中國海油永磁技術馴服海上油田能耗“電老虎”

       科技日報記者 陳曦

       “這100套永磁電潛泵，平均節能率為28.1%，每個月大約可為渤海油田節約電費300多萬元，降碳指標也十分可觀。”4月11日，中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司機械採油公司經理史軒瑋對記者説。

       截至目前，我國海上油田已累計下入永磁電潛泵105套，僅今年一季度，渤海油田就下入29套，比2021年全年還多。

       據介紹，裝載在井筒裏的電動潛油離心泵，簡稱潛油電泵或電潛泵，是海洋石油開採的核心設備之一，渤海油田絕大多數的油井通過它將海上原油舉升到地面。

       但它也是名副其實的“耗能老虎”——在渤海油田大規模推廣“岸電下海”、實現低碳能源替代的今天，約40%到50%的生産操作費花在電費上。其中，近60%的電費消耗在電潛泵上。

       相比常規電潛泵，永磁電潛泵可有效降低岸電使用成本，幫助海上油田馴服“電老虎”。

       永磁電潛泵是以永磁電機替代普通感應電機的電潛泵，由於永磁電機的轉子使用的是永磁體，無須讓轉子通電後轉化為磁體，從根本上取消了電能轉化為磁能環節，而是直接讓永磁體在電場中旋轉，從而使電能高效轉化為動能。

       這是一次“井筒裏的綠色革命”。在同排量、同揚程、同轉速和同功率情況下，永磁電潛泵的工作效率較常規電泵提高20%以上，節能30%以上，單井每年可節電42萬千瓦時、減少二氧化碳排放約400噸，相當於植樹2.18萬棵。

        “十四五”以來，科研人員解決了變頻控制模式優化、平衡轉速扭矩關係、井下高溫永磁影響等一系列技術難題，使永磁電潛泵在海上油田的規模化應用成為可能。

       2021年，中國海油第一套永磁電潛泵在曹妃甸油田啟泵投産成功，一經投入現場試驗，就以25%的平均節能率獲得廣泛關注，打開永磁電機在中國海上油田的新紀元。

       2022年，中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司設計研發出永磁電潛泵專用安全隔離箱，解決永磁電機停泵後産生的供電隱患問題，使永磁技術應用變得安全可靠。

       2023年11月，全球首條潛油電機智慧全自動生産線在中國海油建成投用，不僅提升了永磁電潛泵産品質量，降低永磁電潛泵製造成本，延長永磁電潛泵運行壽命，也為永磁電機、永磁電潛泵海上大規模應用創造了條件……

       通過深挖平臺流程節電潛力，擴大永磁電潛泵技術應用，渤海油田2023年全年節電近6500萬千瓦時。

       今年，渤海油田啟動節電提效專項行動，不斷加強生産與作業過程能耗精細化管理，並按照“應下盡下”原則，進一步擴大永磁電機節電技術現場應用，預計全年投入永磁電潛泵將遠遠超過過去三年的總和，僅綏中36-1/旅大5-2油田二次調整項目，即將陸續投産共計43套永磁電潛泵，每年可節省電能約1800萬千瓦時。

       在大力推廣“節能利器”的同時，技術人員正持續推動永磁驅動特色化技術産品族綠色迭代升級，為海上油田高效開發、綠色發展貢獻更大技術價值。

       “我們正在積極籌劃推動高速永磁電機、高溫永磁電機等的開發工作，將永磁電機轉速由目前的每分鐘3500轉，不斷升級為4500轉、6000轉、8000轉、10000轉；適用井溫由120攝氏度，提升到150攝氏度、204攝氏度和250攝氏度……力爭使永磁技術全面滿足油田的需求，確保‘電老虎’真正實現‘少吃多幹’。”史軒瑋説。

       （中國海油供圖）