注水系統(tǒng)效率研究與應(yīng)用(編輯修改稿)
2024-11-12 13:06 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 — 損耗系數(shù)，一般取 。 e?ePIUcos?0PRK影響油田注水系統(tǒng)效率和能耗的因素 電動(dòng)機(jī)平均運(yùn)行效率： 11nei eiic neiiPP?? ?????式中： — 電動(dòng)機(jī)平均功率，％； — 第 i臺(tái)電動(dòng)機(jī)輸入功率， kW； — 第 i臺(tái)電動(dòng)機(jī)效率，％。 e?eiPei?三、影響油田注水系統(tǒng)效率和能耗的因素 注水泵運(yùn)行效率 注水泵與電動(dòng)機(jī)直接連接時(shí)，軸功率按下式計(jì)算： eep PP ???式中： — 注水泵軸效率， kW。 pP注水泵效率計(jì)算： % )( 12 ????pvpp Pqpp?式中： — 注水泵效率， kW； — 注入泵流量， m3/h； — 泵進(jìn)口壓力， MPa； — 泵出口壓力， MPa。 p? vpq1p 2p影響油田注水系統(tǒng)效率和能耗的因素 %100)(1 8 6 )( )(1212 ?????? ??sp ttpppp? 12 ttt ???式中： — 泵進(jìn)口水溫， ℃ ； — 泵出口水溫， ℃ ； — 等熵溫升值， ℃ 。 1t 2tst?注水泵平均運(yùn)行效率： ?????nipinipipipPP11??式中： — 注水泵平均功率，％； — 第 i臺(tái)注水泵輸入功率， kW； — 第 i臺(tái)注水泵效率，％。 p? piPpi?影響油田注水系統(tǒng)效率和能耗的因素 注水管網(wǎng)運(yùn)行效率 注水管網(wǎng)運(yùn)行效率計(jì)算： %1001214??????niv p iiniv jiinqpqp?式中： — 管網(wǎng)運(yùn)行效率，％； — 第 i口注水井井口壓力， MPa； — 第 i口注水井注水量， m3/h； — 第 i臺(tái)注水泵出口壓力， MPa； — 第 i臺(tái)注水泵流量， m3/h。 n? ip4vjiq ip2vpiq注水泵流量用熱力學(xué)方法測(cè)量時(shí)，按下式計(jì)算： )()( 12 spvp ttPPPq??????影響油田注水系統(tǒng)效率和能耗的因素 注水系統(tǒng)效率 注水系統(tǒng)效率按下式計(jì)算： npe ???? ???式中： — 注水系統(tǒng)效率，％。 ?油田（區(qū)塊）注水系統(tǒng)平均效率按下式計(jì)算： ?????? niesiniesiitPP11??式中： — 油田（區(qū)塊）注水系統(tǒng)平均效率，％； — 第 i個(gè)注水注水系統(tǒng)效率，％； — 第 i個(gè)注水注水系統(tǒng)的注水泵電動(dòng)機(jī)輸入功率， kW。 t?i?esiP影響油田注水系統(tǒng)效率和能耗的因素 注水系統(tǒng)單耗計(jì)算 影響油田注水系統(tǒng)效率和能耗的因素 111 VWDH ?1DH1W1V式中： — 注水系統(tǒng)單耗， kWh/m3； — 注水系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)耗電量， kWh； — 注水系統(tǒng)注水量， m3； 注水站單耗、注水泵機(jī)組單耗 計(jì)算同理 影響油田注水系統(tǒng)效率的因素 某油田注水系統(tǒng)能耗百分圖 注水系統(tǒng)能流模型圖 影響油田注水系統(tǒng)效率和能耗的因素 影響油田注水系統(tǒng)效率和能耗的因素 電動(dòng)機(jī) 功率因數(shù) 是影響電機(jī)運(yùn)行效率的主要因素。對(duì)于異步電機(jī)電源，相當(dāng)于一個(gè)電阻和一個(gè)電感串聯(lián)負(fù)荷，因此功率因數(shù)總是小于 1。下圖是電機(jī) YK18002/990電機(jī)功率因數(shù)、電機(jī)效率隨負(fù)荷系數(shù)的變化圖。 影響油田注水系統(tǒng)效率和能耗的因素 顯然，空載時(shí)，功率因數(shù)很低，一般為 。當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，功率因數(shù)很快上升，當(dāng)接近額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)達(dá)到最大值。 另外，電動(dòng)機(jī)的效率隨負(fù)荷的減少而降低，特別是負(fù)荷率低于 50％以后電動(dòng)機(jī)效率下降得更快。因此，電動(dòng)機(jī)的 負(fù)載 是影響功率因數(shù)和電機(jī)效率的 關(guān)鍵因素 。 油田注水系統(tǒng)電機(jī)與注水泵不配套，造成” 大馬拉小車“現(xiàn)象，使功率因數(shù)降低，電機(jī)效率降低，能耗加大。 另外，降低電機(jī)繞阻和降低空載電流也能有效減小電機(jī)無(wú)功功率，提高電機(jī)運(yùn)行效率。 影響油田注水系統(tǒng)效率和能耗的因素 注水泵 油田注水系統(tǒng)包括： ? 注水泵系統(tǒng) ? 離心泵和柱塞泵系統(tǒng) 離心泵損失 與葉輪級(jí)數(shù)、泵管壓差、截流損耗有關(guān)。 柱塞泵損失 是由泄漏損失、充填損失、機(jī)械摩擦和粘性摩擦引起。 影響油田注水系統(tǒng)效率和能耗的因素 注水管網(wǎng) 注水管網(wǎng)由 管線 、 閥門 、 彎頭 、 三通 等組件組成。 注水管網(wǎng)的 總損失 ： ? 管線的沿程摩阻 ? 泵水間節(jié)流損失 ? 單井管線損失 ? 閥門、彎頭、三通等的局部損失 目 錄 國(guó)內(nèi)外注水系統(tǒng)狀況 油田注水地面工程系統(tǒng) 影響油田注水系統(tǒng)效率和能耗的因素 油田注水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行模型研究 提高油田注水系統(tǒng)效率、實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗 提高油田注水系統(tǒng)效率、降低注水能耗的發(fā)展方向 油田注水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行模型研究 建立目標(biāo)函數(shù) 約束條件 節(jié)點(diǎn)流量平衡約束 供、注水量平衡約束 注水壓力約束 供水量約束 注水泵排量約束 解算方法 四、油田注水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行模型研究 從不同的建模機(jī)理出發(fā)，可以建立不同類型的注水管網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。其種類主要有 節(jié)點(diǎn)型方程模型 、 環(huán)路型方程模型 和 管道型方程模型 等幾種。 對(duì)于一般的油田注水管網(wǎng)系統(tǒng)，從方程的階次、上機(jī)前的準(zhǔn)備工作量和迭代計(jì)算收斂的速度等多方面綜合比較分析發(fā)現(xiàn)： 節(jié)點(diǎn)型方程模型最為有效 。 四、油田注水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行模型研究 建立目標(biāo)函數(shù) 在建立油田注水系統(tǒng)模型之前，必須確定模型解決的最終目的是什么，進(jìn)而確定模型的目標(biāo)函數(shù)。建立油田注水系統(tǒng)模型是為了在現(xiàn)有技術(shù)和設(shè)備條件下 提高注水系統(tǒng)效率，降低注水單耗，達(dá)到降低油田注水用電量，提高經(jīng)濟(jì)效益 的目的。 提高系統(tǒng)效率、降低注水單耗具體落實(shí)在油田注水系統(tǒng)的 開(kāi)泵方案 和 開(kāi)泵機(jī)組的排量 上。 四、油田注水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行模型研究 目標(biāo)函數(shù)可表示為： %100)H(H),m in F (e i jp i jijijij0ijm1in1jpi ??? ? ?? ? ???????式中： — 注水站數(shù)量； — 單位轉(zhuǎn)換系數(shù)； — 第 i座注水站內(nèi)注水泵數(shù)量， i=1， 2， … ， m； — 注水泵開(kāi)停方案向量，其表達(dá)式為： 其中 表示第 i座注水站內(nèi)第 j臺(tái)注水泵的開(kāi)停方案， 1為開(kāi)啟， 0為停止 — 注水泵排量向量，其
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