一种远距离电潜泵启动及控制模拟系统及试验方法技术方案

本发明专利技术涉及一种远距离电潜泵启动及控制模拟系统及试验方法，该系统包括依次串联的低压开关、升压变压器、中压开关、中压变频器、电缆引入装置和带有传感器的电潜泵组，所述中压变频器连接有滤波器，所述电缆引入装置至少两个，并且相邻的两个电缆引入装置之间连接有测试电缆，电缆引入装置处设置有测试点。本发明专利技术能够模拟实际的工况，为深水油气田群开发项目超长电缆情况下，提供了一种保证后期油气田群人工举升电潜泵的高效生产和稳定生产的安全高效试验方法，并制定相应的启动方案，保障电潜泵组的顺利启动。潜泵组的顺利启动。

【技术实现步骤摘要】
一种远距离电潜泵启动及控制模拟系统及试验方法


[0001]本专利技术涉及一种远距离电潜泵启动及控制模拟系统及试验方法。

技术介绍

[0002]海上油气田的开发需要浮式生产储油设施和水下生产系统，储油系统与油气田群的各个生产系统之间通过海底管道、海底电缆以及海底脐带缆连接。其中，中国南海某油田中变频器至潜油电机的距离长达30km，在国际上，如此长距离电机电缆变频拖带尚属首例。长距离电缆电压衰减及电机电压动态补偿、长距离电缆传输线效应谐波反射及治理等远距离变频输送电技术成为该海上油气田群开发的最大挑战。具体难题包括：长电缆造成电机阻抗分量低，导致电潜泵组启动扭矩低启动困难，长电缆造成启动转矩降低到正常启动扭矩的6％-16％，电潜泵组无法正常启动；负载波动易造成电机欠压停机或过压绝缘损伤；长电缆对谐波反射产生放大效应，在末端引起两倍的过电压，易造成断缆电机绝缘击穿；长电缆对井下控制信号反馈调控传输可靠性提出要求。因此，亟需安全可靠的试验方案模拟海上实际生产工况，验证超长距离电缆变频驱动输送电的可行性和可靠性，保证后期油田的高效生产和稳定生产。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种远距离电潜泵启动及控制模拟系统及试验方法，本专利技术的能够验证超长距离电缆变频驱动输送电的可行性和可靠性，保证后期油田的高效生产和稳定生产。
[0004]为解决以上问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0005]一种远距离电潜泵启动及控制模拟系统，包括依次串联的低压开关、升压变压器、中压开关、中压变频器、电缆引入装置和带有传感器的电潜泵组，所述中压变频器连接有滤波器，所述电缆引入装置至少两个，并且相邻的两个电缆引入装置之间连接有测试电缆，电缆引入装置处设置有测试点。
[0006]根据本专利技术优选的，所述电缆引入装置包括电缆引入装置Ⅰ、电缆引入装置Ⅱ、电缆引入装置Ⅲ，电缆引入装置Ⅰ与电缆引入装置Ⅱ之间串联有测试电缆Ⅰ，电缆引入装置Ⅱ与电缆引入装置Ⅲ之间串联有测试电缆Ⅱ。
[0007]根据本专利技术优选的，所述电缆引入装置包括电缆引入装置Ⅰ、电缆引入装置Ⅱ，电缆引入装置Ⅰ与电缆引入装置Ⅱ之间并联有测试电缆Ⅰ和测试电缆Ⅱ。
[0008]本专利技术还提供一种利用上述系统进行试验方法的方法。
[0009]一种远距离电潜泵启动及控制模拟系统的试验方法，包括以下步骤：
[0010]1)搭建与实际被测试系统电压等级相同的模拟系统；
[0011]2)在模拟系统中接入不同等级规格和长度的测试电缆，并对模拟系统进行电性能测试，以及对电潜泵组进行空载测试和带载测试，确保整个模拟系统正常；
[0012]3)通过串/并联的方式验证长距离测试电缆对谐波的影响以及电压衰减情况；
[0013]4)分别在有无接入长距离测试电缆的情况下测试中压变频器拖带电潜泵组的启动特性、负载波动特性、堵转启动特性；
[0014]5)得到电潜泵组的扭转补偿、压降动态补偿、输出电压谐波的治理参数指标。
[0015]在步骤4)中，测试启动特性时，在模拟系统中接入不同长度的测试电缆，从30％额定排量向上按照20％步长进行负载调节直至100％额定排量，根据负载情况调整启动频率和力矩补偿，使启动电流控制在额定电流范围内，防止电机端过压；通过调节负载的排量和扬程完成负载波动特性的测试；测试堵转启动特性时，在模拟系统中接入不同长度的测试电缆，通过堵转测试工装，直接在电潜泵组的电转轴上加载不同力矩分别测试中压变频器的解堵和正常运行特性。
[0016]在步骤5)中，扭转补偿采用可保障长测试电缆下电潜泵组顺利启动的电压固定式补偿方式；压降动态补偿采用可在不同运行频率和运行电流下实时检测长测试电缆的压降，且可使中压变频器对电压降进行有效动态补偿的方式，以防止电机运行过程中过、欠压；输出电压谐波的治理包括优化滤波器设计以降低谐波反射对电机的影响，使反射波可控制在合理范围内。
[0017]本专利技术具有以下有益效果：
[0018]1、本专利技术能够模拟实际的工况，为深水油气田群开发项目超长电缆情况下，提供了一种保证后期油气田群人工举升电潜泵的高效生产和稳定生产的安全高效试验方法，并制定相应的启动方案，保障电潜泵组的顺利启动。
附图说明
[0019]图1是本专利技术试验方法的流程框图。
[0020]图2是模拟系统的结构示意图。
[0021]图3是测试电缆串联方式的结构示意图。
[0022]图4是测试电缆并联方式的结构示意图。
[0023]图中：1.低压开关，2.升压变压器，3.中压开关，4.中压变频器，5.滤波器，6-1.电缆引入装置Ⅰ，6-2.电缆引入装置Ⅱ，6-3.电缆引入装置Ⅲ，7-1测试电缆Ⅰ，7-2.测试电缆Ⅱ，8-1.防爆接线盒Ⅰ，8-2防爆接线盒Ⅱ，8-3.防爆接线盒Ⅲ，9-1.测试点Ⅰ，9-2.测试点Ⅱ，9-3.测试点Ⅲ，10.电潜泵组，11.传感器。
具体实施方式
[0024]下面将结合实施例对本专利技术进行进一步说明，但本专利技术的保护范围不限于此。
[0025]实施例1
[0026]针对海上油气田群长距离电机电缆拖带稳定性不足的情况，本专利技术采用一种远距离电潜泵启动及控制的模拟系统和试验方法进行可行性和可靠性验证，并制定相应的启动方案，保障电潜泵组10的顺利启动。
[0027]如图1-4所示，一种远距离电潜泵启动及控制模拟系统，包括依次串联的低压开关1、升压变压器2、中压开关3、中压变频器4、电缆引入装置和带有传感器11的电潜泵组10，所述中压变频器4连接有滤波器5，所述电缆引入装置至少两个，并且相邻的两个电缆引入装置之间连接有测试电缆，电缆引入装置处设置有测试点。串联方式时，电缆引入装置包括电
缆引入装置Ⅰ6-1、电缆引入装置Ⅱ6-2、电缆引入装置Ⅲ6-3，电缆引入装置Ⅰ6-1与电缆引入装置Ⅱ6-2之间串联有测试电缆Ⅰ7-1，电缆引入装置Ⅱ6-2与电缆引入装置Ⅲ6-3之间串联有测试电缆Ⅱ7-2。并联方式时，电缆引入装置包括电缆引入装置Ⅰ6-1、电缆引入装置Ⅱ6-2，电缆引入装置Ⅰ6-1与电缆引入装置Ⅱ6-2之间并联有测试电缆Ⅰ7-1和测试电缆Ⅱ7-2。电缆引入装置Ⅰ6-1设置防爆接线盒Ⅰ8-1和测试点Ⅰ9-1，电缆引入装置Ⅱ6-2设置防爆接线盒Ⅱ8-2和测试点Ⅱ9-2，电缆引入装置Ⅲ6-3设置防爆接线盒Ⅲ8-3和测试点Ⅲ9-3。
[0028]一种远距离电潜泵启动及控制模拟系统的试验方法，包括以下步骤：
[0029]步骤1，搭建与实际被测试系统电压等级相同的模拟系统；步骤2，在模拟系统中接入不同等级规格和长度的测试电缆，并对模拟系统进行电性能测试，以及对电潜泵组10进行空载测试和带载测试，确保整个模拟系统正常；步骤3，通过串/并联的方式验证长距离测试电缆对谐波的影响以及电压衰减情况；步骤4，分别在有无接入长距离测试电缆的情况下测试中压变频器4拖带电潜泵组10的启动特性、负载波动特性、堵转启动特性；步骤5，得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种远距离电潜泵启动及控制模拟系统，包括依次串联的低压开关、升压变压器、中压开关、中压变频器、电缆引入装置和带有传感器的电潜泵组，所述中压变频器连接有滤波器，所述电缆引入装置至少两个，并且相邻的两个电缆引入装置之间连接有测试电缆，电缆引入装置处设置有测试点。2.根据权利要求1所述的远距离电潜泵启动及控制模拟系统，其特征在于，所述电缆引入装置包括电缆引入装置Ⅰ、电缆引入装置Ⅱ、电缆引入装置Ⅲ，电缆引入装置Ⅰ与电缆引入装置Ⅱ之间串联有测试电缆Ⅰ，电缆引入装置Ⅱ与电缆引入装置Ⅲ之间串联有测试电缆Ⅱ。3.根据权利要求1所述的远距离电潜泵启动及控制模拟系统，其特征在于，所述电缆引入装置包括电缆引入装置Ⅰ、电缆引入装置Ⅱ，电缆引入装置Ⅰ与电缆引入装置Ⅱ之间并联有测试电缆Ⅰ和测试电缆Ⅱ。4.一种远距离电潜泵启动及控制模拟系统的试验方法，包括以下步骤：1)搭建与实际被测试系统电压等级相同的模拟系统；2)在模拟系统中接入不同等级规格和长度的测试电缆，并对模拟系统进行电性能测试，以及对电潜泵组进行空载测试和带载测试，确保整个模拟系统正常；3)通过串/并联的方式验证长距离测试电缆对谐波的影响以及电压衰减情况；4)分别在有无接入长距离测试电缆的情况...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟国，孙宝江，金颢，李学峰，曹波波，王志远，李昊，杜庆杰，李波，李勇，秦世利，饶志华，魏裕森，张冠洪，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：