邱淑云（大慶油田有限責任公司第九采油廠）

LP/CJ T抽油機節(jié)能裝置的應用分析

邱淑云（大慶油田有限責任公司第九采油廠）

針對普通電動機效率低，無補償電容，銅損、鐵損大，浪費電以及無法快速調整參數(shù)等缺點，油田采用了L P/C J T系列抽油機節(jié)能拖動裝置。該裝置較好地避免了普通電動機的缺陷。文中簡要介紹了該裝置的原理,重點介紹了L P/C J T抽油機節(jié)能拖動裝置的現(xiàn)場應用情況，其應用效果明顯,具有較好的應用價值。

抽油機 電動機 節(jié)能 拖動裝置

由于抽油機的功率檔次有限，而每口油井的參數(shù)都不一樣，在選配抽油機和配用電動機時都留有一定的功率余量；隨著油田的深入開發(fā),油井產液能力在下降，抽油機的負荷也相應減小，這就造成了抽油機的實際負載率普遍偏低，大部分抽油機的負載率在20%~30%之間，最高也不會超過50%，形成“大馬拉小車”的現(xiàn)象。目前采油九廠普遍應用的是普通電動機，無電容補償器，在輕載運行時，電動機銅損、鐵損較大，導致電動機功率因數(shù)小，效率低，能耗大；普通電動機的啟動轉矩小，為了保證抽油機能夠正常啟動必須選用比抽油機正常運行時所需功率大的電動機，也造成了“大馬拉小車”的耗能局面；并且只有一種輸出功率，無法實現(xiàn)快速調整油井沖速。針對以上現(xiàn)象，采用了CJT抽油機節(jié)能裝置，CJT系列抽油機節(jié)能拖動裝置由Y CCH系列超高轉差率電動機和H Y-2系列節(jié)能控制部分組成，專門設計制造用于驅動游梁式抽油機.

1 節(jié)能裝置的結構及特點

節(jié)能拖動裝置主要由CJT電動機和JFD控制箱組成，JFD控制箱主要有以下五部分構成：保護器、空氣開關、交流接觸器、補償電容、轉換開關，見圖1。

節(jié)能裝置的特點：對供電容量需求降低40%，降低噸液電耗30%左右，提高抽油機系統(tǒng)效率10%~35%，泵有效沖程增加，相同沖速下產液量提高，延長抽油機設備的使用壽命。

2 節(jié)能裝置的節(jié)能原理

三相電源通過空氣開關“QF”、電動機綜合保護器“D D B”、交流接觸器“K M”、轉換開關“3LBB-63”對電動機供電。由“K M”及轉換開關“3LBB-63”的通斷來實現(xiàn)對電動機的控制。在空氣開關處并聯(lián)電容器，并與變壓器補償電容配套使用，實現(xiàn)在線動態(tài)補償，減少電動機及低壓線路的能耗。對電動機的高低速的控制，是通過轉換開關“3LBB-63”來實現(xiàn)的。

交流異步電動機的無功就地補償就是將補償電容器組直接與電動機并聯(lián)運行，電動機啟動和運行時所需的無功功率由電容器提供，有功功率則仍由電網提供，因而可以最大限度地減少拖動系統(tǒng)對無功功率的需求，使整個供電線路的容量及能量損耗以及開關設備和變壓器的容量都相應減小，大大提高了供電質量，從這個角度來說，容量減小就可以節(jié)能。

CJT電動機為雙速雙功率電動機（高速大功率，低速小功率），可以在油井供液能力大時用高速擋運行，提高單位時間產油量，在供液能力弱時，用低速擋運行，保證生產并且節(jié)約電量，從而達到節(jié)約電能的目的。

選取6口井安裝前后進行系統(tǒng)效率測試，測試結果見表1，安裝后與安裝前相比，上電流減小，下電流增大，有功功率增大，無功功率減小，視在功率減小，功率因數(shù)增大，系統(tǒng)效率增大。由此，可以看出，LP/CJT抽油機節(jié)能拖動裝置節(jié)能效果明顯。

表1 節(jié)能電動機應用效果統(tǒng)計

CJT電動機軟的機械特性造就了抽油機運行過程中電動機功率的有功分量和無功分量的變化，促使輸入功率的降低。普通電動機的T=f（s）機械曲線告訴我們，若負載超過Tmax，則電動機不能正常運行，因此，轉速在n～nH范圍變化較?。╪是指普通電動機最大轉矩對應的轉速，nH是指普通電動機額定轉矩對應的異步轉速）。而CJT電動機的機械轉動曲線告訴我們，T2st＞Tst，且速度變化范圍大，從0～nH均能運轉（T2st是指CJT電動機的堵轉轉矩，Tst是指普通電動機的堵轉轉矩）。抽油機固有的設計及運行特點與現(xiàn)場實際運行工況相比，不可避免地出現(xiàn)了“大馬拉小車”的不合理匹配。抽油機維持在PH點的負載，在現(xiàn)場從未出現(xiàn)過，絕大部分負載在電動機額定功率（指輸出功率）20%～30%左右。對普通電動機而言，如此運行，其效率和功率因數(shù)特低。對CJT電動機來講，由于曲線平坦，η及c o s?在負載變化情況下，其值變化不大，從而相對來講其η及c o s?高于普通電動機，致使有功功率降低，功率因數(shù)提高，減輕了電網及變壓器的負擔，降低了線路電能的損耗。

3 現(xiàn)場應用情況及效果分析

2003年12月至今，共應用79臺LP/CJT抽油機節(jié)能拖動裝置。應用效果如下：

另外，節(jié)能電動機還具有以下優(yōu)點：LP/CJT抽油機節(jié)能拖動裝置可以進行快速參數(shù)調整。截至目前已調參11口，相比普通電動機的調參，節(jié)省了大量的人力和物力；LP/CJT抽油機節(jié)能拖動裝置比普通電動機故障率低，能夠更好地確保正常生產。

平均每臺LP/CJT抽油機節(jié)能拖動裝置有效功率提高6.72k W，每年節(jié)省能耗58867.2k W h，79臺共節(jié)電4650508.8k W h，按每度電0.5元計算共節(jié)省費用232.52×104元。

電動機的系統(tǒng)效率和功率因素較高，節(jié)能效果明顯。

4 結束語

LP/CJT抽油機節(jié)能拖動裝置適合抽油機的運行工況，與普通電動機相比，不但給油田節(jié)省了大量的電能，而且提高了抽油機的利用效率，減少了機器故障率，更重要的是提高了油田的經濟效益。

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.03.014

邱淑云，1994年畢業(yè)于大慶石油學院，從事石油工程及油氣田生產運營管理工作，E-mail: yutang03@163.com，地址：黑龍江省大慶油田第九采油廠葡西作業(yè)區(qū)生產辦，163000。

2011-12-23）