注水系統(tǒng)效率研究與應(yīng)用-文庫吧資料
2024-10-22 13:06本頁面
【正文】 ，其表達(dá)式為： 其中 表示第 i座注水站內(nèi)第 j臺注水泵的開停方案， 1為開啟， 0為停止 — 注水泵排量向量，其表達(dá)式為： 其中 表示第 i座注水站內(nèi)第 j臺注水泵的排量； 、 — 第 i座注水站內(nèi)第 j臺注水泵的出口壓力、入口壓力； 、 — 第 i座注水站內(nèi)第 j臺注水泵的效率、電機(jī)效率。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。 對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 。 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。 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。 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)無功功率，提高電機(jī)運(yùn)行效率。因此，電動機(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 。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。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。 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 電動機(jī) 功率因數(shù) 是影響電機(jī)運(yùn)行效率的主要因素。 n? ip4vjiq ip2vpiq注水泵流量用熱力學(xué)方法測量時(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，％。 1t 2tst?注水泵平均運(yùn)行效率： ?????nipinipipipPP11??式中： — 注水泵平均功率，％； — 第 i臺注水泵輸入功率， kW； — 第 i臺注水泵效率，％。 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。 e?ePIUcos?0PRK影響油田注水系統(tǒng)效率和能耗的因素 電動機(jī)平均運(yùn)行效率： 11nei eiic neiiPP?? ?????式中： — 電動機(jī)平均功率，％； — 第 i臺電動機(jī)輸入功率， kW； — 第 i臺電動機(jī)效率，％。 η ｗ — 注水單井管線效率。 η ｎ — 注水干管運(yùn)行效率 。 η ｅ — 注水電機(jī)運(yùn)行效率 。η ｖ η ｐ 影響油田注水系統(tǒng)效率和能耗的因素 一般說來 ,注水系統(tǒng)效率由 注水泵效率 、 電機(jī)效率 和 注水管網(wǎng)效率 三項(xiàng)乘積而得。 油田注水地面工程系統(tǒng) 三柱塞注水泵性能指標(biāo) 注水泵型號 3H8/450 出廠日期 電機(jī)配備功率 110KW 使用電壓 380V 吸入直徑 114X4mm 排出直徑 最小吸入壓力 外型尺寸 3450x2040x1710mm 生產(chǎn)廠家 大港石油機(jī)械廠 總重量 6000kg 柱塞直徑 mm 額定壓力 MPa 理論排量 m3/h 57 16 51 21 45 27 38 37 35 44 電機(jī)型號 Y280M4T13 出廠日期 額定功率 110 額定電壓 380/660 額定頻率 50 額定電流 額定轉(zhuǎn)數(shù) 1480r/min 生產(chǎn)廠家 北京畢捷電機(jī)股份有限公司 油田注水地面工程系統(tǒng) 五柱塞注水泵性能指標(biāo) 注水泵型號 5ZBⅡ37/170 出廠日期 電機(jī)配備功率 185KW 使用電壓 420V 吸入直徑 4″ 排出直徑 4″mm 最小吸入壓力 外型尺寸 3450x1886x1630mm 生產(chǎn)廠家 大港石油機(jī)械廠 總重量 6000KG 柱塞直徑 mm 額定壓力 MPa 排量 m3/h 57 16 36 51 21 45 27 38 37 16 電機(jī)型號 Y280M4 出廠日期 額定功率 185 防護(hù)等級 IP44 額定頻率 50HZ 額定電壓 380 額定轉(zhuǎn)數(shù) 1480r/min 額定電流 240/193A 生產(chǎn)廠家 北京畢捷電機(jī)股份有限公司 油田注水地面工程系統(tǒng) 項(xiàng) 目 往 復(fù) 泵 離 心 泵 流 量 揚(yáng) 程 轉(zhuǎn)數(shù)（往復(fù)次數(shù)） 效 率 流量調(diào)節(jié)及計(jì)量 適宜輸送液體介質(zhì) 流量均勻度 結(jié) 構(gòu) 體積、重量 自吸能力 操作管理 造 價(jià) 較小，一般不超過 200~300米 3/小時(shí) 很 高 低，一般小于 400次 /分鐘 較 高 不易調(diào)節(jié)，流量一般為恒定值，可計(jì)量 允許粘度較大液體、不宜含顆粒液體 不 均 勻 較復(fù)雜，零件多 體積大，重量大 能 自 吸 操作管理不便 較 高 很 大 較 低 很高，常用為 3000轉(zhuǎn) /分鐘 較 低 流量調(diào)節(jié)容易，范圍廣，要用專門儀表計(jì)量 不宜輸送粘度較大液體，但可以輸送污水等 基本均勻，脈動小 簡單，零件少 體積小，重量輕 一般不能自吸，需灌泵 操作管理較方便 較 低 往復(fù)泵與離心泵比較 油田注水地面工程系統(tǒng) Δ H 1 5 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 1 2 3 4 5 （ a） 2 3 4 1 5 Δ H 1 5=0 （ b） 枝狀管網(wǎng) 環(huán)狀管網(wǎng)
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