吐哈油田抽油机系统节能技术研究及应用.docx

吐哈油田抽油机系统节能技术研究及应用李东海颜丙山王宝阳赵春艳周长英梁月平 (吐哈油田公司机械厂)摘要：节能抽油机、电动机及控制装置在吐哈油田已经得到广泛的试验和推广应用，就近年来在吐哈油田抽油机节能产品技术研究及应用情况进行总结，以发挥对抽油机节能产品现场推广应用的指导作用。 关键词：抽油机节能电动机控制装置应用试验刖舌国内油田多为低渗透、低产油田，抽油机驱动电机耗电电费在石油开采成本中占了相当大的比例。据资料统计，我国各油 田在用抽油机在10万台以上，电动机装机总容量3000MW，每年耗电量逾105亿度，电费接近100亿元。抽油机由机械设备和电气两大部分组成。其中，机械部分由带传动、减速器、四杆机构、驴头钢丝绳等组成；电气部分主 要为电机和控制系统组成。因此，抽油机效率也由机械传动效率、电气效率两部分组成。抽油机系统节能技术方面研究也主要 涉及节能型抽油机研制和电气节能技术两方面。节能塑抽油机研究主要从寻找一条趋于平直、均方根扭矩值最小的曲柄净扭矩曲线，也就是通过改善平衡重量或配重位置 的变化，使平衡扭矩与油井载荷尽可能相抵消，实现有功节能。电气方面则是从新型电动机、节能装置的研制，降低电机装机 功率、提高电机功率因数、降低抽油机无功损耗，实现节能降耗。1吐哈油田节能抽油机技术现状截至2011年12月30日，吐哈油田共有抽油机2002台，全部是节能型抽油机。其中，弯游梁抽油机占到85％，下偏复合平衡抽油机、双驴头抽油机占14％，立式抽油机仅处在推广试验阶段。根据国内权威的抽油机制造企业(渤海装备制造公司)提供的5种常见抽油机节能技术参数可以确定，弯游梁抽油机是国内外 节能效果最好的几种游梁式抽油机之一。具体数据见表1。口lI”在2008年，中石油对吐哈油田649台抽油机进行节能监测。在抽样比例占到近40％、平衡度仅44．84％达标情况下，抽油机井 的系统效率27．196、功率因数0．58均获得较高的指标。总体来看，吐哈抽油机系统节能水平较高，处于国内各油田先进行列。同时，这进一步说明弯游梁、下偏复合平衡抽油机节能效果好。表1常见游梁式抽油机节能效果同时，也看到：1)在温米、鄯善稀油井中，低产液井占开井数的25．2％，因产液量低，连续抽吸情况下低产井吨液电耗较高，J捌42kW．h．t以上。2)鲁克沁稠油井因超重型抽油机配备大功率异步电动机，正常工作时负债率低，造成功率因数较低。因此，在已使用节能抽油机的基础上，稀油、稠油井仍迫切需要应用节能电动机、控制柜，进一步提高功率因数、降低吨 液电耗，针对低产井、间开井也迫切需要配套间抽控制柜减少无谓电耗。5892吐哈油田节能电动机技术对比分析吐哈油田试验、应用过的抽油机驱动电动机较多，主要以Y系列异步电动机、稀土永磁同步电动机、CJT节能拖动装置为 主，并且永磁电机已经逐渐替代Y系列异步电机。2．1稀土同步永磁电机目前，吐哈使用的稀土同步永磁电机主要是浙江中龙的YNYC系列的产品。从8型抽油机15kW电机一直到14型抽油机的37kW电动机。永磁同步电动机，效率高、启动转矩大、功率因数高，符合抽油机启动扭矩大、正常运转小的惯性特征。 吐哈油田于2006年开始试验和推广使用同步永磁电动机。目前，新装抽油机普遍配备该电机。对推广使用永磁电机的117台抽油机进行了节能监测。节能效果如下表3。 通过对同步永磁电动机的节能效果的测试和有关技术资料表明：该电动机是目前最有发展前景的电动机，既降低电机的装机功率，又可以降低电机的运行损耗，综合节电达N6．52％。表2稀土同步永磁电动机节能效果2度有功耗电量(kwh／284．90301．10—16．2—5．7％t．100m)平均吨液百米提升高3度无功耗电量(kvarh／726．1098．38627．72—86．44％t．100m)垒箜金堇皇室===鱼：主2丝2．2 CJT节能拖动装置c／r系列抽油机节能拖动装置可配备YCCH(超高转差，转差率12％)、YCH(高转差，转差率7．596)两系列三相异步电动机，以及CK型抽油机控制箱。在温米、鄯善、丘陵油田有少量的试验。根据油田节能检测验证：1)CJT拖动装置具有(超)高转差率，应用于抽油机系统后可减小了启动过程的抽油机、杆的冲 击载荷；2)具有较大的堵转扭矩倍数和低的堵转电流，符合抽油机惯性启动的特性；3)多功率输出，可根据抽油机实际负载情况进行电机功率一定范围的调节，提高电机的负载率，综合节能效果达到15％。2．3综合对比分析结论Y系列异步电动机、TNYC永磁电动机，以及CTJ拖动装置配套的YCH、YCCH高转差电动机的综合对比见下表3。 可以得出以下结论：CJT节能拖动装置与现在使用永磁电机节能效果相当。但CJT电动机具有(超)高转差率、多功率输出优点，综合指标更好。在设备投资上，Err拖动装置、TNY