[實用新型]一種海上油田變頻變壓脈沖脫水電源

有效

• 申請號: 201720185036.0
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN206585470U
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 鄒萬勤;謝祥恩;張福亮;盧大艷;王繼良;李永豐;張金鵬;白俊;楊玉麟
• 申請（專利權）人: 中海油能源發展股份有限公司
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;C10G33/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 劉子文

技術領域

本實用新型涉及一種應用于原油電脫水領域的海上油田變頻變壓脈沖脫水電源，具體的說，是涉及一種頻率、電壓和脈寬比連續可調的高效電脫電源。

背景技術

電脫水器在海上油田原油處理系統中具有極其重要的作用，直接決定外輸原油的各項性能參數指標。海上油田現有的電脫水器通常采用交流電脫水處理工藝及其改進型交-直流電脫水處理工藝，存在耗電量大、處理能力小、處理效率低、不同物性原油適用性差、工藝控制要求高、極易跳閘等一系列問題。尤其是采用化學驅等三次采油技術措施后采出的原油，因含有大量的聚合物等化學藥劑，給電脫水器帶來了更大的脫水困難。

現有的高壓/高頻脈沖原油脫水電源是以大功率電子開關器件為核心，結合升壓變壓器開發的。該類型的電源裝置不能在較大的寬頻區間內使用，針對不同組分的原油難以達到最佳的脫水頻率；并且所有電氣參數檢測點為控制柜的輸出端，沒有體現電脫水器電極真實電氣運行數據，不利于實際生產監控、原油電脫水實驗研究和設備精準選型；所使用的升壓變壓器運行時損耗高，耗電量大，增加了油田運營成本。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種海上油田變頻變壓脈沖脫水電源，解決了現有的高壓/高頻脈沖原油脫水電源現場應用過程中存在的各種問題。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：

一種海上油田變頻變壓脈沖脫水電源，包括n個整流隔離調壓逆變單元和一個綜合控制單元，所述整流隔離調壓逆變單元由兩個整流隔離模塊和一個調壓逆變模塊組成；所述整流隔離模塊由一個整流電路和一個隔離電路構成，所述調壓逆變模塊由一個調壓電路和一個逆變電路構成。

所述整流電路采用三相三開關三電平拓撲結構和空間矢量法控制方式，并包括有高壓SiC和磁路密閉式電抗器。

所述隔離電路采用全橋軟開關拓撲結構。

所述調壓電路由同步整流高頻降壓式變換電路、高頻超低導通電阻功率器件、薄膜電容和磁路密閉電抗器組成。

所述逆變電路采用典型全橋拓撲結構和無源軟開關吸收電路。

所述綜合控制單元采用數字信號處理和現場可編程邏輯門陣列的數控系統。

與現有技術相比，本實用新型的技術方案所帶來的有益效果是：

1.本實用新型采用兩級架構、多單元串聯組合設計模式，保證較強的電氣適應性和擴容需要，實現電源矩形波交流脈沖輸出，輸出電壓幅值、頻率、脈寬比可以寬范圍連續調節，可以直接檢測電脫器電極上運行的電參數。

2.采用數字信號處理和現場可編程邏輯門陣列的數控系統優化設計，實現電源系統運行管理、狀態監測、歷史數據查詢等功能。

3.本實用新型電源及電源柜整套裝置模塊化設計、結構緊湊、可靠性高，高度集成化、小型化、工程化、快速維修性，滿足海上平臺環境和應用要求，利于海上油田現場靈活使用。

附圖說明

圖1為本實用新型原理框圖。

圖2為整流隔離模塊的原理框圖。

圖3為調壓逆變模塊的原理框圖。

具體實施方式

為能進一步了解本實用新型的發明內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下：

請參閱圖1，一種海上油田變頻變壓脈沖脫水電源，采用兩級架構、多單元串聯組合設計模式，包括n個整流隔離調壓逆變單元1和綜合控制單元4；在本實施例中，整流隔離調壓逆變單元1包括整流隔離模塊2、調壓逆變模塊3；整流隔離調壓逆變單元1的數量n由原油電脫水器電場強度設計值確定。

本實施例的工作原理：

在整流隔離模塊2中，380V AC/50HZ的交流電通過低壓輸入端5輸入整流電路7，經過電感9儲能，波形為三相正弦波，進入由二極管10組成的三相二極管整流橋，將交流過零380V整流成直流電壓，同時場效應管11與電感共同作用，以高頻工作狀態保證電感儲能和放電，電容12平滑濾波，電壓為750V直流電壓。流入隔離電路8，場效應管將直流750V電壓逆變成交流750V的交流方波，工作頻率100kHz；經過電感和電容諧振作用，保證場效應管工作在軟開關狀態。經過變壓器13隔離，二極管整流橋將100kHz的交流方波整流成直流電壓，經過電容平滑濾波，電壓為750V的直流電壓。