注水系統(tǒng)效率研究與應(yīng)用-在線瀏覽
2024-12-03 13:06本頁(yè)面
【正文】 單井配水流程 配水間 注水井 注水站 注水干線 水源來(lái)水 油田注水地面工程系統(tǒng) 注水井 注水站 多井配水間 水源來(lái)水 雙管多井配水 油田注水地面工程系統(tǒng) 注水干線 增壓泵 泵回流閥 注水井 注水井 注水井 增壓注水 油田注水地面工程系統(tǒng) 低壓配水間 高壓配水間 注水站 水源來(lái)水 低壓注水干線 低滲透層注水井 高滲透層注水井 高壓注水干線 分壓注水 油田注水地面工程系統(tǒng) 由于一般油田區(qū)域分布廣泛，注水管網(wǎng)復(fù)雜龐大，注水井的數(shù)目也比較多，因此，一個(gè)油田的注水系統(tǒng)往往不只有一個(gè)注水站或一個(gè)配水間，而是有多個(gè)注水站、多個(gè)配水間。 對(duì)于 配水間 ，根據(jù)所處的地理位置和配注方案的要求，配水間又可分為單井配水間、三井配水間、五井配水間和七井配水間等多井配水間。注水泵的數(shù)學(xué)模型可用其特性曲線來(lái)表示。 泵的特性曲線 描述了這些參數(shù)之間的關(guān)系，它們是： 流量與揚(yáng)程之間的關(guān)系 。 流量與實(shí)際消耗功率之間的關(guān)系。 實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以：用定性分析的辦法，了解各種損失對(duì)理論特性的影響，從而確定實(shí)際性能曲線的形狀，由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)用 最小二乘法 進(jìn)行 曲線擬合 ，求出 擬合系數(shù) 。 H=– 2 油田注水地面工程系統(tǒng) 2）－ Q（效率－流量）性能曲線 ? =–（ Q–250）2 ?? ? 2021 bb ?????Q h/m30Q10 ,bb—— 離心泵的效率，％； —— 離心泵體積流量， ； —— 離心泵達(dá)到最高效率點(diǎn)時(shí)的流量，常數(shù)。 油田注水地面工程系統(tǒng) ?? /HQN ?NHQ h/m3??3） N－ Q （功率－流量）性能曲線 ——離心泵的軸功率， kW； ——離心泵揚(yáng)程， m； ——離心泵體積流量， ； ——離心泵效率， %； ——單位轉(zhuǎn)換系數(shù)。因此，往復(fù)泵的揚(yáng)程與流量無(wú)關(guān)，這是它與離心泵不同的地方。 因此： H = HST + ∑h ( 米 ) 往復(fù)泵的特性曲線圖 ，其揚(yáng)程與流量無(wú)關(guān)，理論上應(yīng)是平行于縱坐標(biāo)軸 H的直線，但實(shí)際上因液體難免沒(méi)有泄露，且隨泵的揚(yáng)程增加，泄露也嚴(yán)重，所以，實(shí)際的特性曲線如圖中虛線所示。 油田注水地面系統(tǒng)效率測(cè)試和單耗計(jì)算可按照中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SY/T5265— 1996《 油田注水地面系統(tǒng)效率測(cè)試和單耗計(jì)算方法 》 執(zhí)行。 為了更好地分析各注水單元的運(yùn)行效率 ,可將注水管網(wǎng)效率進(jìn)一步細(xì)化為 注水干管效率 、 配水效率 、 注水單井管線效率 的乘積 ,從而得到如下的注水系統(tǒng)效率計(jì)算公式 : η ｚ =η ｅ η ｎ η ｗ 式中 ,η ｚ — 系統(tǒng)注水總效率 。 η ｐ — 注水泵運(yùn)行效率 。 η ｖ — 配水效率 。 影響油田注水系統(tǒng)效率和能耗的因素 注水系統(tǒng)能量流動(dòng)模型 油田注水系統(tǒng)效率計(jì)算方法 按照中華人民共和國(guó)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：油田注水地面系統(tǒng)測(cè)試和單耗計(jì)算方法（ SY/T52651996），油田注水系統(tǒng)效率由三個(gè)方面決定： 影響油田注水系統(tǒng)效率和能耗的因素 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率（測(cè)量法）： %1 0 03 20 ?????eeee P KPRIPP? ?c o s3 IUPe ?式中： — 電動(dòng)機(jī)效率； — 電動(dòng)機(jī)輸入功率， KW； — 電動(dòng)機(jī)線電流， A； — 電動(dòng)機(jī)線電壓， kV； — 電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)； — 電動(dòng)機(jī)空載功率， kW； — 電動(dòng)機(jī)定子直流電阻， kΩ； — 損耗系數(shù)，一般取 。 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。 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， ℃ 。 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。 ?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。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。 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 。 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。 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。 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)。 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。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。 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)。 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。 m ?pin?},2,1。,2,1 { ij pinjmi ????? ???ij?ijH 0ijHpijn eijn四、油田注水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行模型研究 約束條件 節(jié)點(diǎn)流量平衡約束
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