一種鼠籠式電機拖動的注水泵帶載啟動穩壓注水裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于油田注水技術領域，具體涉及一種鼠籠式電機拖動的注水栗帶載啟動穩壓注水裝置。
【背景技術】
[0002]在長慶油田開發生產過程中，注水增壓系統是保證注水量完成的重要措施，目前普遍采用鼠籠式電機拖動柱塞式注水栗進行增壓。注水過程中，由于受注水井井數變化、配注量動態調整等因素影響，常出現注水站配注量與注水栗排量不匹配的情況，通常是以大于配注量的栗排量注水，再將多余的高壓水通過回流管線打回儲水罐;注水過程中受地層吸水狀況變化、注水栗栗效下降等因素影響，容易造成注水壓力波動，導致注水井經常出現超欠注現象。受注水量的調配或注水栗檢修影響，需要經常進行啟、停栗和并栗運行。
[0003]目前鼠籠式電機拖動的注水栗啟、并栗的操作流程是:首先打開回流閥泄壓，然后啟動注水栗，最后再調節回流閥將注水壓力調整到需要的值，正常注水。泄壓時將大量高壓水變成低壓水，造成能量浪費，同時影響注水時率，且人工操作高壓回流閥存在一定的安全風險。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是解決鼠籠式電機拖動的注水栗不能帶載荷啟動以及注水壓力波動造成的回流量大的問題。
[0005]為此，本發明提供了一種鼠籠式電機拖動的注水栗帶載啟動穩壓注水裝置，包括注水栗和拖動注水栗的鼠籠式電機，還包括智能矢量變頻器、冗余壓力控制器和壓力傳感器；
所述智能矢量變頻器與三相交流電源連接，所述壓力傳感器設于注水栗匯管端，該壓力傳感器將壓力信號饋送至冗余壓力控制器，冗余壓力控制器將接受到的壓力信號與智能矢量變頻器的頻率輸出形成閉環控制，所述智能矢量變頻器與鼠籠式電機連接，通過智能矢量變頻器輸出頻率改變鼠籠式電機的轉速。
[0006]所述智能矢量變頻器設有輸出電抗器。
[0007]所述鼠籠式電機的尾部設有強冷獨立風機。
[0008]所述智能矢量變頻器型號為CPC2200C43A。
[0009]所述冗余壓力控制器型號為DTA10N-P。
[0010]本發明的有益效果是:本發明提供的這種鼠籠式電機拖動的注水栗帶載啟動穩壓注水裝置，通過采用智能矢量變頻器對鼠籠式電機進行磁場導向矢量控制，提高鼠籠式電機在低速下輸出轉矩，實現注水栗帶載啟動，且啟動電流小;通過壓力傳感器實時監測注水壓力變化，由冗余壓力控制器將注水壓力信號與智能矢量變頻器頻率輸出進行閉環控制，通過改變電機的轉速來調節注水壓力；在鼠籠式電機尾部增加獨立風扇，提高低速下鼠籠式電機的排風量，降低電機溫升。[0011 ]下面將結合附圖做進一步詳細說明。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明的組成示意圖。
[0013]圖中:1、智能矢量變頻器;2、冗余壓力控制器;3、輸出電抗器;4、壓力傳感器;5、注水栗;6、鼠籠式電機;7、強冷獨立風機。
【具體實施方式】
[0014]實施例1:
如圖1所示，本實施例提供了一種鼠籠式電機拖動的注水栗帶載啟動穩壓注水裝置，包括注水栗5和拖動注水栗5的鼠籠式電機6，還包括智能矢量變頻器1、冗余壓力控制器2和壓力傳感器4;
所述智能矢量變頻器1與三相交流電源連接，所述壓力傳感器4設于注水栗5匯管端，該壓力傳感器4將壓力信號饋送至冗余壓力控制器2，冗余壓力控制器2將接受到的壓力信號與智能矢量變頻器1的頻率輸出形成閉環控制，所述智能矢量變頻器1與鼠籠式電機6連接，通過智能矢量變頻器1輸出頻率改變鼠籠式電機6的轉速，達到自動調節注水壓力和自動穩壓注水的目的。
[0015]本實施例實施過程:
由壓力傳感器4實時監測注水栗5匯管端的壓力，并把壓力信號饋送至冗余壓力控制器2，并將壓力信號與智能矢量變頻器1的頻率輸出形成閉環控制，通過智能矢量變頻器1對鼠籠式電機6進行磁場導向矢量控制，提高鼠籠式電機6在低速下輸出轉矩，實現注水栗5帶載啟動，同時通過調節智能矢量變頻器1輸出頻率自動調節注水壓力。注水栗5啟動過程時智能矢量驅動器采用軟啟動，鼠籠式電機6和注水栗5緩慢啟動運轉。
[0016]實施例2:
在實施例1的基礎上，智能矢量變頻器1設有輸出電抗器3，增大了變頻器到電動機的有效傳輸距離，有效抑制變頻器的IGBT開關時產生的瞬間高電壓，減少此電壓對電纜絕緣和電機的不良影響。
[0017]在本實施例中鼠籠式電機6的尾部設有強冷獨立風機7，提高在低速下鼠籠式電機6的排風量，降低鼠籠式電機6溫升。
[0018]實施例3:
在實施例2的基礎上，采用本發明鼠籠式電機拖動的注水栗帶載啟動穩壓注水裝置在功率為185kW的鼠籠式電機6拖動的注水栗5(型號OTS-25.7/20)上試驗運行，智能矢量變頻器1接三相交流電源，智能矢量變頻器1通過接輸出電抗器3控制鼠籠式電機6，鼠籠式電機6拖動注水栗5運轉，在注水壓力為17MPa時，最大啟動電流為300A，小于電機的額定電流，啟動較平穩;在目標壓力為18.5MPa時，注水壓力波動小于0.1MPa;在電機尾部增加強冷獨立風機7后，電機外殼溫度降低了 5°C，完全消除了站內回流，綜合節電率達到20%。
[0019]在本實施例中，智能矢量變頻器1型號為CPC2200C43A，冗余壓力控制器2型號為DTA10N-P，輸出電抗器3型號為LM-ACR4002，壓力傳感器4型號為YSH-131CR，強冷獨立風機7型號為G-112A。
[0020]綜上所述，本發明提供的這種鼠籠式電機6拖動的注水栗5帶載啟動穩壓注水裝置，通過采用智能矢量變頻器1對鼠籠式電機6進行磁場導向矢量控制，提高鼠籠式電機6在低速下輸出轉矩，實現注水栗5帶載啟動，且啟動電流小;通過壓力傳感器4實時監測注水壓力變化，冗余壓力控制器2將注水壓力信號與智能矢量變頻器1頻率輸出進行閉環控制，通過改變電機的轉速來調節注水壓力;在鼠籠式電機6尾部增加獨立風扇，提高低速下鼠籠式電機6的排風量，降低電機溫升。
[0021]本實施例沒有詳細敘述的技術屬本行業的公知常識或常用技術手段，這里不一一敘述。
[0022]以上例舉僅僅是對本發明的舉例說明，并不構成對本發明的保護范圍的限制，凡是與本發明相同或相似的設計均屬于本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種鼠籠式電機拖動的注水栗帶載啟動穩壓注水裝置，包括注水栗(5)和拖動注水栗(5)的鼠籠式電機(6)，其特征在于:還包括智能矢量變頻器(1)、冗余壓力控制器(2)和壓力傳感器(4); 所述智能矢量變頻器(1)與三相交流電源連接，所述壓力傳感器(4)設于注水栗(5)匯管端，該壓力傳感器(4)將壓力信號饋送至冗余壓力控制器(2)，冗余壓力控制器(2)將接受到的壓力信號與智能矢量變頻器(1)的頻率輸出信號形成閉環控制，所述智能矢量變頻器(1)與鼠籠式電機(6 )連接，通過智能矢量變頻器(1)輸出頻率改變鼠籠式電機(6 )的轉速。2.根據權利要求1所述的一種鼠籠式電機拖動的注水栗帶載啟動穩壓注水裝置，其特征在于:所述智能矢量變頻器(1)設有輸出電抗器(3)。3.根據權利要求1所述的一種鼠籠式電機拖動的注水栗帶載啟動穩壓注水裝置，其特征在于:所述鼠籠式電機(6)的尾部設有強冷獨立風機(7)。4.根據權利要求1所述的一種鼠籠式電機拖動的注水栗帶載啟動穩壓注水裝置，其特征在于:所述智能矢量變頻器(1)型號為CPC2200C43A。5.根據權利要求1所述的一種鼠籠式電機拖動的注水栗帶載啟動穩壓注水裝置，其特征在于:所述冗余壓力控制器型號為DTA10N-P。
【專利摘要】本發明提供了一種鼠籠式電機拖動的注水泵帶載啟動穩壓注水裝置，包括注水泵和拖動注水泵的鼠籠式電機，還包括智能矢量變頻器、冗余壓力控制器和壓力傳感器。本發明通過采用智能矢量變頻器對鼠籠式電機進行磁場導向矢量控制，提高鼠籠式電機在低速下輸出轉矩，實現注水泵帶載啟動，且啟動電流小；通過壓力傳感器實時監測注水壓力變化，由冗余壓力控制器將注水壓力信號與智能矢量變頻器頻率輸出進行閉環控制，通過改變電機的轉速來調節注水壓力；在鼠籠式電機尾部增加獨立風扇，提高低速下鼠籠式電機的排風量，降低電機溫升。
【IPC分類】F04B49/06, H02P21/18, H02P21/20
【公開號】CN105471348
【申請號】CN201510950797
【發明人】馮建設, 薛建強, 王林平, 郭占春, 劉豐寧, 鄭剛, 魏立軍, 程顥, 劉一山, 晏耿成, 王曼, 張倩, 楊會豐, 覃川, 趙防震, 郭煜鍇
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月19日