油田机采设备提质增效技术改造研究
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完成单位:中国石油辽河油田公司锦州采油厂、大连海洋大学
登记编号:ZSXC-2023-SH-2-122
登记年份:2023
发布时间:2023-06-29
陈庆凯、张 伟、姚汉玉、华晋伟、李吉阳、姚坤澎、李鹏飞、王海军
项目通过研制了抽油机峰谷平自动变频器控制器,在耗电量不变前提下降低电费19.36%;实施了闲置固定注汽锅炉车载及提效再制造造、对流段扩大管程提效改造,降低了稠油热采燃气单耗2-4m3/t、提高了蒸汽入井干度3%;优化了注水泵工艺及变频运行配套,减少了稀油机采泵管压差损失、降低了吨液单耗;利用了设备闲置安装17兆瓦光伏设备,自发电235万千瓦时用于采油等。项目实施后,原油年超产1.9万吨,机采设备累计效益额3423万元、效益增加额2063万元。
(一) 机采电动机控制增效技术研究
(1)通过研发抽油机控制柜峰谷平控制器,在确保油井产量、产油、电量不变的前提下,通过谷电价高频、峰电价低频、平电价中频运转,实现减少吨油耗电19%;
(2)通过更换103台淘汰型设备、匹配210台电动机功率等研究,减少涡流损、铜损、铁损励磁损等消耗20%;
(二)抽油机提高平衡率增效技术研究
(1)通过常规游梁抽油机配备下杠铃平衡、调整平衡率,提高平衡效果5%
(2)通过优化抽油机平衡测量方法、比对变频前后电流峰值差异,采用合理方案测量平衡、调整平衡,进而提高抽油机平衡2%;
(三)注汽机采设备增效技术改造研究
(1)锅炉扩大换热管程提效,更换双单元对流段、增加高干段等技术改造措施,提高效率5%、降低单耗2方/吨;
(2)实施老旧设备再制造,将闲置固定式注汽锅炉改造撬装移动锅炉,改造辐射段、取消过渡段、更换对流段,降低排烟温度、蒸汽发生效率,平均每座提高注入量6万吨/年、提高干度3-5%、降低单耗3.5方/吨;
(四)注水机采设备节能优化改造技术研究
(1)通过为离心式注水泵配备6000伏高压变频器,减少泵管压差减少截留损耗77%,年节约耗电103.8×104kW•h;
(2)通过注水泵安装在线状态监测仪,通过三维震动传感器、温度传感器及大数据软件提前预警异常,及时避免注水泵故障损失。
(五)设备空余场地光伏发电增效技术研究
(1)利用闲置设备场地资源,建成17兆瓦光伏发电规模,累计发电235万千瓦时、创效106万元,实现CO2减排0.1万吨;
(2)利用地热和热泵技术,实现欢三联热能置换装置稳定运行,年累计节气175万方。
(六)主要创新点
(1)锦州采油厂拥有抽油机1956台套、平均运转数量1620台套,年耗电费占全厂年电度电费的50.77%。按照本地区电费政策,每天峰时电价为1.0934元/kwh、平时电价0.7469元/ kwh、峰谷差价达到0.693元/kwh。因此,研制了抽油机控制柜峰谷平控制器,并应用在抽油机拖动装置上,在确保油井产液量、产油量、消耗不变的前提下,实现抽油机“躲峰填谷”运行,充分利用峰谷差价达到节约电费。
(2)锦州采油厂2021年注汽锅炉年消耗天然气高达1.577亿方,因此开展注汽锅炉定制化提效改造研究,并形成中小锅炉增加管程换热面积、大型老化锅炉更换新型对流段+改造过渡段、闲置固定式低效锅炉实施车载及提效再制造。
(3)设备电费是油田机械采油最关键的成本支出之一,2022年利用井场设备周围场地+站区设备拆除场地安装光伏,共建成17兆瓦装机发电规模,年发电235万千万时、二氧化碳减排0.1万吨。