优化注水泵运行参数节能降耗课件

优化注水泵运行参数

节能降耗石油开发中心2008年QC优化注水泵运行参数

节能降耗石油开发中心20081

单位名称：石油开发中心胜龙管理区小组名称：胜龙注水管理QC小组注册编号：SYKF-048-2008小组类型：现场型单位名称：石油开发中心胜龙管理区2目录前言一、小组概况二、选题依据及现状调查三、活动目标及可行性分析四、要因分析五、要因确认及论证目录3六、制定对策七、对策实施八、效果确认九、巩固措施十、下步打算六、制定对策4优化注水泵运行参数，节能降耗（石油开发中心胜龙管理区注水管理QC小组）前言

油田注水系统的主要能耗设备是注水泵，近几年来随着油田节能项目的开展，为注水泵配套变频柜，解决了因回流损失产生的能耗浪费。2007年9月，胜龙管理区渤三注水站新上三柱塞泵3台，由于受注水泵理论排量影响，未满足配注水量完成，只有通过增加开泵台数来完成注水任务。为了减少能耗浪费，胜龙管理区于2008年3月成立了注采输管理QC小组，通过近一年的现场活动，实现了减少开泵台数，保证了注水任务的完成，有效的提高了经济效益。优化注水泵运行参数，节能降耗5一、小组概况表一小组简介表一、小组概况6

小组成员

小组成员7二、选题依据及现状调查胜龙生产管理区渤三注水站共有三柱塞泵3台，总装机容量330kW；其型号为3S175-12/25，基本参数为：柱塞直径为48mm，冲程175mm，定轮直径为1265mm，马达轮直径为285mm，泵速为221次/分，电机转速为980r/min，电机功率为110kW，额定流量为12m3/h，单台泵供水能力为288m3/d。二、选题依据及现状调查8优化注水泵运行参数节能降耗课件9

由于受地质调配的原因，配注水量由日配注240m3/d上升至320m3/d。开1台泵时水量达不到配注要求，开2台泵时由于受注水泵润滑原因影响，造成变频泵在运行中频率保持在25HZ，需开泵回流量控制注水压力，从而造成回流浪费现象。本文中我们重点对泵运行中的水量损失进行研究，以解决注水泵回流水量浪费现象。由于受地质调配的原因，配注水量由日配注24010三、活动目标及可行性分析确定活动目标：

优化注水泵参数，减少开泵1

台，节电量在600-1000kW.h。

三、活动目标及可行性分析11

实现条件：

1、领导重视，提供人力、物力、财力；

2、具有勇于开拓、责任心强、经验丰富的

专业技术人员。实现条件：12四、要因分析

我们对影响注水泵开泵台数的因素进行分析，确定了影响的原因主要有以下四个方面8个因素：

四、要因分析13

一是注水泵理论排量的影响：柱塞泵马达轮直径的大小、柱塞直径的大小、泵速的高低等均是影响注水泵理论排量高低的关键因素。一是注水泵理论排量的影响：柱塞14

二是注水任务影响：水井配注量高于注水泵的额定排量、注水单井地层吸水能力的变化等因素，均能影响开泵台数。二是注水任务影响：水井配注量高15

三是配套电机的影响：

电机转速的高低影响泵转速，间接影响注水泵的理论排量，从而影响开泵台数。三是配套电机的影响：16

四是管网节流损失的影响：由于注水泵距离井口较远及配水间阀控损失，造成泵管压差大，为达到配注压力，需调节开泵台数。四是管网节流损失的影响：由于注水泵17

过以上因素，我们建立影响注水泵开泵台数的因果分析图（见图一）过以上因素，我们建立影响注水泵开18注水泵系统效率低7、阀控损失大有功功率低

电机转速低

5、电机转速低6、管网损失大

注水任务

4、地层吸水能力差3、水量低

柱塞泵理论排量

1、马达轮直径匹配2、柱塞直径小图一影响注水泵开泵台数关联图注水泵系统效率低7、阀控损失大有功功率低电机转速低19

我们QC小组成员根据现场注水泵各类参数的理解，对影响开泵台数的要因进行排序打分，确定了影响注水泵开泵台数的重要因素。（见表二）我们QC小组成员根据现场注水泵各类20

人员得分原因1234567得分马达轮直径小11001014柱塞直径小11011015泵速低11110116水量高11110004单井吸水能力参差不齐00101103电机转速低11111106管网损失大01000012阀控损失大00110103表二重要度评价表人员1234567得分马达轮直径小11001014柱21

根据因果分析图及重度评价表，我们可以直观地看出影响开泵台数的根本因素是：泵速低、电机转速低、柱塞直径小，马达轮直径小及配注水量高等因素，单井吸水能力参差不齐、管网损失大及阀控损失大等因素基本可以不考虑。根据因果分析图及重度评价表，我们可以直观地看出影响开22

五、要因确认及论证

为了完成小组的目标，我们经过认真的论证，对5个主要因素根据现场情况制定了可行性分析，见表三：五、要因确认及论证23序号要因造成原因实施对策可行性分析1泵速低电机转速高低、马达轮直径大小影响泵速高低改变电机转速或更换马达轮直径具有变频装置，加工马达轮简单，投入低，可行2电机转速低目前在用电机为6级电机，额定转速980r/min调整电机，更换为4级1480r/min配套电机孤北21注水站有闲置4级电机，投入低，可行3柱塞直径小目前在用柱塞48mm，额定排出压力25MPa更换成51mm柱塞，配套更换柱塞总成调整幅度小，调整后压力下降至21MPa，投入高，不可行4马达轮直径小目前在用马达轮直径285mm可更换为外径为320mm马达轮调整幅度小，泵速提高幅度不大，投入低，可配合更换电机进行，可行5配注水量高水井调配影响结合油水井连通曲线，对水量进行调整调整幅度低，无法满足地质配注，不可行表三可行性分析表序号要因造成原因实施对策可行性分析1泵24

我们QC小组根据柱塞泵参数变化的影响因素，根据柱塞泵理论排量计算公式，推导出在不同参数下的注水泵理论排量（见表四）。我们QC小组根据柱塞泵参数变化的影25柱塞泵理论排量推导公式：公式一：Q理=3πr2×S×n×60/（1000）3Q理：理论排量（m3/h）；S：柱塞冲程（mm）；n：泵速、柱塞冲次（r/min）；r：柱塞半径（mm）。柱塞泵理论排量推导公式：26公式二：i=n1/n2=d2/d1i：传动比；n1：电机转数（r/min）；

n2：泵转数、冲次（r/min）；d2：定轮直径（mm）；

d1：马达轮直径（mm）。公式二：27表四不同参数下柱塞泵理论排量对应表表四不同参数下柱塞泵理论排量对应表28六、制定对策

根据可行性分析，我们优选改变电机转速的方案，进行注水泵参数优化，即可满足目前注水需求。

为了完成小组的目标，制定如下的对策表，详见（表五）：六、制定对策29表五对策实施表表五对策实施表30七、对策实施

2008年5月份之前，渤三区块水井开井4口，配注水量240m3/d，泵压17MPa。随着注水井的增加及配注水量的提高，到2008年5月份，配注水量增加至330m3/d，配注压力由17MPa上升至19.8MPa，单台注水泵已经无法满足生产，前期是通过1台泵工频运转，1台泵变频运转（频率15HZ），运转过程中发现变频泵由于转速低，减速箱油温骤升（该泵为飞溅式润滑泵），由正常的32℃上升至55℃。七、对策实施

2008年5月份之前，渤三区块水井31

后采取变频频率调至25HZ，通过出口回流控制泵压的方法保证了注水压力及水量。采用此方法实施后，注水站用电量上升，由正常的日耗电在1800kW.h/d上升至3000kW.h/d。2008年6月10日对渤三注水站2＃泵进行参数调整，将原配套电机更换为110kW，转速为1480r/min的电机后，单台泵额定流量为由12m3/h提高到19m3/h，供水能力由228m3/d提高到456m3/d。实施后减少开泵台数1台，日耗电下降至2200kW.h/d，平均日节电量800kW.h/d，实施效果良好。后采取变频频率调至25HZ，通过出口回流控制泵32八、效果确认在各级领导的大力支持和关心下，通过小组成员的共同努力，胜龙管理区注采输管理ＱＣ小组取得了良好的成绩：

１、小组活动目标的实现，见表六：八、效果确认33

表六活动效果统计表表六活动效果统计表342、经济效益

2008年6月起开始计算，按有效天数为200天，平均按每天节电800kW.h计算，经济效益评价如下：2、经济效益351台/天×200天×800kW.h=16万kW.h×0.52=8.3万元1台/天×200天×800kW.h36九、巩固措施

1、QC小组将进一步进行细致研究，在配注水量提高的基础上再采取更换马达轮直径等措施，提高注水泵理论排量。九、巩固措施

1、QC小组将进一步进行细致研究，在372、结合水量变化，实现高低转速电机互为备用。

3、强化注水泵巡回检查及设备保养工作，确保注水泵稳定运行。2、结合水量变化，实现高低转速电机互为备38十、下步打算1、改变注水泵泵速后，对柱塞拉杆、

曲轴箱齿轮的磨损等问题，需在下一步

工作中进行观察。十、下步打算392、结合注水井吸水指数，确定合理的注水干压。在单井注水压力差距较大的情况下，建议安装单井增压泵，减少管网损失。2、结合注水井吸水指数，确定合理的注40优化注水泵运行参数

节能降耗石油开发中心2008年QC优化注水泵运行参数

节能降耗石油开发中心200841

单位名称：石油开发中心胜龙管理区小组名称：胜龙注水管理QC小组注册编号：SYKF-048-2008小组类型：现场型单位名称：石油开发中心胜龙管理区42目录前言一、小组概况二、选题依据及现状调查三、活动目标及可行性分析四、要因分析五、要因确认及论证目录43六、制定对策七、对策实施八、效果确认九、巩固措施十、下步打算六、制定对策44优化注水泵运行参数，节能降耗（石油开发中心胜龙管理区注水管理QC小组）前言

油田注水系统的主要能耗设备是注水泵，近几年来随着油田节能项目的开展，为注水泵配套变频柜，解决了因回流损失产生的能耗浪费。2007年9月，胜龙管理区渤三注水站新上三柱塞泵3台，由于受注水泵理论排量影响，未满足配注水量完成，只有通过增加开泵台数来完成注水任务。为了减少能耗浪费，胜龙管理区于2008年3月成立了注采输管理QC小组，通过近一年的现场活动，实现了减少开泵台数，保证了注水任务的完成，有效的提高了经济效益。优化注水泵运行参数，节能降耗45一、小组概况表一小组简介表一、小组概况46

小组成员

小组成员47二、选题依据及现状调查胜龙生产管理区渤三注水站共有三柱塞泵3台，总装机容量330kW；其型号为3S175-12/25，基本参数为：柱塞直径为48mm，冲程175mm，定轮直径为1265mm，马达轮直径为285mm，泵速为221次/分，电机转速为980r/min，电机功率为110kW，额定流量为12m3/h，单台泵供水能力为288m3/d。二、选题依据及现状调查48优化注水泵运行参数节能降耗课件49

由于受地质调配的原因，配注水量由日配注240m3/d上升至320m3/d。开1台泵时水量达不到配注要求，开2台泵时由于受注水泵润滑原因影响，造成变频泵在运行中频率保持在25HZ，需开泵回流量控制注水压力，从而造成回流浪费现象。本文中我们重点对泵运行中的水量损失进行研究，以解决注水泵回流水量浪费现象。由于受地质调配的原因，配注水量由日配注24050三、活动目标及可行性分析确定活动目标：

优化注水泵参数，减少开泵1

台，节电量在600-1000kW.h。

三、活动目标及可行性分析51

实现条件：

1、领导重视，提供人力、物力、财力；

2、具有勇于开拓、责任心强、经验丰富的

专业技术人员。实现条件：52四、要因分析

我们对影响注水泵开泵台数的因素进行分析，确定了影响的原因主要有以下四个方面8个因素：

四、要因分析53

一是注水泵理论排量的影响：柱塞泵马达轮直径的大小、柱塞直径的大小、泵速的高低等均是影响注水泵理论排量高低的关键因素。一是注水泵理论排量的影响：柱塞54

二是注水任务影响：水井配注量高于注水泵的额定排量、注水单井地层吸水能力的变化等因素，均能影响开泵台数。二是注水任务影响：水井配注量高55

三是配套电机的影响：

电机转速的高低影响泵转速，间接影响注水泵的理论排量，从而影响开泵台数。三是配套电机的影响：56

四是管网节流损失的影响：由于注水泵距离井口较远及配水间阀控损失，造成泵管压差大，为达到配注压力，需调节开泵台数。四是管网节流损失的影响：由于注水泵57

过以上因素，我们建立影响注水泵开泵台数的因果分析图（见图一）过以上因素，我们建立影响注水泵开58注水泵系统效率低7、阀控损失大有功功率低

电机转速低

5、电机转速低6、管网损失大

注水任务

4、地层吸水能力差3、水量低

柱塞泵理论排量

1、马达轮直径匹配2、柱塞直径小图一影响注水泵开泵台数关联图注水泵系统效率低7、阀控损失大有功功率低电机转速低59

我们QC小组成员根据现场注水泵各类参数的理解，对影响开泵台数的要因进行排序打分，确定了影响注水泵开泵台数的重要因素。（见表二）我们QC小组成员根据现场注水泵各类60

人员得分原因1234567得分马达轮直径小11001014柱塞直径小11011015泵速低11110116水量高11110004单井吸水能力参差不齐00101103电机转速低11111106管网损失大01000012阀控损失大00110103表二重要度评价表人员1234567得分马达轮直径小11001014柱61

根据因果分析图及重度评价表，我们可以直观地看出影响开泵台数的根本因素是：泵速低、电机转速低、柱塞直径小，马达轮直径小及配注水量高等因素，单井吸水能力参差不齐、管网损失大及阀控损失大等因素基本可以不考虑。根据因果分析图及重度评价表，我们可以直观地看出影响开62

五、要因确认及论证

为了完成小组的目标，我们经过认真的论证，对5个主要因素根据现场情况制定了可行性分析，见表三：五、要因确认及论证63序号要因造成原因实施对策可行性分析1泵速低电机转速高低、马达轮直径大小影响泵速高低改变电机转速或更换马达轮直径具有变频装置，加工马达轮简单，投入低，可行2电机转速低目前在用电机为6级电机，额定转速980r/min调整电机，更换为4级1480r/min配套电机孤北21注水站有闲置4级电机，投入低，可行3柱塞直径小目前在用柱塞48mm，额定排出压力25MPa更换成51mm柱塞，配套更换柱塞总成调整幅度小，调整后压力下降至21MPa，投入高，不可行4马达轮直径小目前在用马达轮直径285mm可更换为外径为320mm马达轮调整幅度小，泵速提高幅度不大，投入低，可配合更换电机进行，可行5配注水量高水井调配影响结合油水井连通曲线，对水量进行调整调整幅度低，无法满足地质配注，不可行表三可行性分析表序号要因造成原因实施对策可行性分析1泵64

我们QC小组根据柱塞泵参数变化的影响因素，根据柱塞泵理论排量计算公式，推导出在不同参数下的注水泵理论排量（见表四）。我们QC小组根据柱塞泵参数变化的影65柱塞泵理论排量推导公式：公式一：Q理=3πr2×S×n×60/（1000）3Q理：理论排量（m3/h）；S：柱塞冲程（mm）；n：泵速、柱塞冲次（r/min）；r：柱塞半径（mm）。柱塞泵理论排量推导公式：66公式二：i=n1/n2=d2/d1i：传动比；n1：电机转数（r/min）；

n2：泵转数、冲次（r/min）；d2：定轮直径（mm）；

d1：马达轮直径（mm）。公式二：67表四不同参数下柱塞泵理论排量对应表表四不同参数下柱塞泵理论排量对应表68六、制定对策

根据可行性分析，我们优选改变电机转速的方案，进行注水泵参数优化，即可满足目前注水需求。

为了完成小组的目标，制定如下的对策表，详见（表五）：六、制定对策69表五对策实施表表五对策实施表70七、对策实施

2008年5月份之前，渤三区块水井开井4口，配注水量240m3/d，泵压17MPa。随着注水井的增加及配注水量的提高，到2008年5月份，配注水量增加至330m3/d，配注压力由17MPa上升至19.8MPa，单台注水泵已经无法满足生产，前期是通过1台泵工频运转，1台泵变频运转（频率15HZ），运转过程中发现变频泵由于转速低，减速箱油温骤升（该泵为飞溅式润滑泵），由正常的32℃上升至55℃。七、对策实施

2008年5月份之前，渤三区块水井71