节能降耗技术在抽油机井的应用.doc

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1、节能降耗技术在抽油机井的应用尹喜勇张志超罗兰强丛德军(大庆油田有限责任公司第九采油厂)摘要：本文针对抽油机井能耗高的问题，对油田应用的节能技术进行了分析、评价及合理优化，以指导抽油机井节能技术的推广应用，达到降低成本、提高经济效益的目的。主题词:抽油机井;节能技术;合理匹配1前言截止2000年9月底，全油田共有抽油机井26803口，占采油井总数的91.3%，年耗电约20.4×108kW.h，占全油田油气生产用电量的23.43%。所以搞好抽油机井节能降耗工作是降低成本、提高经济效益的必要条件和有效途径。2目前抽油机井应用的节能技术目前

2、抽油机井应用的节能技术主要是在地面部分，并且主要是针对抽油机的结构及其拖动装置（电机和配电箱）的性能来开展的。抽油机节能技术分为两类：一类是节能抽油机，主要是通过降低减速箱峰值扭矩，使电机功率下降，有双驴头抽油机、偏轮抽油机、低矮型抽油机、摩擦转向式抽油机和摆杆式抽油机。另一类是对常规抽油机进行节能技术改造。抽油机拖动装置节能技术也分为两类：一类是节能电机，主要有永磁电机、高转矩电机、变频调速电机和一体化拖动装置。另一类是节电箱，主要是控制电机定子绕组Y--△转换调压和采用功率因数控制器调压以及无功功率补偿。2.1节能抽油机1999

3、年在第四采油厂一矿601地区的106口抽油机井上对在用的双驴头抽油机、偏轮抽油机、低矮型抽油机、摩擦转向式抽油机和摆杆式抽油机的节能效果进行了现场测试，见表1。表1抽油机节电性能对比表抽油机类型生产厂家主要结构特点使用范围节电率（%）偏轮抽油机华北二机厂以偏轮为中心的六连杆中高载荷、中低冲次，平衡好28.9双驴头抽油机华北一机厂大庆总机厂大庆二机厂变参数四连杆，尾轴软连接中低载荷、低冲次，平衡好25.0摆杆式抽油机大安石油机械厂曲柄--摆杆带动摇摆机构运动中高载荷、中低冲次，平衡好20.9低矮型抽油机牡丹江大庆二机厂双驴头,尾轴硬连

4、接低载荷、低冲次，平衡好16.0摩擦换向抽油机沈阳金田吊重平衡,纲丝摩擦传动冲次、冲程连续可调14.0双驴头抽油机节能原理：该机以常规抽油机为基础,对四连杆机构进行了改进，采用变径圆弧状游梁后臂，游梁与横梁间采用柔性连接件等特殊结构。由于变参数四连杆机构的作用，使其扭矩变化接近正弦规律，静扭矩波动较小，从而达到节能的目的。偏轮抽油机节能原理：该机在常规游梁抽油机后臂增设两根杆件，其端部与游梁后端、连杆铰接构成六连杆机构，这种机构改善了抽油机的平衡效果，使输出扭矩峰值大幅度降低，从而达到降低电机额定功率，避免“大马拉小车”的目的。第一

5、采油厂通过试验对比：双驴头抽油机和常规抽油机相比，系统效率提高8.22%;偏轮抽油机和常规抽油机相比，系统效率提高10.2%。其它类型的抽油机也都具有各自的优点。如ZXC12直线抽油机节电效果也较好，但链条机构可靠性5作者简介：尹喜勇（1965-），男，工程师，现从事油田生产管理工作。差。异相曲柄抽油机、前置式抽油机都在不同程度上改善了减速箱的峰值扭矩，但节能效果不明显，和常规抽油机相比节电率在12%左右。从中选出节能效果较好的双驴头抽油机、偏轮抽油机作为推荐机型。2.2节能拖动装置2.2.1节能电机目前约70%的抽油机电机平均负载

6、率小于40%，运行效率低于80%，“大马拉小车”现象较普遍，使配电线路的功率因数降低，配电线路网损增大。造成这一现象的原因是游梁式抽油机是一个四连杆机构，启动时静载力矩较大，正常工作时驴头悬点载荷是交变的，其负荷特性也是交变的。电机的电流、功率、功率因数随着抽油杆上下冲程的变化而变化，为了克服启动时负载的静载力矩，对于普通的Y系列电机只得加大容量，这就造成了“大马拉小车”。为解决这一问题，应用了高转矩电机、超高转差电机、永磁同步电机、一体化拖动装置等节能技术。节能电机节电原理：（1）高转矩电机是机座为一整体式、内部为独立双定子结构、

7、转子同轴的复式电机。该电机启动时为双电机工作，启动后正常工作时，只用一台单机工作。电机可在外电路控制下依负载变化而自动停止或启动。（2）超高转差电机通过增加转子电阻提高电机的转差率，使电机在重负荷时速度下降，扭矩增加；轻负荷时速度上升，扭矩减小，速度变化范围大于12%。该电机启动电流小，启动扭矩大，装机容量和普通电机相比降低约40%。（3）永磁同步电机采用异步启动，同步工作方式，由于转子转速与定子旋转磁场完全同步，无转差损耗，且转子不需外加励磁电源，无励磁损耗，因此具有功率因数高，启动力矩大等特点。不同节能产品，在不同工况下，节能效

8、果存在很大不同。为此，2000年在第九采油厂建立了模拟试验井，工作流程是以水为介质，在井筒和地面测试装置中形成循环回路，通过计量设备及仪器仪表对有关测试参数进行计量，从而对待测产品及设备进行全面准确的能耗评价。2000年对三类六种电机