在海洋石油工业的发展中,随着海上油田开发的不断扩大和深化,海上平台对电机驱动注水泵的要求越来越高一方面是对注水泵的功率要求越来越大,另一方面是对注水泵的调速能力要求越来越高。由于常规变频调速装置不仅占地空间大,而且系统较为复杂,工作环境条件要求高,这对油田开发的初期投资带来不利影响。针对此一问题,结合油田生产的需要,对大功率注水泵调速装置的特点和性能进行了深入分析,最终设计出一套采用液力耦合器来满足注水泵的调速要求,既可以简化注水泵的调速工艺,同时也可以减小调速装置的占地空间和重量。

海上油气田开发中"注水"这一作业耗能所占比重相当大。近年来,油田注水逐年流量变化较大,注水泵的额定流量与实际所需流量通常不相匹配。对于大功率高压注水泵,若采用出口阀调节流量方式能源浪费很大。本文针对渤海湾某大型油田的注水工况,通过对不同调速方案进行深入对比,分析研究采用液力耦合器作为海上高压注水泵通过调速方式来调节流量的可行性。该调速方案不仅能满足海上油气平台注水的需要,又简化了调速工艺,节能效果突出,而且还大幅减少了平台占用面积和重量,经济效益明显。本研究为今后海上大功率注水泵的节能降耗提供了新的借鉴参考意义。

为了解决行车取力发电容积调速系统输入转速扰动引起的马达转速波动的问题,提出了应用PID＋前馈控制算法进行补偿控制的方法,建立泵-马达容积调速系统Simulink仿真模型,分析系统输入转速变化时系统的响应特性,对前馈＋PID控制算法进行仿真研究,通过实验对系统的输入转速特性以及控制算法进行研究。实验得到了系统的转速特性曲线,实验结果表明：针对抑制输入转速扰动引起的马达转速波动的问题,前馈＋PID控制相对常规PID控制系统的瞬态误差减小了13%,调整时间缩短了1.5s。研究结果对改善行车取力发电系统的发电质量具有重要意义。