聚合物注入系统谐波干扰治理技术研究

[摘 要]本文针对南中东上返一区注聚初期注入系统谐波干扰现象，分析了产生谐波干扰的原因，对谐波干扰较为严重的泵系统进行了现场治理试验，结合试验效果，探索出谐波治理原理，利用电抗体、谐波隔离器与电源接地等综合技术方法形成了聚合物注入系统谐波治理技术。谐波治理技术已经在南中东上返一区全面推广应用，同时该技术的推广和进一步的研究可以为大庆油田主力油层聚合物注入系统谐波治理提供指导和解决办法， 为进一步提升聚驱注入系统稳定性、完成注入指标具有重要意义。

[关键词]谐波干扰 治理方法 现场应用

中图分类号：TM711 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0006-01

前言

喇嘛甸油田聚合物驱油技术广泛应用，已经在一类油层、二类油层全面推广应用，因此聚合物注入系统已经较为成熟，为了更好的完成注聚指标、降低电量消耗，变频器装置的大量在聚合物注入系统中应用，随之带来注入系统谐波干扰问题。

喇嘛甸油田南中东上返一区谐波干扰主要表现为水表磁电流量计瞬时波动大；水表在关井后仍然走数不归零；水流量自控系统无法调控，例如开大水量，水表读数降低、关小水量，水表读数增大等现象。该现象先后涉及到区块三座注入站的29台比例调节泵的55口井，同时受谐波干扰影响的水表工作状况经常发生变化，忽好忽坏，没有持续性和规律性，严重影响了注聚指标。

2010年8月进行了注入系统谐波干扰治理技术研究，在理论研究基础之上，开展了现场治理试验，试验结果表明，变频器谐波干扰治理措施可以消除注入系统目前存在的问题。聚合物注入系统谐波干扰治理技术的应用使注入系统谐波干扰问题得到有效解决，消除了谐波干扰对注入系统的影响，达到较高的治理水平。为保障区块注聚指标、增油上产具有重要意义。

1. 注入系统谐波干扰产生原因

谐波产生主要是因为变频装置等非线性负载用电造成的：一般变频装置都是采用交-直-交原理，即交流电经过整流变为直流，再逆变成可变频的交流电。整流器是典型的非线性负载，低压变频大都为6脉动整流，产生5次以上谐波，这是所有变频都存在的问题。

随着变频装置的大量使用，注入站的谐波干扰问题越来越严重，以至于流量和压力仪表不仅计量不准，甚至关闭阀门，流量计仍在计量并有读数输出，可以想见，如果不采取适当处理措施，谐波干扰已严重影响到配注生产的正常运行。

注入站计量仪表基本采用电磁和磁电式两种流量计，和压力仪表都从变频装置里取电（见图1），即与变频器共用一条线路，而且没有采取任何措施，影响非常严重，甚至阀门关闭后，流量计还在累计流量。

2.谐波治理技术原理

主要思路，针对辐射干扰采取屏蔽、隔离、接地措施，尤其接地非常重要；供电系统干扰采取在供电侧加装输入电抗器，增大电源阻抗抑制谐波，同时减少了传输过程中的电磁辐射，对仪表的供电线路安装隔离变压器和滤波器，进行电源隔离，切断谐波电流。

2.1 技术原理

首先用隔离变压器将仪表和变频器电源进行隔离，切断谐波电流；其次，在变频器的输入电源端安装了电抗器，增大电源阻抗，抑制谐波干扰，滤波器减少传输过程中的电磁辐射；随后又采取了接地隔离的措施。采用该谐波治理技术后，注入系统变频器对水表磁电流量计的谐波干扰问题得到有效解决。

2.2 现场治理试验

2010年7月29日开始，先后对2-2#注入站谐波干扰较为严重的15#比例调节泵以及2-1#注入站的9#、10#比例调节泵进行了现场治理试验。

试验结果表明，注入系统谐波治理技术可以有效消除谐波干扰，试验阶段5个月来看，仪表工作正常，现场效果良好。

2.3 技术改进

将电抗体、谐波隔离器与电源接地等综合技术方法组合成为电能质量综合治理装置，提升该技术应用的灵活性及便捷性能。

3.注入系统谐波治理技术应用效果

根据谐波治理前的注入系统谐波干扰状况，结合聚合物注入方案，分析、总结应用聚合物注入系统谐波治理技术后区块注入系统的运行情况。

3.1 注入系统谐波治理实施概况

南中东上返一区共有三座注入站（2-1#、2-2#、2-3#站），143口注入井，该区块使用比例调节一泵多井注入工艺，共安装54台比例调节泵，包括变频器配电柜及普通配电柜54套。

为有效解决注入系统的谐波干扰问题，2011年一季度试验大队在喇南中东上返一区三座注入站对所有54台比例调节泵配电柜安装54套电能质量综合治理装置。

3.2 谐波治理效果

通过分析、对比注入系统谐波治理前后区块运行状况，规模化推广应用谐波干扰治理技术后主要表现以下几方面特点：

3.2.1 谐波干扰得到有效解决，实现精准注入

治理前谐波干扰涉及到区块三座注入站的29台比例调节泵的55口井，其中2-1#注入站10台泵的18口井，2-2#注入站11台泵的21口井以及2-3#注入站 8台泵的16口井。受谐波干扰影响的水表工作状况经常发生变化，有时好使，有时不好使，没有持续性，没有规律性，严重影响了注聚指标。

谐波治理后，南中东上返一区原98%以上的受谐波干扰影响的注入井正常运行，磁电流量计无干扰，运行稳定，母液瞬时波动控制在方案配注的±5%以内；水量自控系统可以实现自动控制，方案符合率达到95%以上，保质保量的完成注入指标。

3.2.2 注入系统运行稳定，提高注入时率

治理前，受谐波干扰影响，水量、聚合物母液配比难以调控，严重影响注入时率。

治理后，电能质量综合治理装置在注入系统中运行稳定，故障维护难度低，系统有效运行时率可以达到95%以上。

3.3 电能质量综合治理装置安装便捷，运行稳定

将电抗体、谐波隔离器与电源接地等综合技术方法组合成为电能质量综合治理装置，提升了该技术应用的灵活性及便捷性能，目前区块安装的54套电能质量综合治理装置运行稳定。

4.几点认识

4.1 注入系统谐波治理技术可以有效解决南中东上返一区目前存在的谐波干扰问题。

4.2 南中东上返一区98%以上的受谐波干扰影响的注入井正常运行，注入时率达到95%以上。

4.3 电能质量综合治理装置安装便捷、运行稳定。