抽油机井机采效率分析

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[摘 要]平方王油田地面系统的技术改造主要是在现有设备的基础上进行的，在日常管理工作中，已开展了调整“五率”、调参、盘根盒和皮带的松紧度调整等节能降耗措施，目前地面效率损失的主要环节在电机和抽油机。

中图分类号：TE933 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）36-0012-01

一、节能电动机

电动机节能技术的研究主要包括两个方面的内容：一是应用高效节能电机；二是应用电机节能控制柜.经过近几年的节能技术改造，平方王油田节能电机占总电机数的68%，其中绝大多数是超高转差率为代表的节能电机。为适应稠油井生产前、中、后期产液量的变化，该油田还推广使用电磁调速电机，以适时调整电机转速，满足产液量变化的需求。目前平方王油田一部分调速电机是由旧电机改造成的，自身损耗严重，另有一部分电机已修复过多次，均为老式非节能电机，无功损耗严重，工作效率低。

近几年油田范围内应用较为广泛的节能电机有变频调速电机、超高转差电机、电磁调速电机、稀土永磁电机、双功率节能电机等。超高转差率电机与普通电机相比，具有明显的优点.其启动电流小、对电网冲击少；启动扭矩大，可满足抽油机的启动要求；转差率高，适合抽油机周期性负荷变化的实际需求，可明显降低抽油机运行电流、油井载荷峰值，从而改善了机、杆、泵的配合，提高了泵的充满系数，增加产液量，使油井地面设备、井筒杆柱运行平稳，使用寿命延长；有较宽的负荷能力范围，能够根据油井载荷自动调节转速。与同等机型匹配、电机额定功率明显下降，在减少装机功率的情况下，仍能保证抽油机正常启动，有功节电率可达13%以上，系统效率提高2.4%。推广应用以超高转差率为代表的节能电机，可有效提高机采系统效率。

电磁调速电动机实质上是在普通电动机轴与负载轴之间增加一个电磁离合器，其传递扭矩随电磁离合器的励磁电流的大小而变化，励磁电流是根据电动机电流进行反馈控制的.在冲击载荷时，离合器滑差增大，而电动机本身不会发热，可空载启动.对于负载的变动，可借控制器的速度负反馈系统；自动调节离合器激磁电流，使输出轴转送基本上保持不变。这种电机除去励磁系统所消耗的能量，基本不节能，但能适应稠油井生产前、中、后期产活量的变化，可使系统达到较好的配合，降低了抽油杆和抽油泵的故障率，延长了检泵周期。

根据上述对比，为了提高系统效率，达到节能降耗的目的，应继续推广超高转差率电机并配套机械调速器，满足防砂井周期末产液量低、液面深，需要降低冲次避免出砂的工作要求。

二、节能控制柜

抽油机节能控制柜是电动机节能技术研究的主要方向之一，具有广泛的推广应用前景.目前油田应用的控制柜主要分为两类：一是常规控制柜，不具有节能作用，仅具有启停控制与缺相、过流、短路等故障保护控制功能，目前平方王油田80%油井应用的配电箱为普通电控柜；二是具有节能作用的控制柜，主要有调节电压和调节转速两种方式.

调压节能控制技术：采用高效微处理机与可控硅调压技术，根据抽油机运转时电动机负载率的变化，自动控制电动机定子的输入电压。当负载率较高时，转子输入较高电压，当负载率较低时，降低其子输入电压，从而降低电动机内部损耗，达到节能的目的.

变频调速节能控制技术：应用于抽油机井上的变频调速技术采用变频调速器、可编程控制器等硬件系统进行控制，采用软启动方法启动电动机，运用上下行程自动识别功能和抽油机上下行程电机频率调节功能改变抽油机上下行的速度和抽油机的冲次，使油井生产参数趋于合理，达到增产的目的.同时提高电机功率因数，降低了电机输入功率和无功损耗，达到节电的目的。

变频调速控制柜一次性投资较高，价格是调压节能控制柜的5倍，2004年在平方王油田推广应用调压节能控制柜3台。

三、抽油机

地面效率的损失除电动机外主要是皮带打滑和减速箱串轴磨损造成的功率损失.通过对串轴抽油机进行耗电测试，表明在相同工况条件下，串轴抽油机多耗29kwh/d。对老化严重抽油机进行技术改造，能节约大量能耗，据统计节电率为13%。

抽油机日常的维护和“五率”调整是提高系统效率的关键。如抽油机调节平衡度前后系统效率会发生明显变化，大庆油田曾针对抽油机平衡对输入功率的影响做过大量的室内试验，得出平衡度和输入功率的变化曲线，从图4和表5可以看出，当平衡度在85%左右时较省电。而在115K时，曲线出现一个极小值，与平衡度为85%时比较，输入功率稍高，因此于密度在80%-100%之间较为合理，而且欠平衡比过平衡好。

通过调平衡，可以消除负扭矩，减小抽油机的周期载荷系数，提高电动机的

工作效率，从而改善或减少抽油机拖动电机发电的情况，达到抽油机安全运行和节能的双重目的。

四、结论及认识

地面措施主要有选用超高转差率电机和节能控制柜，提高电机的节能效果以及更换带病运行的抽油机设备；应用地面螺杆泵混输工艺技术，降低井站口压力.井下措施主要有在油藏动态分析的基础上，动态调整注水，缓解开发矛盾，保证油藏供排平衡及单井的供液能力；应用防偏减磨技术降低杆管偏磨油井的功率损耗；应用井筒稠油降粘技术，降低抽油机负荷，提高油井产量；应用强制机械阀式泵提高稠油井的泵效；同时对全区待作业油井应用举升工艺优化设计软件进行优化设计，使杆柱组合、泵径选择、参数组合、沉没度的确定在满足设备能力和产量要求的条件下高效合理。

参考文献

[1] 中华人民共和国石油天然气行业标准，SY/T5793-93：机械采油系统效率计算方法（石油工业出版社），1994.