[发明专利]一种油井加压注液系统

说明书

一种油井加压注液系统，涉及油田井下加压注液作业技术领域，特别是属于一种油井加压注液系统。包括控制单元以及与控制单元相连接的注液单元，所述的注液单元包括与地面固定的系统底架，系统底架上安装有直驱电机、柱塞泵，直驱电机与柱塞泵通过联轴器连接，控制单元包括一个变频控制器，或一个变频控制器与至少一个工频控制器的集合，其中，柱塞泵与外部供液管路连接，直驱电机接入控制单元内部，与控制单元电路连接。本发明具有提高油田井下注液作业的运行效率的积极效果。

技术领域

本发明涉及油田井下加压注液作业技术领域，特别是属于一种油井加压注液系统。

背景技术

随着油田开发时间的延长，地层压力逐渐下降，为使油田保持较长时间的高产稳定，需要及时为地层补充能量，提高地层压力。因此，油田注液就显得尤为重要。在油田注液开发过程中，视不同作业区的具体工艺要求，采用不同流量的水泵为井下注液。

在一些流量较大的注液工况下，为满足流量和压力要求，通常采用多级离心泵配套高转速电机的方式使用。多级离心泵采用多级加压的方式，可以同时满足大流量和高压力的注液要求。受限于多级离心泵的系统工作原理，需要使用多级叶轮对水流加压，泵效较低，且一般需要采用额定转速为3000转的二极电机作为水泵的驱动电机。以注液量250m³/h，注液压力17Mpa为例，系统需采用十一级的多级离心泵并配以3000转的二极异步电机进行驱动。水泵的标定效率为78％，电机的额定效率为96％。但在实际使用中，为配合注液工艺要求，电机的运行转速较低，无法工作在额定点。电机转速降低后，异步电机的系统效率会进一步降低。当电机负载率低于40％以后，电机效率会有明显下降。

另外，在实际工况中，注液系统采用两台水泵并联的方式运行，一台额定功率2200kW，另一台额定功率1800kW。且大功率的水泵需以额定转速运行，小功率的水泵需以变频方式运行，以满足注液过程中流量和压力的变动需求。由于较小功率的水泵不能以额定转速工作，泵效会有明显降低。经测算，注液系统实际运行功率在3000kW到3400kW之间，实际系统效率在55％到60％之间。整机系统效率低，能源浪费严重。

发明内容

本发明的目的即在于提供一种油井加压注液系统，以达到提高油井注液作业的运行效率的目的。

本发明所提供的一种油井加压注液系统，其特征在于，包括控制单元以及与控制单元相连接的注液单元，所述的注液单元包括与地面固定的系统底架，系统底架上安装有直驱电机、柱塞泵，直驱电机与柱塞泵通过联轴器连接，控制单元包括一个变频控制器，或一个变频控制器与至少一个工频控制器的集合，其中，柱塞泵与外部供液管路连接，直驱电机接入控制单元内部，与变频控制器和工频控制器所在的控制电路相连接。

进一步的，本系统包括一个控制单元以及与控制单元相连接的多个注液单元，多个注液单元的多个直驱电机并联接入控制单元内部，与控制单元电路连接，其中，一个变频控制器依次控制多个注液单元的多个直驱电机，在控制单元包括变频控制器和工频控制器的集合的情况下，多个工频控制器分别对应控制多个直驱电机。

进一步的，控制单元的控制过程如下：

a.直驱电机的变频启动；

外部供电通过变频控制器为直驱电机提供启动电源，直驱电机以较低转速启动运行；

b.直驱电机变频转工频的控制状态切换；

当直驱电机运动转速达到额定转速后，变频器供电线路断开，外部供电通过工频控制器继续驱动直驱电机运行。

进一步的，控制单元的控制过程如下：

a.第一个注液单元的直驱电机的变频启动；

外部供电通过变频控制器为第一个注液单元的直驱电机提供启动电源，直驱电机以较低转速启动运行；

b.第一个注液单元的直驱电机变频转工频的控制状态切换；