液阻軟啟動技術在電泵采油井中的應用

液阻軟啟動技術具有起動性能好、可調性高、適用范圍廣等特點，廣泛應用于各類拖動電動機的啟動與保護，特別是應用環境惡劣、啟動困難的場所。電泵采油系統大多在野外深井中運行，采用工頻全壓啟動方式，由于地下工況的變化，經常因電流過大而燒毀電機，對泵機組及電器設備造成極大的損害，且維修困難，維護費用高。采用液阻軟啟動技術有效地解決了電泵現場應用中的難題，并達到節能補償的目的，宜廣泛推廣使用。

一 概述

目前，中原油田電泵采油井絕大多數是通過地面控制屏采取全壓啟動，工頻恒速運行。由于野外地下環境惡劣，線路損耗大，使得啟動電流為正常工作電流的5-8倍，對電泵電纜及電機的沖擊較大；產生較大瞬時沖擊扭矩，容易對機組和油管造成破壞；設計不合理，選擇參數偏大。造成供液不足欠載停機而頻繁啟動，影響井下機組的使用壽命；因結垢、出砂等原因過載停機重新啟動時，啟動扭矩較大，造成機組及電氣設備的損壞；供電線路過長，功率因數低，使系統效率降低。

電泵采油井已成為采油管理的重中之重，但由于中原油田油藏的特殊性和井況的復雜性，使電泵采油井的工作環境日趨惡化，如高油氣化、供液不足、出砂、結垢和電網波動等因數造成電泵采油井故障停井的頻率越來越高，維護也十分困難，因此，電泵油井軟啟動技術研究迫在眉睫。

二 液阻軟啟動工藝原理

電泵采油系統點多、面廣、線長，是一個多元化、多環節的組合，主要由地面部分、中間部分、地下部分和潛油電機、保護器、油氣分離器、多級離心泵、電纜、控制屏和變壓器組成。目前，中原油田應用于電泵采油系統軟啟動及調速領域的工藝技術主要采用變頻調速技術。變頻器采用“交—直—交”電壓型，啟動時為克服電機電阻壓降，適當提高V/F比值，以控制啟動電流。變頻調速技術存在的主要缺陷是需要特制的變壓器將380V低壓電源升至1.14KV等級或采用中壓變頻器，費用較高，不利于大面積推廣。

液阻軟啟動技術是在控制系統內并聯電液變阻器，在啟動過程中，將液態電阻串入電泵電機定子中，實現限流，在啟動完成后將它短接。電阻值的可變性是靠改變兩電極板之間的距離實現的，電機轉速隨著電阻值的減小平滑升高，借以維持或增加起動力矩，達到延時軟啟動的目的，并為短接時不產生電流沖擊準備條件。

a）電液的導電率易于通過電液的濃度來控制，受外界條件變化的影響較小，啟動成功率高，性能穩定。

b）電液變阻均勻，啟動電流沖擊小，可控制在額定電流的3倍以內，對深井中的潛油泵及電機具有保護功能。

c）具有溫度檢測、液位檢測、欠載、過載保護和報警等功能。

d）日常維護工作量少，只需定期注入少量自來水（以補充揮發），3-4a清洗一次電極板，對運行環境（如溫度、濕度、振動、海拔等）要求不高，操作簡單，安全可靠，使用壽命長。

e）投入成本低，無需其他配套設施，具有和變頻調速相媲美的啟動性能，而費用只有相同功率變頻調速器的30%，宜廣泛推廣使用。

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