潜泵精细化设计方法。为保障电泵运行寿命,提出了掺水降低时机、经济掺水量、停井后再启泵频率、热洗井时机等运维手段。

优化电动潜油螺杆泵举升工艺提高采收率的探索与实践

目前多数油田开发已步入中后期,因原油黏度大、物性差等原因,引发抽油杆柱下行困难,抽油泵效低,运行能耗大等问题,稠油难采在不同程度上影响着原油采收率。大港油田第三采油厂通过优化应用电动潜油螺杆泵举升工艺,在原有工艺基础上与内衬油管技术相结合,通过升级机组材质、优化运行参数等举措,平均生产周期由210 d延长至600余天,累计增油2100 t,节约电费88.4万元,实现了油井节能降耗、提液增油、延长生产周期的目的,有效提高了油井原油采收率,为稠油难采技术的推广提供了借鉴意义。

多约束下的电潜泵变频器最优参数控制方法

根据不同的电潜泵作业情况优化调整参数,可以有效控制其运行频率,以此保证运行的高效性。为此,该文提出多约束下的电潜泵变频器最优参数控制方法。在电潜泵结构分析的基础上,分别设置电潜泵下泵深度、最佳扬程多个方面的约束条件。并根据变频器运行原理,从基频以下的调整控制、基频以上的弱磁调整控制两个方面实现多约束下的电潜泵变频器最优参数控制。实验结果表明,通过所提方法计算出某海上采油平台电潜泵各组成设备的最优参数,结合变频器的调整控制,最后得出优化后的油田排采效率提高了12%,验证了所提出电潜泵变频器最优参数控制方法的有效性。

新型复合生产管柱在海上高压高气油比油气田的应用研究

目前,海上油气田开发通常采用自喷生产管柱或电潜泵生产管柱,已探明的部分特殊油气田具有地层压力高、气油比高以及压力衰竭快的特点,后期需采用电潜泵人工举升开采,常规生产管柱无法满足此类油气田安全经济高效开发要求。该文提出一种兼备自喷生产和电潜泵人工举升两种生产方式的新型复合生产管柱,并应用于南海西部涠洲X油田,实现了该油田安全经济高效开发,为海上类似特殊油气田开发提供参考。

海上平台采油井电潜泵机械故障信号提纯研究

为了提升采油井电潜泵机械故障检测精度,提出一种故障信号提纯方法。通过分析采油井电潜泵机械原理和故障工况条件,描述采油井电潜泵机械故障,将故障类型与非线性时间序列分析模型耦合,从时域和频域2方面采集电潜泵机械故障信号,接着利用Chirplet变换消除机械故障信号噪声,再利用瞬态冲击提纯方法,提升优化后的机械故障信号纯度,实现故障信号提纯。实验结果表明,所提方法提纯效果好、故障信号提纯效率高。