Aplicação de motores de frequência variável (VFD) em bombas submersíveis elétricas (ESP)

Os motores de frequência variável (VFDs) desempenham um papel fundamental na otimização do desempenho das bombas submersíveis elétricas (ESP) na produção de campos petrolíferos.Os VFD permitem a regulação de velocidade sem passos dos motores submersíveis, combinando dinamicamente a capacidade de descarga da bomba com o abastecimento de fluido do poço.especialmente em poços com propriedades de fluidos variáveis, tais como viscosidade e teor de gás.

Princípios técnicos e benefícios

1. Eficiência energética: Os VFDs reduzem o consumo de energia ao otimizar a velocidade do motor para evitar sobrecarga, melhorando assim a eficiência do sistema.
2. Adaptação dinâmica: Os ajustes de frequência em tempo real permitem que os ESP mantenham uma operação estável sob condições flutuantes de poço, aumentando a confiabilidade.
3. Extensão da vida útil do equipamento: Através da mitigação do esforço mecânico e da redução dos arranques/paradas abruptos, os VFD prolongam a vida útil dos motores e das bombas.

Aplicações e desafios da indústria

• Caso de plataforma offshore: Nos campos petrolíferos offshore de Penglai 19-3, foram implantados VFDs de média tensão PowerFlex 7000 da Rockwell Automation para acionar ESPs. Estes sistemas permitem uma economia de energia significativa e uma operação estável. though challenges like high-order harmonics (which increase copper and iron losses) and end overvoltage (due to long cable transmission) require mitigation through passive filters or motor design optimization.
• Gestão Harmónica: Os harmônicos induzidos por VFD exigem filtragem avançada ou ajustes nos parâmetros do motor (por exemplo, reatância de vazamento da ranhura) para proteger os sistemas de isolamento.

Conclusão
A integração de VFDs com ESPs representa uma solução avançada nos sistemas de elevação artificial de campos petrolíferos, equilibrando a eficiência energética, a estabilidade operacional e a durabilidade dos equipamentos.Avanços contínuos na tecnologia VFD, tais como inversores de vários níveis e supressão harmônica, aumentam ainda mais a sua aplicabilidade em ambientes complexos de poços.

Esta descrição sintetiza a terminologia técnica, as práticas do setor e os estudos de caso para fornecer uma visão geral abrangente em inglês das aplicações VFD em sistemas ESP.