胡宇舟 莊潮 鄒超 謝豐 高謝棟（長(zhǎng)慶油田分公司第九采油廠，寧夏 銀川 750006）

超低滲透油田采油系統(tǒng)節(jié)電技術(shù)應(yīng)用

胡宇舟 莊潮 鄒超 謝豐 高謝棟（長(zhǎng)慶油田分公司第九采油廠，寧夏 銀川 750006）

超低滲透油田單井產(chǎn)能低，采油系統(tǒng)能耗居高不下，隨著國(guó)際油價(jià)持續(xù)走低，成本壓力劇增，而電費(fèi)支出占總成本的25%以上，挖潛潛力巨大。故推廣各項(xiàng)成熟的節(jié)電技術(shù)，是超低滲透油田勢(shì)在必行的節(jié)能舉措。本文通過對(duì)姬塬超低滲透油田采油系統(tǒng)中節(jié)電技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行總結(jié)，歸納出幾種常用技術(shù)的應(yīng)用范圍及其特點(diǎn)，旨在為后期推廣提供應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。

采油系統(tǒng)；節(jié)電技術(shù)；節(jié)電效果

1 采油設(shè)備設(shè)施使用情況

該區(qū)主要應(yīng)用的是游梁式抽油機(jī)，現(xiàn)開油井共523口，其中間開233口井，平均產(chǎn)液量為1.70m3∕d，月耗電量198萬(wàn)kw.h，采油系統(tǒng)電量約占總用電量的55%。

采用游梁式抽油機(jī)—有桿抽油泵采油系統(tǒng)。機(jī)型以CYJW10-3-37為主，各類電機(jī)總功率6800Kw，其中普通三相異步電機(jī)423臺(tái)，占81%。電機(jī)平均輸入功率3.8Kw，單井平均耗電91kw.h∕天。采油系統(tǒng)具有設(shè)備多，但單臺(tái)設(shè)備功率低的特點(diǎn)，這也限制部分節(jié)電技術(shù)的應(yīng)用推廣。

2 采油系統(tǒng)節(jié)電措施及效果

2.1 推廣節(jié)能電機(jī)

該區(qū)于2008年大規(guī)模投產(chǎn)，投產(chǎn)后設(shè)備設(shè)施未進(jìn)行批量更新，仍然以15Kw普通三相異步電機(jī)為主，電機(jī)啟動(dòng)電流大，功率因數(shù)0.35，平均輸入功率3.8Kw，能耗高。因大規(guī)模節(jié)能電機(jī)更新費(fèi)用較大，故該區(qū)對(duì)高耗能普通三相異步電機(jī)實(shí)施逐年更替。

2015年推廣使用高轉(zhuǎn)差電機(jī)51臺(tái)，更替過程中一是用較小容量的電機(jī)取代目前較大容量的普通電機(jī)做到合理的功率匹配，從而減少其固定損耗。且高轉(zhuǎn)差電機(jī)具有平坦的效率特性曲線，在抽油機(jī)上運(yùn)行比普通電機(jī)可獲得較高的平均效率；二是發(fā)揮高轉(zhuǎn)差電機(jī)的特性，大大減少乃至消除電機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)電狀態(tài)，減少能量因無(wú)益?zhèn)鬟f過程中的損耗。對(duì)比三相異步電機(jī)，使用高轉(zhuǎn)差點(diǎn)擊后下沖程峰值電流由16.26A↓9.01A，上沖程峰值電流由20.68A↓14.66A，平均節(jié)電率為16%。但該電機(jī)為非變頻電機(jī)，不能通過變頻柜直接控制調(diào)節(jié)抽油機(jī)生產(chǎn)參數(shù)。

2.2 電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償，提高功率因數(shù)

無(wú)功補(bǔ)償所用到的物理原理是將容性負(fù)荷與感性負(fù)荷進(jìn)行并聯(lián)，并將它們放在同一系統(tǒng)中,使二者能夠互相進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換。因此，便能使感性負(fù)荷所需要的無(wú)功功率從容性負(fù)荷處通過轉(zhuǎn)換而得到，有效提高功率因數(shù)，同時(shí)也能盡可能的減少無(wú)功損耗，從而減少整體功率的損耗及電能的損失。由于抽油機(jī)電機(jī)在運(yùn)行過程中的負(fù)載變化很難達(dá)到最佳配置的標(biāo)準(zhǔn)，所以電機(jī)實(shí)際的負(fù)載率較低，同時(shí)又因?yàn)閱尉妱?dòng)機(jī)的無(wú)功補(bǔ)償無(wú)法及時(shí)到位，導(dǎo)致油區(qū)整體的低壓配電系統(tǒng)的功率較低。采用12kvar電容就近平衡無(wú)功,對(duì)功率因數(shù)低的175臺(tái)普通三相異步電機(jī)安裝無(wú)功補(bǔ)償，安裝后平均功率因數(shù)由0.53↑0.96，平均工作電流由20A↓14A，減少線損600kwh.天。且安裝后抽油機(jī)運(yùn)行電流曲線更為平穩(wěn)，利于電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。

2.3 實(shí)驗(yàn)太陽(yáng)能儲(chǔ)能自平衡尾游梁，提高平衡度

太陽(yáng)能儲(chǔ)能自平衡抽油機(jī)尾游梁采用智能化無(wú)線控制方式，自動(dòng)化程度高，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人職守調(diào)整抽油機(jī)平衡，具有自動(dòng)調(diào)整平衡、節(jié)能、安全可靠，降低抽油機(jī)運(yùn)行中的不平衡耗電。安裝后平衡度由51%↑97%，系統(tǒng)效率由7.8↑11.5%，節(jié)電率達(dá)到11%。該設(shè)備僅實(shí)驗(yàn)2臺(tái)，大規(guī)模推廣仍有待繼續(xù)跟蹤后期使用情況。但從該設(shè)備使用情況可得出：調(diào)整抽油機(jī)平衡度可有效降低用電量。因此，該區(qū)開展10型抽油機(jī)調(diào)平衡工作，通過測(cè)試系統(tǒng)效率，對(duì)128口平衡不合格井進(jìn)行配重調(diào)整，優(yōu)化后平衡度由57%↑92%，日節(jié)電868kw.h∕天。

2.4 使用新型三抽設(shè)備

實(shí)驗(yàn)直線電機(jī)無(wú)桿采油4口。直線電機(jī)無(wú)桿采油技術(shù)是一種新型的采油方式，通過井下的直線電機(jī)帶動(dòng)抽油泵柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)原油舉升。省去地面抽油設(shè)備，提高抽油效率。能有效解決斜井采油、油管桿偏磨的難題，并降低井筒治理費(fèi)用。對(duì)比分析試驗(yàn)前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)：泵效由33.9%↑77.4%，節(jié)電率15%。

同時(shí)，為從根本上解決機(jī)型偏大，井下系統(tǒng)與地面系統(tǒng)不匹配造成能耗較高的問題。2015年后新投井均安裝8型抽油機(jī)，逐步提高8型抽油機(jī)占比。目前已經(jīng)使用型號(hào)CYJ8-3-26HY(SW)的8型數(shù)字化抽油機(jī)47臺(tái)，可通過變頻調(diào)整沖次。測(cè)試結(jié)果表明，同樣生產(chǎn)參數(shù)的8型抽油機(jī)較10型抽油機(jī)耗電量低13%，系統(tǒng)效率高11%。

2.5 大力推廣油井間開

油井間開已成為低產(chǎn)井提效最為經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、有效的措施。該區(qū)平均單井產(chǎn)能僅1.02t∕d，間開潛力巨大。2016年夏季實(shí)施間開226井次，占開井?dāng)?shù)的43%，平均間開時(shí)間12h，較全開可節(jié)約用電1萬(wàn)kw.h∕天。冬季受為確保井組集輸管線運(yùn)行正常，避免結(jié)蠟造成管線堵塞，需是井組油井不同時(shí)段進(jìn)行間開。故設(shè)計(jì)抽油機(jī)自動(dòng)定時(shí)間開裝置。該裝置通過在控制柜中加裝時(shí)間繼電器，實(shí)現(xiàn)無(wú)人職守井組抽油機(jī)定時(shí)自動(dòng)啟停。安裝后，2016年冬季間開井次較2015年增加65口，可多節(jié)約電量月3000kw.h∕天。同時(shí)通過跟蹤間開后的液面功圖變化，提出優(yōu)化建議56口。根據(jù)間開井合理流壓和液面變化調(diào)整5口。在確保間開節(jié)能降耗的同時(shí)，降低對(duì)產(chǎn)量的影響。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）推廣使用高轉(zhuǎn)差電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)等新型節(jié)能電機(jī)可有效降低采油系統(tǒng)用電，節(jié)電率分別為16%和20%。

（2）實(shí)施電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償，可解決普通三相異步電機(jī)有效功率低的問題，降低電網(wǎng)線損。

（3）直線電機(jī)無(wú)桿采油技術(shù)節(jié)電率15%左右，但該工藝配套需繼續(xù)研究，降低井下電纜等附件故障率。

[1]景萬(wàn)德。直線電機(jī)無(wú)桿采油技術(shù)試驗(yàn)效果評(píng)價(jià)[J]。中國(guó)設(shè)備工程，2012（02-0056-03）.

[2]趙明明。抽油機(jī)井太陽(yáng)能自平衡改造方法研究及試驗(yàn)[J]。石油石化節(jié)能，2016（2）

胡宇舟（1989-），男，2012年7月畢業(yè)于西南石油大學(xué)，石油工程專業(yè)，學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)為長(zhǎng)慶油田第九采油廠技術(shù)員。