Применение INTEK в насосах закачки воды на нефтяных месторождениях
Станции закачки воды на нефтяных месторождениях в основном используют традиционные скважинные насосы для закачки воды. Вода подается сначала в большой накопительный бак, а затем подающим насосом перекачивается в водонагнетательный насос. После чего вода закачивается в пласт. Как правило двигатели впрыскивающих насосов для таких применений большой мощности (110 .. 185 кВт).
Введение
Выходное давление впрыскивающего насоса регулируется клапаном. Операторы постоянно наблюдают за давлением манометра и регулируют клапан. Двигатель насоса работает на номинальной скорости и поэтому расходуется много электрической энергии. В трубопроводной сети применяется много насосов такого типа, так как закачки воды на нефтяных месторождениях сложный технологический процесс. Такой принцип работы приводит не только к лишней трате энергии, но и увеличивает трудоемкость работы операторов.
Бесступенчатую регулировку скорости двигателя обеспечивают при помощи преобразователя частоты (ПЧ). Когда требуется подача воды с постоянным давлением, система с ПЧ автоматически регулирует скорость оборотов двигателя, поддерживая необходимые параметры. Таким образом сохраняется постоянное давление в трубопроводных сетях даже при изменении потребления воды.
Такое решение представляет собой передовую и энергосберегающую систему водоснабжения. С развитием промышленной электроники и электронных технологий функционал ПЧ становятся всё шире и шире. Это имеет большое значение для применения в системах водоснабжения с постоянным давлением, где требуется переменная скорость электрического привода.
Требования к процессу
Принцип работы оборудования и системы управления:
По датчику обратной связи отслеживается сигнал давления в сети водоснабжения. Затем, модуль аналого-цифрового преобразования передаёт значение в ПЧ. После чего значение уставки и полученного сигнала одновременно сравниваются ПИД-регулятором. ПИД-регулятором производится обработка данных в соответствии с настройкой параметров ПЧ и полученный результат обработки выдаётся в виде выходной частоты ПЧ. В модуле ПИД-управления есть функция сравнения и разности. Если давление в водопроводной сети ниже установленного значения, преобразователь частоты увеличит рабочую частоту, а если выше установленного, то уменьшит её.
Решения с преобразователями частоты INTEK
При добыче нефти номинальная мощность насоса для закачки воды часто превышает фактическое требуемое значение, что приводит к большим потерям энергии. Если для регулировки добычи нефти используется только клапан, то его необходимо часто регулировать вручную, что увеличивает трудоемкость и требуется больше персонала. Если клапан отрегулирован неправильно, то насос может начать работать всухую или будет избыточный объём в баке. С другой стороны, для обеспечения постоянного вытеснения нефти необходимо обеспечить постоянное давление в трубопроводе. Открытие клапана напрямую влияет на давление в трубе. Слишком большое или маленькое давление не допускается.
Если вы используете инвертор INTEK, эта проблема может быть полностью решена. Алгоритм PID-регулятора в ПЧ может точно корректировать скорость двигателя при изменении давления, чтобы регулировать фактическую производительность насоса. Когда рабочий объем изменяется, выходная частота ПЧ изменяется для управления рабочим объемом, обеспечивая постоянное давление в трубопроводе. Применяя ПЧ в таких системах, КПД двигателя значительно повышается, так как выходная скорость и мощность двигателя могут быть снижены для энергосбережения.
Заключение
Электрическая система закачки воды на нефтяном месторождении может стабильно и надежно работать с инвертором INTEK, что дает хорошие экономические преимущества для предприятия. Преимущества использования преобразователей частоты приведены ниже:
1. Существенное энергосбережение и последующая экономическая выгода;
2. Автоматический контроль давления в системе с замкнутым контуром прост и не нужна частая регулировка клапана. Обеспечивается стабильная работа и меньшая трудоемкость;
3. Значительно снижаются шум и вибрация из-за снижения скорости вращения вала двигателя, что улучшает рабочую среду и позволяет избежать потерь энергии.
4. За счет снижения скорости работы оборудование работает с меньшим износом, что увеличивает срок службы изделия и межремонтный период;
5. Благодаря частотному регулированию скорости двигателя в системе, давление воды поддерживается постоянно. Это поддерживает баланс подземного давления и обеспечивает высокую производительность.
6. Режим плавного пуска в ПЧ значительно снижает воздействие на электросеть, так как не возникает большого скачка пускового тока в двигателе, за счёт чего обеспечивается нормальная работа электросети.