用于电动潜水泵的高效功率系统的制作方法

背景技术：

1、石油生产井使用电动潜水泵(esp)将生产流体提升到地面。如果井位于可以从公用电网获得功率的区域，则可以从电网为esp供电。然而，许多陆上石油生产井位于电网是不可行选项的偏远地区。类似地，对于海上石油生产井，电网是不可用的。在这些情况下，必须使用其他设备和方法为esp供电。

2、本领域技术人员已知esp优选用于将生产流体泵送到地面。esp在涉及低气油比、低井底压力、低泡点、低api(美国石油协会)重力流体或高含水率的情况下特别有效。esp的维护需求也很低。

3、esp用途广泛，因为它们可以处理各种各样的流量和提升需求。由于esp尺寸较小，因此esp可以安装在较小的井套管中。按每桶成本计算，esp也被认为是非常经济的。esp安装在井本身中的井下，减少了暴露在地面上的装备数量。这既美观又能有效降低噪音。另外，放置在套管中可以保护esp免受天气或入侵者造成的外部损坏。

4、esp可以由变频驱动器(vfd)或变速驱动器(vsd)驱动。出于本申请的目的，当使用术语vfd时，也旨在涵盖vsd。

5、当在远程位置操作时，vfd的功率通常由柴油发电机供应。在当前的现有技术配置中，柴油发电机的尺寸必须设计为使得能够供应启动esp所需的所有功率。对于通常的esp，启动时所需的涌入电流将是正常负载下运行马达所需电流的6至8倍。现有技术的柴油发电机还必须具有随着正常操作中流量条件的波动瞬时增加和减少vfd的功率并且进而增加和减少esp的功率的能力。当esp操作时，柴油发电机必须一直运行。因为柴油发电机在启动后必须保持在较低的负载下运行(即使当来自esp的功率需求减少时)，所以这导致了固有的低效率。在较低负载下运行还会导致排放量增加、另外的维护和差的电能质量性能。

6、所需要的是一种用于向esp供应功率的系统，所述系统能够在较低负载下高效地供应功率，如果柴油发电机关闭则继续供应功率并且在需要启动和其他较高负载需要时供应较高水平的功率。本发明满足了这些需要。

技术实现思路

技术特征：

1.一种用于向电动潜水泵提供电力的系统，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电动潜水泵用于井下石油生产操作。

3.根据权利要求1所述的系统，其还包括电连接在所述电池和所述变频驱动器中间的逆变器。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述发电机是150kva发电机并且所述电池是最大功率为672kw的电池。

5.一种用于向电动潜水泵提供电力的方法，所述方法包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述电动潜水泵用于井下石油生产操作。

技术总结
提供了一种用于向电动潜水泵提供电力的系统。该系统包括变频驱动器，该变频驱动器连接到马达。该马达机械地连接到该电动潜水泵。发电机和电池连接到该变频驱动器。该电池的尺寸适当地设计为使得在该电动潜水泵的启动操作期间和发电机维护期间，该电池可以为该变频驱动器供电。该系统包括用于检测何时来自该发电机的功率不足以满足该电动潜水泵的负载需求的装置。当这种情况发生时，该电池向该变频驱动器发送功率以满足该电动潜水泵的负载需求。该系统还包括用于当该电池下降到阈值水平以下时使用该发电机对该电池充电的装置。

技术研发人员：G·诺斯特,M·加拉格尔
受保护的技术使用者：G·诺斯特
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15