1、 隨著油田進入特高含水開發階段，噸油本錢逐年上升，噸油能耗不斷添加，目前我廠注水系統耗電占總耗電的33.2。為保證注水系統低耗高效運轉，我廠運用斬波內饋調速技術降低注水能耗，在系統方案選擇上、運轉調試中，主要處理設備穩定運轉，提高運轉時率等問題，以發揚該技術的最大效益一、斬波內饋調速技術原理二、現場實驗情況三、獲得的認識 斬波內饋調速技術是利用內饋電機的內饋繞組的發電功能，移出轉子的部分電轉差功率。由于轉子的部分功率被移出，使轉化的機械功率減小，電機轉速下降。移出的電能，經過升壓、變頻、移相回饋到定子側，從而到達節能目的 斬波內饋調速控制原理圖 轉子的電能取出是經過斬波器件的高頻開關實現的，其

2、穩定性是斬波安裝可靠運轉的關鍵。傳統的斬波內饋調速安裝采用晶閘管斬波，晶閘管屬于半控器件1、斬波元器件確實定可脈沖觸發翻開不能脈沖觸發封鎖這就添加了系統的復雜性倘假設一個周期沒有關斷勝利晶閘管將瞬間進入永久直通形狀就是電動機從當前速度驟然升至全速，給設備呵斥很大沖擊反響在電動機上將斬波器件由傳統的晶閘管交換為IGBT斬波頻率高調速范圍寬噪聲低構造簡單 而IGBT斬波器，屬于全控器件，大大簡化了電路，節省了空間，使可靠性有很大的提高。同時具有以下方面優勢：2、系統控制方式確實定邏輯控制控制速度可靠性可維護性順序控制靈敏性可擴展性 對斬波內饋傳統的繼電器控制方式與PLC控制方式在以下幾個方面PLC

3、控制方式均優于繼電器控制方式 鑒于PLC控制的優勢，系統控制上由PLC替代了繼電器控制方式，在PLC選擇上我們采用編制了人機界面交互系統程序 使控制操作明晰、簡便、快捷同時提高了穩定性 一是由于外置集電器采用滾動軸承安裝，注水電機在高速旋轉時，軸承溫度迅速升高到達上限值，導致軸承燒毀，無法穩定運轉3、內反響電機技術方案確實定集電器與電機聯接圖二是集電器為銜接設備，無法與電機完全同心運轉，導致端點跳動，碳刷急劇磨損 通常在內反響電機上，采用外置式集電器進展電能采集該設備在注水系統中運用有如下問題: 在電機設計上，采用內置集電環，即集電環置于電機前、后軸瓦之間，集電環與電機轉軸完全同心，碳刷抖動小

4、，運用壽命長。同時省去了外置的集電器，使內反響電機構造更加簡單，機械設備銜接點更少內置集電環內反響電機一、斬波內饋調速技術原理二、現場實驗情況三、獲得的認識杏十注水站建于1993年2005年為順應三元開發需求進展擴建目前有三元注水電機2臺設計三元注水才干1.2104m3/d該區塊三元注入井注水量在0.571.06104m3/d之間在未采取措施前，采用閥門截流方式進展調理平均泵水單耗為6.2kWh/m3三元驅注水電機需求一個有效的調速技術，降低系統能耗高于全廠平均單耗5.6kWh/m3該工程于2021年9月對5號電機進展改造 2021年10月底安裝終了，進展試運調試任務1、實驗過程在調試過程中出

5、現了 等問題電機振動大碳刷運用壽命短開展了相應技術改良，處理該技術平穩運轉的問題對此現場安裝照片程度頻譜垂直頻譜軸向頻譜程度垂直軸向低頻振動超標 從檢測頻譜上分析當進展帶載實驗時，振動超越了0.3mm的振動規范1研討電機安裝配套技術處理振動問題 經過將原來的軌道式底座改造為框架式底座，處理了程度振動大的問題 經過重新建立根底，調整固定螺栓數量，處理了垂直振動大的問題針對振動超標問題制定以下措施： 經過添加泵與電機之間軸向補償量的方法，將原來沒有軸向補償量的彈性柱銷連軸器調整為膜片聯軸器，處理了軸向振動大的問題彈性柱銷式聯軸器 膜片式聯軸器 聯軸器膜片 經過以上措施使電機振動控制在0.3mm的目

6、的以內，保證了電機平穩運轉電機帶載振動測試表時間軸瓦水平(mm)軸向(mm)垂直(mm)措施前前端0.500.410.62后端0.450.410.554月19日10：40前端0.110.060.05后端0.060.060.065月10日15：05前端0.140.130.12后端0.090.180.216月20日8：40前端0.120.110.17后端0.070.220.16碳刷材質的優選 2進展碳刷磨損緣由研討，提出處理對策針對碳刷磨損快的問題，對其進展了優選及改良碳刷參數表碳刷材質阻率抗折強度肖氏硬度體積密度接觸壓降摩擦系數額定電流密度允許圓周速度天然石墨185.2201.282.500.2

7、91081樹脂石墨27020.5381.703.600.101035金屬石墨329252.801.160.111135電化石墨6119.3761.612.500.191041為了使導電性能不下降，對碳刷的數量進展了添加經計算將原來27組碳刷添加到如今的36組碳刷碳刷的溫度控制 碳刷溫度過高，會使其強度下降，加大了磨損量。因此，為電機滑環添加了公用的冷卻風道，由一臺功率為7.5kW的風機為其散熱 采用垂直風道，使風道入口位于電機上端，使電機內部三排碳刷都能均勻散熱，延伸了運用壽命程度風道改造為垂直風道滑環滑環碳刷的跳動 原碳刷支架為單側固定，安裝在末端的碳刷抖動大，導致磨損量加大經一系列的改良，

8、碳刷改換周期由30天添加到90天左右實施兩側固定以減少其端點抖動對滑環支架進展改造碳刷滑環滑環支架表示圖1調速才干測試2、斬波內饋調速安裝的調試 斬波內饋調速系統正常運轉后，進展了調速范圍實驗，該安裝可實現1850rpm2960rpm范圍內的無級調速斬波內饋調速安裝調速范圍表轉速（rpm）電流（A）瞬時水量（m3/h）泵壓（MPa）單耗（kWh/m3）296018027015.36.2285017426515.16.12280015125014.95.6275013722214.85.5270012221014.75.4260010218014.15.325008615013.05.3 以5號

9、注水機組在2021年5月10日的測試為例： 該三元注水站所轄4個注入站，注入井211口，平均注入壓力13.0MPa，三元母液注入量4200m3/d ,注水量5100m3/d，注水管網損失0.1MPa 因此，我們將注水泵壓設定到14.8MPa，電機轉速控制在2700rpm左右，可滿足消費需求區域內三元注入井破裂壓力統計表序號破裂壓力范圍（MPa）井數113.0以下6213.0-13.5109313.5-14.064414.0-14.532合計2112運轉參數確實定3獲得的節能效果 杏十注水站5號機組運用斬波內饋調速技術后獲得如下節能效果：5號注水機組運轉報表注水泵編號運行時間h泵壓MPa管壓MP

10、a電流A日輸水量 m3日用電量Kwh單 耗Kwh/m3泵效%5號2414.814.61364850262085.477.4 從近期報表來看，在泵壓為14.8MPa情況下，詳細運轉參數見下表：15.56泵壓MPa運用前運用后14.85100水量m3/d運用前運用后6.2單耗kWh/m3運用前運用后5.4中國石油天然氣集團公司節能技術監測評價中心測試測字第2021013號的測試結果如下：注水機組測試對比表4號注水泵（未應用斬波內饋）5號注水泵輸入功率1708.33kW1350 kW注水泵效75.31%78.6%泵機組效率72.12%74.67%單耗6.03kWh/m35.344kWh/m3系統效率

11、70.28%74.06%諧波電流：3次6.3A、5次6.0A，符合國家相關規范要求按泵水單耗5.4kWh/m3計算，單耗下降0.8kWh/m3可實現年節電156.8104kWh扣除每年風機耗電及碳刷改換費用12萬元年效益80.5萬元，投資回收期2.8年 2021年4月20日至今累計運轉329天，在滿足正常單井注入壓力需求的情況下，管壓穩定在14.8MPa左右節能效果較好，泵水單耗為5.5kWh/m3左右3、實踐運轉情況單井玻璃鋼管線穿孔注入井調剖水量動搖較大系統管壓不穩定為滿足注入需求，注水站階段運轉壓力堅持在較高程度導致5號注水機組運轉報表注水泵編號時間泵壓MPa管壓MPa電流A日輸水量m3

12、日用電量Kwh單 耗Kwh/m3泵效%5號2011年5月13日14.814.81675941329405.5477.765號2012年4月8日15.415.41675490324365.9179 調剖期間泵壓上升到15.4MPa平均泵水單耗升高到5.9kWh/m3節能效果遭到限制 為了可以順應注入壓力的迅速變化、減輕工人的勞動強度，我廠在杏二十聯進展的斬波內饋改造中參與了壓力連鎖閉環改造，目前改造正在進展中，改造完成后可使該技術實現速度實時順應壓力變化的功能 為了延伸碳刷運用壽命及保證運用期間的平安性，同樣在杏二十聯改造中參與了碳刷磨損報警功能，來提高其運轉時率及運轉期間的平安性，發揚其最大的經濟效益共改換碳刷4次，累計144只，改換周期為3個月磨損前碳刷磨損后碳刷警戒線警戒線一、斬波內饋調速技術原理二、現場實驗情況三、獲得的認識 2在三采注水系統運用該技術，可處理注水才干難以合理匹