一種海上平臺采油電潛泵變頻驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種海上平臺采油電潛泵變頻驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于：它包括兩個以上的海上平臺發(fā)電機、一個以上的變頻器移相整流單元、兩條間隔平行設(shè)置的公共直流母線、若干逆變器及與所述逆變器數(shù)量相同的電潛泵電機；每一所述海上平臺發(fā)電機通過一交流母線連接每一所述變頻器移相整流單元的輸入端，每一所述變頻器移相整流單元的輸出端并聯(lián)連接兩條所述公共直流母線，兩條所述公共直流母線并聯(lián)連接每一所述逆變器的輸入端，每一所述逆變器的輸出端分別連接每一所述電潛泵電機。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于海上平臺采油過程中。
【專利說明】一種海上平臺采油電潛泵變頻驅(qū)動系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電潛泵變頻驅(qū)動系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種海上平臺采油電潛泵變頻驅(qū)動系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]海上石油平臺上的平臺發(fā)電機發(fā)出的電能首先經(jīng)過降壓變壓器降到400V后，輸入到變頻器中，經(jīng)過變頻器換至所需的電源頻率后，輸入到升壓變壓器，將電壓提升到所需電壓后，通過潛油電纜將電能輸給電潛泵電機，電潛泵電機將電能轉(zhuǎn)換為機械能，帶動潛油離心泵高速旋轉(zhuǎn)，井內(nèi)液體被吸入泵內(nèi)，通過泵葉輪逐漸增壓，經(jīng)油管流到地面。在電潛泵采油系統(tǒng)中，通過變頻器的應(yīng)用，一方面可以實現(xiàn)變頻軟啟動，保護電潛泵電機；另一方面可以根據(jù)油井參數(shù)變化，改變變頻器輸出頻率，調(diào)節(jié)油井產(chǎn)量，同時可以提高電潛泵的工作能效。
[0003]如圖1所示，目前的海上平臺采油電潛泵變頻驅(qū)動系統(tǒng)是海上平臺發(fā)電機11發(fā)出的電能首先經(jīng)過降壓變壓器12后分別經(jīng)過進線濾波器13、整流器14、逆變器15后再經(jīng)過升壓變壓器16后驅(qū)動相應(yīng)的電潛泵電機17工作，但是上述系統(tǒng)存在以下問題:1)由于海上平臺井口數(shù)量較多，每一個井口對應(yīng)的電潛泵電機17所需的電能首先需要經(jīng)過一個降壓變壓器12降壓后又經(jīng)過一個單獨的升壓變壓器16升壓，多個變壓器在平臺上占據(jù)了很大的空間。另外，電能經(jīng)過多級變換，能量利用的效率較低；2)每一個井口對應(yīng)的電潛泵電機17都單獨配置一臺無源濾波器和變頻器，占用了很大空間，且配置的無源濾波器諧波濾除效果差，電潛泵變頻器輸入側(cè)諧波對平臺的電能質(zhì)量造成了影響；3)由于海上石油行業(yè)的特殊性，選擇的變頻器留有較大裕量，變頻器實際運行時經(jīng)常發(fā)生“大馬拉小車”現(xiàn)象，導(dǎo)致配置的無源濾波器對變頻器輸入側(cè)低壓系統(tǒng)普遍造成了無功過補償現(xiàn)象。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能量利用效率高、占用空間小的海上平臺采油電潛泵變頻驅(qū)動系統(tǒng)。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種海上平臺采油電潛泵變頻驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:它包括兩個以上的海上平臺發(fā)電機、一個以上的變頻器移相整流單元、兩條間隔平行設(shè)置的公共直流母線、若干逆變器及與所述逆變器數(shù)量相同的電潛泵電機；每一所述海上平臺發(fā)電機通過一交流母線連接每一所述變頻器移相整流單元的輸入端，每一所述變頻器移相整流單元的輸出端并聯(lián)連接兩條所述公共直流母線，兩條所述公共直流母線并聯(lián)連接每一所述逆變器的輸入端，每一所述逆變器的輸出端分別連接每一所述電潛泵電機。
[0006]每一所述變頻器移相整流單元包括一移相降壓變壓器和兩個以上的整流器，所述移相降壓變壓器的輸入端連接所述交流母線，所述移相降壓變壓器的輸出端并聯(lián)連接每一所述整流器的輸出端，每一所述整流器的輸出端并聯(lián)連接兩條所述公共直流母線。
[0007]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點:1、本發(fā)明包括有海上平臺發(fā)電機、變頻器移相整流單元、公共直流母線、逆變器和電潛泵電機，變頻器移相整流單元包括有移相降壓變壓器和整流器，其中，移相降壓變壓器的輸出端并聯(lián)連接整流器的輸出端，整流器的輸出端并聯(lián)連接兩條公共直流母線，因此本發(fā)明通過共直流母線方式進行整流器共用，實現(xiàn)了整流器裕量共享，減少了整流器的總?cè)萘恳?，同時減少了整流器的占用空間，有效降低了設(shè)備成本。2、與現(xiàn)有的海上平臺采油電潛泵變頻驅(qū)動系統(tǒng)相比，本發(fā)明無需附加另外的濾波裝置，因此避免了傳統(tǒng)變頻供電方式中濾波裝置帶來的無功過補償問題，減少了平臺工作人員運行維護工作；同時，本發(fā)明無需升壓變壓器進行升壓，提高了能量的利用效率同時節(jié)省了大量空間和成本。本發(fā)明對海上石油平臺電能質(zhì)量影響小，運行可靠，維護簡單，可以廣泛應(yīng)用于海上平臺采油過程中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]以下結(jié)合附圖來對本發(fā)明進行詳細的描繪。然而應(yīng)當理解，附圖的提供僅為了更好地理解本發(fā)明，它們不應(yīng)該理解成對本發(fā)明的限制。
[0009]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的海上平臺采油電潛泵電力系統(tǒng)單線示意圖；
[0010]圖2是本發(fā)明的海上平臺采油電潛泵電力系統(tǒng)單線圖。

【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。
[0012]如圖2所示，本發(fā)明的海上平臺采油電潛泵變頻驅(qū)動系統(tǒng)包括兩個以上的海上平臺發(fā)電機21、一個以上的變頻器(VFD)移相整流單元22、兩條間隔平行設(shè)置的公共直流母線23、若干逆變器24及與逆變器24數(shù)量相同的電潛泵電機25 ;其中，每一變頻器移相整流單元22包括一移相降壓變壓器221和兩個以上的整流器222 ;所有海上平臺發(fā)電機21通過一交流母線26連接移每一移相降壓變壓器221的輸入端，每一移相降壓變壓器221的輸出端并聯(lián)連接每一整流器222的輸出端，每一整流器222的輸出端并聯(lián)連接兩條公共直流母線23，兩條公共直流母線23并聯(lián)連接每一逆變器24的輸入端，每一逆變器24的輸出端分別連接每一電潛泵電機25。
[0013]在一個優(yōu)選的實施例中，變頻器移相整流單元22的個數(shù)根據(jù)實際所需要進行驅(qū)動的電潛泵電機25的數(shù)量進行確定，在此不做限定。
[0014]在一個優(yōu)選的實施例中，為了提高系統(tǒng)的可靠性，交流母線26可以采用若干段中壓交流母線連接而成，其中，每相鄰兩段交流母線之間可以采用開關(guān)進行連接。
[0015]在一個優(yōu)選的實施例中，為了提高系統(tǒng)的可靠性，每一條公共直流母線23可以采用若干段直流母線連接而成，其中，每相鄰兩段直流母線之間可以采用開關(guān)進行連接。
[0016]本發(fā)明使用時，海上平臺發(fā)電機21發(fā)出的電能通過交流母線26發(fā)送到移相降壓變壓器221，移相降壓變壓器221將交流電壓首先降壓到合適電壓后進行多重移相后發(fā)送到整流器222進行整流，整流器222將輸出的直流電源的正負極并聯(lián)連接兩條公共直流母線23用于給每一逆變器24供電，每一逆變器24將直流電轉(zhuǎn)換電壓和頻率可調(diào)的交流電后通過潛油電纜輸送到各個油井中，并對各個井內(nèi)的電潛泵電機25進行驅(qū)動，電潛泵電機25帶動潛油離心泵高速旋轉(zhuǎn)，井內(nèi)液體被吸入泵內(nèi)，通過泵葉輪逐漸增壓，經(jīng)油管流到地面。
[0017]上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種海上平臺采油電潛泵變頻驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:它包括兩個以上的海上平臺發(fā)電機、一個以上的變頻器移相整流單元、兩條間隔平行設(shè)置的公共直流母線、若干逆變器及與所述逆變器數(shù)量相同的電潛泵電機；每一所述海上平臺發(fā)電機通過一交流母線連接每一所述變頻器移相整流單元的輸入端，每一所述變頻器移相整流單元的輸出端并聯(lián)連接兩條所述公共直流母線，兩條所述公共直流母線并聯(lián)連接每一所述逆變器的輸入端，每一所述逆變器的輸出端分別連接每一所述電潛泵電機。
2.如權(quán)利要求1所述的一種海上平臺采油電潛泵變頻驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:每一所述變頻器移相整流單元包括一移相降壓變壓器和兩個以上的整流器，所述移相降壓變壓器的輸入端連接所述交流母線，所述移相降壓變壓器的輸出端并聯(lián)連接每一所述整流器的輸出端，每一所述整流器的輸出端并聯(lián)連接兩條所述公共直流母線。
【文檔編號】H02P27/06GK104362933SQ201410645987
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】魏澈, 李強, 邱銀鋒, 洪毅, 徐正海, 劉國鋒, 王祺皓, 李雪, 萬光芬, 高璇 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院