摘要：转油站机泵运行所需要的电能在油田总电能消耗中的占比很大，往往是由于机泵的不能处于功率曲线有效区间而造成的能耗浪费，针对这一问题，本文分析了引起换油站机泵能耗高的问题，并提出了有效的机泵节能措施，在实际应用中节能效果良好，为转油站机泵节能挖潜提供了可参考的应用经验。
关键词：转油站；机泵；能耗；节能
转油站是油田原油和天然气集中运输的特定场所，主要用于抽油机、潜油电泵和螺杆泵井的油气处理及含水原油向外输送、集输油管网的掺水、油井热洗等，采油、集输、注入这三部分是油田现场能量消耗的主要组成部份，而转油站集输系统为总能量消耗的7/10,其主要耗能设备为热洗泵、输油泵、掺水泵，为整个转油站集输系统用电量的6/10，具有一定挖潜价值。对转油站机泵运转情况进行实地的调查，制定行之有效的具体节能措施来降低能耗，为转油站机泵运行效率提高和增加油田企业的经济效益[1]。
1转油站机泵能耗现状
经过相关调查研究的结果显示，拖动各种泵类的电机的总功率和每年消耗的电能都占我国工业能耗的很大份额，而某作业区块的转油站油井热洗、集输油、掺水的耗电量可达到几万兆瓦时。
1.1外输油泵能耗情况
一般情况下，采用对外输油泵的出口侧阀门开度的大小来调节对外输油的流量，从而达到稳定输油的目的。而这样会造成截流功率损失，很大一部分能量浪费在阀门上截流时产生的阻力上，电能的损耗能达到16－19%，使外输油泵不能工作在泵功率曲线的高效区间内。在此情况下，外输油泵在具体运行时的管路压力差能达到0.7兆帕，已经越过某油田规定的压差值标准。综合来看，外输油泵管路压力差过大、泵的扬程与流量与生产实际不匹配是外输油泵机组工作效率低的主要原因。
1.2掺水泵能耗情况
随着油井和外界环境温度的升高，油井生产过程中所需要的伴热掺水量也随之减少，大多的转油站在夏季时都关停了掺水泵，导致油井的掺水总量也相应变少，目前，我国的大多数油田都进入开采的中后期，原油的含水量高致使不需要掺水进行开采的油井数量增多，应对自然条件、开采环境、季节等因素进行分析考虑，适当地把关闭掺水泵的时间尽量延长。除此之外，掺水泵的泵效会由于在冬天进行拌热时采用的含油污水而降低，由于含油污水是来自缓冲罐沉降而来的，其水质条件差而且矿物质含高，如果掺水泵处于长时间的较高温度条件下运转，泵的内部容易产生结垢而进一步的造成泵体腐蚀。转油站会定期安排相关人员对掺油泵进行酸洗作业，同时加入缓蚀剂和阻垢剂，但是，从根本上解决不了该问题，只能起到暂时缓解的作用，由于药剂存在一些化学成分会对环境造成一定的污染[2]。
1.3热洗泵的能耗情况
依据多年来的洗井作业经验，在洗井温度达到要求的情况下，热洗作业的施工压力在4兆帕左右时的洗井效果最好。最近几年，油田开采作业所应用的螺杆泵数量逐渐增多，由于其原理是容积泵，在进行洗井作业时，热洗泵出口的流量数值很大，而螺杆泵需要的热洗流量数值要求较小，这样就导致了热洗泵排出的流量很大一部分进入到掺水管线做着无意义的水循环，造成了能耗的浪费。所以，目前的热洗泵机组存在着排量与具体生产要求不匹配的现象，使热洗泵没有充分利用它的实际功效，电能就这样白白浪费掉了。
2转油站应采取的具体节能措施
大多数情况下，机泵的能耗高是由于机泵的工作效率不高导致的，而机泵的运行工况点决定机泵的工作效率，而所谓的机泵工况点是指泵的特性曲线和集输管道的特性曲线的交叉点，也就是机泵产生的能量和集输管路输送介质时所需要的能量相同的点。离心泵的工作效率如果要想有所提高，应该采取相应的技术手段对离心泵的工况点进行调整，目的是让离心泵工作在最佳工况区以内。转油站大多采用的是对离心泵的性能曲线进行改变的方法来对离心泵的工况点进行调整。结合油田的节能改造，应用了几种机泵的节能挖潜措施，在实际应用中都达到一定节能效果，增加了转油站的收益。
2.1外输油泵采取的节能措施
某转油站对工频运行的外输油泵进行减级改造，把原来的四级减为现在的三级，对改造前后的对比数据来看，从运行参数的角度来看，外输油泵的排量和管路的工作压力没有改变，但是泵的扬程、运行电流和泵体压力有所降低。而从节能效果的角度来看，耗电量有大幅度的降低，而原油的输送量反而有小幅的提高。而采用变频器一拖二驱动的外输油泵来说，由于采用了变频控制技术，只需调节变频器的输出频率就可以对外输油泵电机转速进行控制，外输油泵的出口阀度的开度可直接调至100%，让油液可以实现阻力的输送。可以通过调节变频器的运行频率对外输油泵的排油量进行动态控制，保证原油液位或者输送压力处于稳定工作状态的设置值，让外输油泵工作在最佳工况区间，不会产生无用的能量损耗。经过具体的实际应用，采用变频调速技术可有效防止驱动设备与外输油泵功率不匹配的现象出现，达到了显著的节能效果。变频调速技术的功率因数高、速度调节范围广，电机的启动次数不限，对油田电网的冲击不大，而启动电流为电机额定电流的1.0－1.2倍，对外输泵使用寿命提高起到有效的作用，采用该技术与更换机组相比可有效地减少资金投入。采用变频调速技术之后的外输油泵，原来的由阀门截流而产生的无功能耗消失了，而电动机的运行频率由工频下降到30赫兹左右，转油站内的管道压力差下降到0.1兆帕左右[3]。
2.2掺水泵节能措施
某转油站进行冷水输送试验，夏季进行停止热炉和掺水泵，一般情况下停泵的时间段为全年的5月初到9月底，但是，随着全球气候的不断变化，气温较以往年份升高许多，而且，由于油田的开发时间较长，原油在含水上升到95%以上，输油管道内产生的摩擦阻力也逐渐变小，增加了石油的流动性，所以，通过掺水泵提供伴热的产生的作用越来越小。通过现场实地调查，结合自然环境和原油物理特性的改变，对掺水热伴管理工作进行总结，使原来的停止掺热的时间向前后各增中一个月，达到7个月停泵停掺，根据实际使用情况来看，对原油集输没有产生大太的影响，达到了节能的预期[4]。掺水泵的壳体、导翼和叶轮等通过原油流量的主要部件，在其表面涂敷具有高度光洁的特殊材料之后，可以增加伴水的流速来降低能耗，达到提高掺水泵工作效率的目的，该涂膜技术的主要特点是涂敷材料不易掉落和破损，增加了掺水泵的叶轮表面的光滑度，不容易产生结垢现象，可以抵抗流体腐蚀和气蚀。
2.3热洗泵节能措施
可对热洗泵机组进行更换，可在热洗泵装配过程中去掉一级叶轮，使原来的12级减为11级，经过实际应用的反馈来看，机组可正常运行，具有良好的热洗效果，对更换前后的参数对比来看，热洗泵机组的排量、扬程、运行电流、泵体压力、热洗压力有所下降。而能耗的对比中，可以发现所需要的耗电量下降了200千瓦时，每个可节省电费达到2万元左右。以往的洗井方式多采有一台热洗泵对一口油井进行热洗，在现场实际进行热洗作业时，由于螺杆泵洗井所需的流量过小，同时热流泵出口流量又偏大，常采用在转油站或者计量间进行泄压操作，来保证预防热洗时的压力太高造成的穿孔，由此出现了过多的热洗水在做无意义的循环。为了解决该问题，经过实际现场试验，总结出一台热洗泵同时对二台油井分别进行热洗的办法，可以把一口抽油机井和一台螺杆泵井或者两口螺杆泵井同时进行热洗，应把热洗时的压力控制在3-4兆帕区间内，首先将洗井液注入到压力高的油井进行控制，当该井处于正常之后，再把其余的热洗液注入到其余一口油井内再次进行洗井。该种热洗办法经过实际使用后，保证了单泵一次洗井的最大运行效率，不但保证了油井的正常生产和热洗效果，而且还有效地进行了能量的再次利用，从而实现节能。
3结束语
由此可见，为了减少转油站机泵的能耗，我们应针对油田原油生产的不断变化情况来及时通过改变运行参数，采用有效的节能措施来对机泵进行优化，由此来把机泵运行效率、转油站系统效率进行有效的提高，而对转油站机泵运行中的电能消耗降下来。还可对转油站的具体运营管理进一步加强，更深层次的改变制约油田集输过程的能量消耗问题，可油田节能挖潜产生促进作用。节约能耗、高效率地运行和生产已进入油田日常工作的每一个角落，广大职工干部要依据油田生产系统的运行参数的动态变化不停地改进创新、逐步完善节能创效方法和实施措施，可油田的持续健康发展做出贡献。
参考文献
[1]郑琦.降低采油队能耗措施的研究[J].化学工程与装备,2017(02):87-88.
[2]胡延军.转油站机泵节能技术与方法应用分析[J].石油石化节能,2014,4(09):14-16.
[3]姜晓东.台肇地区转油站节能降耗的有效途径[J].内蒙古石油化工,2013,39(14):77-78.
[4]朱娇.低渗透油田转油站集输系统能耗分布规律研究[D].东北石油大学,2013.
作者:闵永明 单位:大庆方兴油田开发有限责任公司
