張鵬（吐哈油田公司技術(shù)監(jiān)測(cè)中心）

DFJ-YC型抽油機(jī)高效節(jié)能設(shè)備在油井上的應(yīng)用

張鵬（吐哈油田公司技術(shù)監(jiān)測(cè)中心）

為了有效降低機(jī)采系統(tǒng)電耗，吐哈油田公司投入大量資金進(jìn)行抽油機(jī)節(jié)能技術(shù)改造。根據(jù)油田公司抽油機(jī)節(jié)能裝置應(yīng)用的現(xiàn)狀，在鄯善采油廠低產(chǎn)液油井上試驗(yàn)了DFJ-YC型油田抽油機(jī)高效節(jié)能設(shè)備，并抽查了安裝此設(shè)備的10口抽油機(jī)井?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果表明，其系統(tǒng)效率提高了7.11%，功率因數(shù)下降0.07，綜合節(jié)電率達(dá)到33%左右，起到了較好的節(jié)能效果。

抽油機(jī)高效節(jié)能設(shè)備節(jié)能

機(jī)械采油耗電量占采油廠一半以上，是用電耗能的大戶，抽油機(jī)低產(chǎn)液空抽易造成機(jī)械磨損和電能的浪費(fèi)。目前產(chǎn)液量小于3～4t的抽油井較多，泵效低于30%。因沖程受機(jī)型制約，可調(diào)范圍小，主要尋求通過降低抽油機(jī)沖速來滿足油井沖速匹配要求的辦法。抽油機(jī)帶負(fù)載啟動(dòng)時(shí)，為了保證足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和一定過載能力，不得不按抽油機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩來選配電動(dòng)機(jī)；而抽油機(jī)正常運(yùn)行所需平均功率并不大，負(fù)荷率最高也不超過30%，這導(dǎo)致抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)負(fù)荷率很低［1］。

1　DFJ-YC型抽油機(jī)高效節(jié)能設(shè)備簡介

1）DFJ-YC型抽油機(jī)高效節(jié)能傳動(dòng)裝置由輸入、減速、輸出三部分組成。以小功率電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)力，采用皮帶輪傳動(dòng)方式使電動(dòng)機(jī)的輸出軸與減速器的輸入軸固定相連，減速器的輸出軸上配套安裝皮帶輪，只需要確定電動(dòng)機(jī)皮帶輪尺寸就能達(dá)到降低沖速的目的。

2）采用內(nèi)置超越離合結(jié)構(gòu)，阻止（抽油機(jī)）設(shè)備的反向發(fā)電，減少對(duì)電網(wǎng)的諧波影響并降低損耗。

3）DFJ-YC型抽油機(jī)高效節(jié)能設(shè)備的出口皮帶輪直徑加大，提高了傳輸皮帶的包角度，防止皮帶打滑和撕裂。

2　工作原理

根據(jù)已配減速箱傳動(dòng)比、減速箱皮帶輪直徑、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)能傳動(dòng)裝置減速比，抽油機(jī)要求達(dá)到的沖速，在允許的條件下確定減速電動(dòng)機(jī)的皮帶輪直徑，降低抽油機(jī)沖速，確定合理抽汲參數(shù)，提高泵效。

設(shè)置液力減速力矩提升機(jī)構(gòu)，采用高效傳動(dòng)力矩結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)設(shè)備總動(dòng)力源的應(yīng)用力矩，使設(shè)備完全能夠在各種條件和環(huán)境下拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)行，尤其在稠油井與含沙油井上應(yīng)用。采用電動(dòng)機(jī)匹配高傳動(dòng)效率的變速箱，增加電動(dòng)機(jī)的出力力矩，既滿足了系統(tǒng)啟動(dòng)所需的動(dòng)力，又能滿足運(yùn)行過程中所需的動(dòng)力。

根據(jù)油田的實(shí)際原油流量情況，確定合適的減速比例，可以快捷調(diào)整需要的抽油機(jī)沖速：出油量大時(shí)用電動(dòng)機(jī)的高速檔（7～12min-1）；出油量變小時(shí)用電動(dòng)機(jī)的中速檔（3～6min-1）；出油量斷續(xù)時(shí)用電動(dòng)機(jī)的低速檔（0.5～2min-1）。

3　應(yīng)用效果

鄯善采油廠于2012年試驗(yàn)安裝DFJ-YC型抽油機(jī)高效節(jié)能設(shè)備14臺(tái)，主要應(yīng)用于地層壓力下降、供液不足產(chǎn)量低、含水高的抽油井上。

2012年4月至5月期間，依據(jù)SY/T6422—2008《石油企業(yè)節(jié)能產(chǎn)品節(jié)能效果測(cè)定》標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求，對(duì)14口安裝了DFJ-YC型抽油機(jī)高效節(jié)能設(shè)備的抽油井進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抽查監(jiān)測(cè)，抽測(cè)的10口井，有6口井為12型抽油機(jī)，4口井為14型抽油機(jī)，測(cè)試比對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果見表1至表2。

1）在運(yùn)行中，降低了抽油機(jī)的沖速，避免因沖速過高影響系統(tǒng)效率，保證了抽油機(jī)的高效運(yùn)行。抽油井的工作參數(shù)選擇不當(dāng)會(huì)對(duì)泵效產(chǎn)生負(fù)面影響，一旦參數(shù)過大，理論排量大于油層供液，造成供不應(yīng)求現(xiàn)象，泵效自然達(dá)不到生產(chǎn)要求。

表1　10口井更換小功率電動(dòng)機(jī)安裝前后工況對(duì)比

表2　10口井更換小功率電動(dòng)機(jī)安裝后節(jié)電效果

2）減速裝置的使用，降低了抽油機(jī)全系統(tǒng)的運(yùn)行速度，減輕了傳動(dòng)、運(yùn)行部分的疲勞和磨損（皮帶、抽油桿），延長了機(jī)械壽命，提高了機(jī)械運(yùn)行的平穩(wěn)性、安全性和經(jīng)濟(jì)性。

3）從測(cè)試結(jié)果可以看出，安裝前平均沖速2.96min-1，安裝后平均沖速1.65min-1，沖速下降了1.31min-1；安裝前平均系統(tǒng)效率9.78%，安裝后平均系統(tǒng)效率16.89%，系統(tǒng)效率提高了7.11%；安裝前平均功率因數(shù)0.492，安裝后平均功率因數(shù)0.421，功率因數(shù)下降0.07。抽測(cè)的10口抽油機(jī)井平均有功節(jié)電率為33.45%，平均無功節(jié)電率為27.52%，平均綜合節(jié)電率為33.09%。在產(chǎn)液量變化不大、不影響產(chǎn)量的情況下，節(jié)約了電能。

4）使用該節(jié)能裝置后，功率因數(shù)有所下降，無功功率增加，這是因?yàn)橹笆褂猛接来烹妱?dòng)機(jī)，后期安裝的節(jié)能拖動(dòng)裝置控制柜無補(bǔ)償所致。

4　經(jīng)濟(jì)效益

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果顯示，抽油機(jī)噸液百米耗電量下降1.1kWh，1口抽油機(jī)井平均按每年產(chǎn)液720t計(jì)算，這10口井每年節(jié)約電量190080kWh，合計(jì)節(jié)約電費(fèi)13.68萬元/年。減少了不必要的電能損失，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

5　結(jié)論及建議

1）抽油機(jī)低沖速減速技術(shù)在采油廠地層壓力下降、供液不足的抽油井上有較好的應(yīng)用前景。

2）DFJ-YC型油田抽油機(jī)高效節(jié)能設(shè)備安裝方便，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，節(jié)能效果突出。

3）建議抽油機(jī)低沖速減速技術(shù)多用于采油廠產(chǎn)量低、含水高的冬關(guān)井或間抽井上，保證連續(xù)生產(chǎn)作業(yè)。

［1］倪振文，齊軍，郝建華.游梁式抽油機(jī)的電機(jī)調(diào)速技術(shù)［J］.石油礦場(chǎng)機(jī)械，2001，30（5）：46-49.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.002.012

2014-11-10）

張鵬，工程師，2008年畢業(yè)于重慶科技學(xué)院（電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)），長期從事節(jié)能監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)工作，E-mail：pm398740692@qq.com，地址：新疆鄯善火車站鎮(zhèn)吐哈油田公司技術(shù)監(jiān)測(cè)中心節(jié)能監(jiān)測(cè)站，838202。