注水站分壓改造確立合理分壓點的方法技術

一種注水站分壓改造確立合理分壓點的方法，設定注水站可在任意壓力點進行分壓注水，將注水壓力3MPa到13.5MPa范圍內以0.5MPa為一個間隔設定21個假設分壓點；計算各假設分壓點分壓注水方案注水站輸出最小有用功；計算各假設分壓注水方案的注水站內機組效率；計算假設分壓點分壓注水方案注水站的能耗；比對優選最低能耗方案，通過各假設分壓點分壓注水方案注水站的能耗對比，即可得出若干最低能耗分壓注水方案；投資比對優選最優方案，對若干最低能耗分壓注水方案的注水站站內注水泵機組的調整改造工程方案和站外管網調整工程方案進行設計，對各方案的投資額度進行對比，即可選擇出投資最低能耗最低的注水站分壓注水方案。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種，找出注水站分壓改造最 低能耗分壓點選擇的科學途徑和理論模板，為高壓離心泵注水站分壓節能技術改造提供一 條快捷有效合理的途徑。
技術介紹
目前油田污水回注模式基本為：采出液在污水站進行油氣水分離后污水通過低壓 調水系統進入注水站，由高壓離心泵站對其進行升壓后輸至外網各配水間再到單井進行回 注。而在整個過程中，由于各單井地層滲透率差異大，對來水壓力需求不一，高低相差大的 甚至能達到lOMPa以上，但注水泵站出口壓力為一個恒定的最高需求值，這就導致在整個 系統運行過程中會存在閥控截留，能量損失這一不可避免的環節。在部分注水壓力差異大 的系統，能耗損失非常嚴重，整個系統效率也遠低于正常值。目前的高壓離心泵站分壓改造 技術的核心部分分壓點的選擇均是通過試算確立，并沒有扎實的理論依據和充分的論證。 而在整個分壓改造實施的過程中，分壓點的確立恰恰是重中之重，它將直接影響到分壓改 造節能降耗的效果和整個工程投入的高低。本專利技術的目的即是通過對各假設分壓點分壓注 水方案注水站輸出最小有用功、注水站內機組效率、注水站能耗的計算方法進行的理論探 討，找出注水站分壓改造最低能耗分壓點選擇的科學途徑和理論模板，為高壓離心泵注水 站分壓節能技術改造提供一條快捷有效合理的途徑。在類似這樣的系統中對注水站進行分 壓改造就具備了必要性和可行性。本專利技術即以勝利油田勝利采油廠勝九注水區域為例，闡 述在如何在該區域選擇合理分壓點進行分壓改造才能使得系統能耗最低并且投入最少，效 益最高。也為今后高壓離心注水泵站分壓注水節能技術改造提供了理論依據。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種，克服上述已有 技術存在的缺陷。 本專利技術的技術方案是通過以下方式實現的： A、設定注水站可在任意壓力點進行分壓注水，將注水壓力3MPa到13. 5MPa范圍內 以0. 5MPa為一個間隔設定21個假設分壓點； B、計算各假設分壓點分壓注水方案注水站輸出最小有用功；計算注水站在每一個 假設分壓點下進行分壓注水時高壓系統的注水量和低壓系統的注水量，通過高低壓注水系 統的注水壓力和注水量推算出每一個假設分壓點分壓注水方案注水站需要輸出的最小有 用功； C、計算各假設分壓注水方案的注水站內機組效率，對每一個假設分壓注水方案匹 配一套注水泵機組，按照不同排量離心泵泵效曲線求得每套方案的注水泵泵效，取恒定電 機效率，即可計算出每一個假設分壓注水方案的注水站內機組效率； D、計算假設分壓點分壓注水方案注水站的能耗，通過每一個假設分壓點分壓注水 方案注水站需要輸出的最小有用功和注水站內機組效率即可計算出每一個假設分壓點分 壓注水方案注水站的能耗； E、比對優選最低能耗方案，通過各假設分壓點分壓注水方案注水站的能耗對比， 即可得出若干最低能耗分壓注水方案； F、投資比對優選最優方案，對若干最低能耗分壓注水方案的注水站站內注水泵機 組的調整改造工程方案和站外管網調整工程方案進行設計，對各方案的投資額度進行對 t匕，即可選擇出投資最低能耗最低的注水站分壓注水方案。 最小有用功的計算步驟： 計算注水站泵壓 每口注水井的方案改造后預測注水井需求注水站泵壓的計算方法如下： Pf = Δ P+Py = Pb-Pg+Py 其中：Pf -方案改造后預測注水井需求注水站泵壓，單位MPa ; ΔΡ---目前注水站到配水間的實際管損，單位MPa ; Pb目前注水站泵壓，單位MPa ; Pg目前配水間干壓，單位MPa ; Py目前注水井配水間油壓，單位MPa。 計算注水量 各假設分壓點分壓改造方案高低壓系統水量計算公式如下： Qg (X) = Qj (X ?χ+0· 5) +Qj (χ+0· 5 ?x+1)......+Qj (13 ?13. 5) Qd (X) = Q j (0 ?3) +Q j (3 ?3. 5) +Q j (3. 5 ?4)......+Q j (χ-〇· 5 ?x) 其中：Qg(x)-假設改造方案高壓系統注水量，單位m3 ; Qd (X)-假設改造方案低壓系統注水量，單位m3 ; Qj (X?χ+0· 5)---分布于對應假設分壓點X至x+0. 5MPa區間的單井水量，單位 m3； X----假設改造方案高低壓系統分壓點，單位MPa。 計算最小有用功 各假設分壓點注水方案高低壓部分輸出的最小有用功。 ffg = Qg (x) X 13. 5 ffd = Qd (x) X x ffy = ffg+ffd 其中：Wg表示系統對高壓部分水量提升到13. 5MPa所做的功，單位J Wd表示系統對低壓部分水量提升到X所做的功，單位J Wy表示注水站輸出的最小有用功，單位J 機組效率計算步驟： 擬合出兩條任意排量情況下的泵效曲線圖（圖5圖6) 根據目前國內目前生產各型號離心泵排量-泵效對應關系，擬合出兩條任意排量 情況下泵效曲線圖（DF160上下泵排量-泵效對應關系變化大）。 DF160 以下：y = 18. 411η(χ)+24· 03， DF160 以上：y = 0· 217χ+74· 91 其中：y表示理論泵效 X表示泵排量（X為0?500范圍內的任意排量） 泵型優選和泵效計算 根據兩條擬合曲線，假設某分壓點泵排量需求為Am3(A>500)，兩臺泵排量分別為 Zm3和Ym3,則可以得到以下關系：Z+Y = A(Z、Y彡500)，兩臺泵泵效則為：# = {[(18.411 η(Ζ)+24· 03] ΧΖ+(0· 217Y+74. 91) XY}/A,或者 # = {[(18. 411η(Ζ)+24· 03] ΧΖ+[(18· 411 η(Υ) +24. 03] ΧΥ} /Α, 其中：#表示不同泵型組合后的理論排量 Ζ、Υ分別表示兩臺泵的排量 經推導可得出，當ΖΧΥ最小時，泵效最大，即泵效#與2仏-幻成反比，因此在泵 組合時應選擇排量最大和最小的兩種泵進行匹配，在現有的技術條件下，其中一臺泵排量 為500m 3/h泵，另一臺則為需求排量的剩余部分。 分壓點最低能耗計算 各假設分壓點注水站的總能耗即電機的輸入功的計算方法： N = ffy/ # (x) 其中：N為注水站總能耗，單位J Wy為之前計算所得注水站輸出最小有用功，單位J。 # (X)為假設分壓點X的機組效率。 通過計算得出各假設分壓點注水站總能耗： 將各假設分壓點總能耗乘以注水站標準標耗得到其耗電量， q = NXO. 2697kff · h/m3MPa〇 其中：q為耗電量，單位kW· h N為注水站總能耗，單位J 0· 2697kW · h/m3MPa為計算所得標準標耗 當假設分壓點為10. 0MPa、llMPa時，耗電量相對較低，分別為76789kW*h/天、 77036kW · h/天。 本專利技術的優點是：通過對各假設分壓點分壓注水方案注水站輸出最小有用功、注 水站內機組效率、注水站能耗的計算方法進行的理論探討，找出注水站分壓改本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種注水站分壓改造確立合理分壓點的方法，本專利技術的技術方案包括以下內容：?A、設定注水站可在任意壓力點進行分壓注水，將注水壓力3MPa到13.5MPa范圍內以0.5MPa為一個間隔設定21個假設分壓點；B、計算各假設分壓點分壓注水方案注水站輸出最小有用功；計算注水站在每一個假設分壓點下進行分壓注水時高壓系統的注水量和低壓系統的注水量，通過高低壓注水系統的注水壓力和注水量推算出每一個假設分壓點分壓注水方案注水站需要輸出的最小有用功；C、計算各假設分壓注水方案的注水站內機組效率，對每一個假設分壓注水方案匹配一套注水泵機組，按照不同排量離心泵泵效曲線求得每套方案的注水泵泵效，取恒定電機效率，即可計算出每一個假設分壓注水方案的注水站內機組效率；D、計算假設分壓點分壓注水方案注水站的能耗，通過每一個假設分壓點分壓注水方案注水站需要輸出的最小有用功和注水站內機組效率即可計算出每一個假設分壓點分壓注水方案注水站的能耗；E、比對優選最低能耗方案，通過各假設分壓點分壓注水方案注水站的能耗對比，即可得出若干最低能耗分壓注水方案；F、投資比對優選最優方案，對若干最低能耗分壓注水方案的注水站站內注水泵機組的調整改造工程方案和站外管網調整工程方案進行設計，對各方案的投資額度進行對比，即可選擇出投資最低能耗最低的注水站分壓注水方案。...

【技術特征摘要】
1. 一種注水站分壓改造確立合理分壓點的方法，本發明的技術方案包括以下內容： A、 設定注水站可在任意壓力點進行分壓注水，將注水壓力3MPa到13. 5MPa范圍內以 0. 5MPa為一個間隔設定21個假設分壓點； B、 計算各假設分壓點分壓注水方案注水站輸出最小有用功；計算注水站在每一個假 設分壓點下進行分壓注水時高壓系統的注水量和低壓系統的注水量，通過高低壓注水系統 的注水壓力和注水量推算出每一個假設分壓點分壓注水方案注水站需要輸出的最小有用 功； C、 計算各假設分壓注水方案的注水站內機組效率，對每一個假設分壓注水方案匹配一 套注水泵機組，按照不同排量離心泵泵效曲線求得每套方案的注水泵泵效，取恒定電機效 率，即可計算出每一個假設分壓注水方案的注水站內機組效率； D、 計算假設分壓點分壓注水方案注水站的能耗，通過每一個假設分壓點分壓注水方案 注水站需要輸出的最小有用功和注水站內機組效率即可計算出每一個假設分壓點分壓注 水方案注水站的能耗； E、 比對優選最低能耗方案，通過各假設分壓點分壓注水方案注水站的能耗對比，即可 得出若干最低能耗分壓注水方案； F、 投資比對優選最優方案，對若干最低能耗分壓注水方案的注水站站內注水泵機組的 調整改造工程方案和站外管網調整工程方案進行設計，對各方案的投資額度進行對比，即 可選擇出投資最低能耗最低的注水站分壓注水方案。2. 根據權利要求1所述的一種注水站分壓改造確立合理分壓點的方法，其特征在于： 每一個假設分壓點分壓注水方案注水站需要輸出的最小有用功是通過計算出的注水站泵 壓和注水量算出的； 每口注水井的方案改造后預測注水井需求注水站泵壓的計算方法為： Pf= Δ P+Py =Pb-Pg+Py 其中：Pf---方案改造后預測注水井需求注水站泵壓，單位MPa ; ΛΡ-目前注水站到配水間的實際管損，單位MPa ; Pb目前注水站泵壓，單位MPa ; Pg目前配水間干壓，單位MPa ; Py目前注水井配水間油壓，單位MPa ; 各假設分壓點分壓改造方案高低壓系統水量計算方法為： Qg (X) = Qj (X ?χ+〇· 5) + Qj (χ+0· 5 ?x+1)......+Qj (13 ?13. 5) Qd (X) = Qj (0 ?3) + Qj (3 ?3. 5) + Qj (3. 5 ?4)......+Qj (χ-〇· 5 ?x) 其中：Qg (x)---假設改造方案高壓系統注水量，單位m3; Qd (X)-假設改造方案低壓系統注水量，單位m3; Qj(x?x+0. ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：高國強，王欣輝，黃佳博，謝文獻，李永強，劉濤，賀東旭，張長春，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司勝利采油廠，
類型：發明
國別省市：北京;11