中国海油永磁技术驯服海上油田能耗“电老虎”

转自：中国科技网

科技日报记者 陈曦

“这100套永磁电潜泵，平均节能率为28.1%，每个月大约可为渤海油田节约电费300多万元，降碳指标也十分可观。”4月11日，中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司机械采油公司经理史轩玮对记者说。

截至目前，我国海上油田已累计下入永磁电潜泵105套，仅今年一季度，渤海油田就下入29套，比2021年全年还多。

据介绍，装载在井筒里的电动潜油离心泵，简称潜油电泵或电潜泵，是海洋石油开采的核心设备之一，渤海油田绝大多数的油井通过它将海上原油举升到地面。

但它也是名副其实的“耗能老虎”——在渤海油田大规模推广“岸电下海”、实现低碳能源替代的今天，约40%到50%的生产操作费花在电费上。其中，近60%的电费消耗在电潜泵上。

相比常规电潜泵，永磁电潜泵可有效降低岸电使用成本，帮助海上油田驯服“电老虎”。

永磁电潜泵是以永磁电机替代普通感应电机的电潜泵，由于永磁电机的转子使用的是永磁体，无须让转子通电后转化为磁体，从根本上取消了电能转化为磁能环节，而是直接让永磁体在电场中旋转，从而使电能高效转化为动能。

这是一次“井筒里的绿色革命”。在同排量、同扬程、同转速和同功率情况下，永磁电潜泵的工作效率较常规电泵提高20%以上，节能30%以上，单井每年可节电42万千瓦时、减少二氧化碳排放约400吨，相当于植树2.18万棵。

“十四五”以来，科研人员解决了变频控制模式优化、平衡转速扭矩关系、井下高温永磁影响等一系列技术难题，使永磁电潜泵在海上油田的规模化应用成为可能。

2021年，中国海油第一套永磁电潜泵在曹妃甸油田启泵投产成功，一经投入现场试验，就以25%的平均节能率获得广泛关注，打开永磁电机在中国海上油田的新纪元。

2022年，中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司设计研发出永磁电潜泵专用安全隔离箱，解决永磁电机停泵后产生的供电隐患问题，使永磁技术应用变得安全可靠。

2023年11月，全球首条潜油电机智能全自动生产线在中国海油建成投用，不仅提升了永磁电潜泵产品质量，降低永磁电潜泵制造成本，延长永磁电潜泵运行寿命，也为永磁电机、永磁电潜泵海上大规模应用创造了条件……

通过深挖平台流程节电潜力，扩大永磁电潜泵技术应用，渤海油田2023年全年节电近6500万千瓦时。

今年，渤海油田启动节电提效专项行动，不断加强生产与作业过程能耗精细化管理，并按照“应下尽下”原则，进一步扩大永磁电机节电技术现场应用，预计全年投入永磁电潜泵将远远超过过去三年的总和，仅绥中36-1/旅大5-2油田二次调整项目，即将陆续投产共计43套永磁电潜泵，每年可节省电能约1800万千瓦时。

在大力推广“节能利器”的同时，技术人员正持续推动永磁驱动特色化技术产品族绿色迭代升级，为海上油田高效开发、绿色发展贡献更大技术价值。

“我们正在积极筹划推动高速永磁电机、高温永磁电机等的开发工作，将永磁电机转速由目前的每分钟3500转，不断升级为4500转、6000转、8000转、10000转；适用井温由120摄氏度，提升到150摄氏度、204摄氏度和250摄氏度……力争使永磁技术全面满足油田的需求，确保‘电老虎’真正实现‘少吃多干’。”史轩玮说。

（中国海油供图）