黃炯舟（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

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抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)負(fù)載自動(dòng)跟蹤節(jié)能器應(yīng)用效果探討

黃炯舟（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

摘要：在油田生產(chǎn)中，抽油機(jī)是使用最多的耗能設(shè)備，其電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率普遍較低，造成很大的能源浪費(fèi)，采用節(jié)能型電動(dòng)機(jī)可提高抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的效率，但各種節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用范圍受到一定限制。利用配備微處理器的數(shù)控技術(shù)，利用其系統(tǒng)內(nèi)節(jié)電優(yōu)化控制軟件，對(duì)于電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中的電流和電壓進(jìn)行適時(shí)的調(diào)整，在保證電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不改變的前提下，精確匹配負(fù)載需求和輸出轉(zhuǎn)矩，從而減少電動(dòng)機(jī)輕載或半載時(shí)的電能消耗。

關(guān)鍵詞：抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)負(fù)載；節(jié)能器；智能補(bǔ)償；軟啟

引言

相關(guān)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，目前我國(guó)油井中依然有50%～60%都采用常規(guī)型游梁式抽油機(jī)，這種抽油機(jī)不僅效率低，且能耗大（消耗油田總耗電量的20%～30%）。例如，大慶油田在中期和后期的高含水采油階段，產(chǎn)液量的不斷提高，原油穩(wěn)產(chǎn)是以注水開采為前提的，這樣就使得抽油機(jī)的系統(tǒng)能耗大幅增加，進(jìn)而增加了油田總能耗以及采油成本[1]。在薩北開發(fā)區(qū)，有占油井總數(shù)的66.4%的抽油機(jī)井，據(jù)統(tǒng)計(jì)共有2867口，其系統(tǒng)效率平均值僅為31.6%，無論在能耗還是效率方面，都存在改進(jìn)和提升的空間。因此，在保證原抽油機(jī)運(yùn)行特性不改變的的前提下，引入新型設(shè)備，解決抽油機(jī)負(fù)荷變化范圍大，變化周期快，在往復(fù)過程中存在能量反饋現(xiàn)象。所以，推廣應(yīng)用抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)負(fù)載自動(dòng)跟蹤節(jié)能器，可以明顯減少因抽油機(jī)功率因數(shù)低，以及供電線路長(zhǎng)造成的能耗損失，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

1　技術(shù)簡(jiǎn)介

抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)負(fù)載自動(dòng)跟蹤節(jié)能器，是通過控制交流電路的通斷，實(shí)現(xiàn)電容的自動(dòng)投切。主要由控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)2個(gè)部分組成（圖1）。控制系統(tǒng)：其作用是對(duì)于無功功率中的無功電流分量進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)于電流、電壓、功率因數(shù)進(jìn)行綜合監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)、分解、判斷電流無功分量，以此作為投切電容的標(biāo)準(zhǔn)[2]。執(zhí)行機(jī)構(gòu)：采用大功率晶閘管與大功率整流2極管并聯(lián)，作為1種交流電子開關(guān)，接受控制網(wǎng)絡(luò)觸發(fā)信號(hào)，代替有觸電交流接觸器投切電容的整流2極管并聯(lián)，可接收網(wǎng)絡(luò)觸發(fā)信號(hào)，從而取代有觸電交流接觸器投切電容。

圖1　抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)跟蹤節(jié)能器控制原理

2　技術(shù)特點(diǎn)

2.1智能補(bǔ)償

這種高性能的微處理器芯片，可以有效解決由抽油機(jī)低負(fù)載率造成的效率低和功率因數(shù)問題，系統(tǒng)自帶的專用優(yōu)化控制軟件可適時(shí)、適當(dāng)?shù)貙?duì)于設(shè)備電容投切進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。單片機(jī)具有能耗低、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、控制能力強(qiáng)、抗干擾性好等優(yōu)點(diǎn)，使分參數(shù)、分機(jī)控制成為可能，并連接其他控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化、智能化。

2.2動(dòng)態(tài)跟蹤

控制器能適時(shí)、適當(dāng)?shù)貙?duì)于電動(dòng)機(jī)的供電電壓與電流進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，利用動(dòng)態(tài)跟蹤與優(yōu)化控制可精確匹配電動(dòng)機(jī)的負(fù)載和輸出功率，從而動(dòng)態(tài)跟蹤抽油機(jī)的負(fù)載，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

2.3軟啟、軟停

能夠使電動(dòng)機(jī)連續(xù)平滑地啟動(dòng)，可靈活控制停電后自啟動(dòng)電流的大小，使電網(wǎng)電壓質(zhì)量和電動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件得到根本改善，減少系統(tǒng)故障，還能降低電動(dòng)機(jī)運(yùn)行溫度，使電動(dòng)機(jī)的維護(hù)量及沖擊電流對(duì)電動(dòng)機(jī)絕緣的破壞大幅減少從而延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命；全面的保護(hù)功能與自動(dòng)故障重啟功能，使系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性大幅提高。

2.4無弧投切

在節(jié)能器執(zhí)行系統(tǒng)中，利用晶閘管無觸點(diǎn)開關(guān)杜絕因快速、頻繁的投切產(chǎn)生的噪聲、熔焊、電弧等問題，有限縮短電容器投切的暫態(tài)過程，解決了過電壓與沖擊電流的問題，使電容分級(jí)補(bǔ)償能夠一步到位。除此之外，晶閘管無觸點(diǎn)開關(guān)的通斷次數(shù)可超過100萬次，從而使設(shè)備的穩(wěn)定性與安全性大幅提高。

3　現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

截至目前，某廠共試驗(yàn)應(yīng)用抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)負(fù)載自動(dòng)跟蹤節(jié)能器224臺(tái)，使用后平均有功功率降低了1.3 kW，節(jié)電率為12.3%，單井平均日節(jié)電31 kWh，系統(tǒng)效率提高了1.6%，年累計(jì)節(jié)電量253.5×104kWh。

表1　抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)負(fù)載自動(dòng)跟蹤節(jié)能器效果

4　結(jié)論

1）抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)負(fù)載自動(dòng)跟蹤器可提高抽油機(jī)系統(tǒng)效率，降低能耗，具有較好的應(yīng)用前景。

2）此技術(shù)推廣應(yīng)用方便，節(jié)能效果明顯，同時(shí)可提高抽油機(jī)管理水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]李鵬飛.抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)負(fù)載自動(dòng)跟蹤節(jié)能器推廣應(yīng)用[J].科技視界，2013，25（8）：128.

[2]王鈞科，王平，楊紹輝，等.抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)節(jié)能保護(hù)器在隴東油田的應(yīng)用[J].節(jié)能與環(huán)保，2007（11）：49-51.

（編輯王艷）

運(yùn)輸公司2015年放空天然氣回收總量再獲新突破

截至2015年8月10日，運(yùn)輸公司所屬沙運(yùn)司2015年放空天然氣回收再獲新突破，回收總量較2014年同期增長(zhǎng)了5300×104m3。自2009年放空天然氣回收項(xiàng)目運(yùn)行以來，沙運(yùn)司累計(jì)回收的天然氣總量可供275萬個(gè)家庭使用1年，為下游用戶生產(chǎn)、生活用氣需求提供了保證。

2015年以來，塔里木油田塔中區(qū)塊勘探開發(fā)力度持續(xù)擴(kuò)大，沙運(yùn)司抓住機(jī)遇，與甲方積極溝通協(xié)調(diào)，陸續(xù)建成并投產(chǎn)了TZ82-H4、TZ62-H8、ZG262等4個(gè)新的放空天然氣回收站，運(yùn)行站點(diǎn)達(dá)到24個(gè)，日回收量（90~95）×104m3，為放空天然氣回收產(chǎn)量持續(xù)提升打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。目前，TZ623回收站正在加緊施工中，投產(chǎn)之后，放空天然氣日回收產(chǎn)量將再上一個(gè)新臺(tái)階。

目前，塔中運(yùn)行的24個(gè)放空天然氣回收站已有20個(gè)回收站納入管輸系統(tǒng)，管輸天然氣已占回收總量的95%以上。沙運(yùn)司將進(jìn)一步加強(qiáng)統(tǒng)籌規(guī)劃和協(xié)調(diào)組織，持續(xù)開拓放空天然氣回收市場(chǎng)，優(yōu)化放空天然氣回收計(jì)劃方案，確保放空天然氣回收工程安穩(wěn)長(zhǎng)效運(yùn)行。

來源：中國(guó)石油網(wǎng)付亞榮供稿

收稿日期2015-09-28

作者簡(jiǎn)介：黃炯舟，2010年畢業(yè)于綏化學(xué)院，從事機(jī)采管理工作，E-mail：154953751@qq.com，地址：黑龍江省大慶市第三采油廠第一油礦地質(zhì)隊(duì)，163000。

DOI:10.3969/j.issn.2095-1493.2016.02.009