劉粉玲

（延長油田股份有限公司靖邊采油廠，陜西靖邊 718500）

淺談抽油機(jī)電機(jī)運(yùn)行工況與節(jié)能之間的關(guān)系

劉粉玲

（延長油田股份有限公司靖邊采油廠，陜西靖邊 718500）

目前油田主要生產(chǎn)原油的方式為機(jī)械采油，應(yīng)用最為普遍的是游梁式抽油機(jī)。抽油機(jī)出現(xiàn)“大馬拉小馬”現(xiàn)象與電機(jī)的選配密切相關(guān)。選擇正確電機(jī)功率的原則是：在油井能夠正常生產(chǎn)且電機(jī)能夠滿足負(fù)荷要求的情況下，合理選配電機(jī)型號。

抽油機(jī)；電機(jī)；節(jié)能；功率；效率

1 目前電抽井能耗及系統(tǒng)效率現(xiàn)狀

截止目前靖邊采油廠現(xiàn)有抽油機(jī)3 779臺(tái)，柴抽井259口，電抽井3 520口，占全場總耗電量的 60% 以上，抽油機(jī)系統(tǒng)的效率為30%。而中石油信息研究所的《國內(nèi)外油田地面生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)調(diào)研》報(bào)告指出，美國抽油機(jī)井系統(tǒng)的效率一般為40%，這與世界先進(jìn)水平相比存在較大的差距。為什么會(huì)造成這樣的差距呢？多年的現(xiàn)場工作經(jīng)驗(yàn)以及由抽油機(jī)的工作特點(diǎn)得知，抽油機(jī)始終處在周期性交變載荷的作用下，甚至在幾秒內(nèi)，電機(jī)要從空載到滿載再到空載甚至負(fù)值的周期性變化，這樣變化復(fù)雜的狀況都會(huì)影響到抽油機(jī)的平衡和抽油機(jī)的抽油效率。延長油田抽油機(jī)的系統(tǒng)效率普遍較低，這一直是困擾我廠油田生產(chǎn)的一大頑癥。

2 影響抽油機(jī)電機(jī)能耗的因素

根據(jù)我廠近年來油田能源檢測結(jié)果，抽油機(jī)井的地面設(shè)備（抽油機(jī)）與井下設(shè)備（泵、桿、管）中，其各節(jié)點(diǎn)的電能耗及對影響系統(tǒng)效率的因素為以下幾方面。

1）井場地面部分。消耗電力約占系統(tǒng)總能耗的30%。

2）控制箱（柜）。約占系統(tǒng)總能耗的5%。影響系統(tǒng)效率的因素為：控制箱（柜）性能較為單一，較少的電容補(bǔ)償以及生產(chǎn)參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)等功能，致使電機(jī)工作時(shí)功率因數(shù)較低，這樣便無法滿足抽油機(jī)運(yùn)行時(shí)工作參數(shù)的調(diào)整，導(dǎo)致抽油機(jī)參數(shù)不合理的現(xiàn)象。

3）電動(dòng)機(jī)。約占系統(tǒng)總能耗的10%。影響系統(tǒng)效率的因素為：①我廠節(jié)能電機(jī)較少，所以節(jié)能電機(jī)占總電機(jī)比例較低，適應(yīng)性差，很多油井出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象。②普通的電機(jī)功率因數(shù)在運(yùn)行時(shí)較低，造成了供電線路上的無功損耗量增加，致使井場電壓不穩(wěn)定，油井不能正常生產(chǎn)。③電機(jī)維修次數(shù)增多后，絕緣性能降低，致使電機(jī)效率變差。

4）抽油機(jī)。約占系統(tǒng)總能耗的15%。抽油機(jī)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)軸上出現(xiàn)的負(fù)荷沖擊，有一兩次負(fù)值出現(xiàn)，抽油機(jī)的扭矩T與曲柄轉(zhuǎn)角θ的關(guān)系為下圖1。

圖1 抽油機(jī)的扭矩T與曲柄轉(zhuǎn)角θ的關(guān)系

抽油機(jī)的負(fù)荷曲線每口井都有差異，大量的現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)抽油機(jī)工作時(shí)的平均負(fù)荷約為最大負(fù)荷的1/3，電機(jī)的負(fù)荷率一般在10%～20%，最高為30%.，電機(jī)的平均負(fù)荷率較低，容量沒有被充分的合理利用，出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象，導(dǎo)致電機(jī)效能低。影響系統(tǒng)效率的因素為：①節(jié)能型抽油機(jī)較少，我廠基本都是老式抽油機(jī)，部分抽油機(jī)因不能及時(shí)調(diào)整，平衡度低且機(jī)械磨損嚴(yán)重。②研究調(diào)查得出：平衡與不平衡抽油機(jī)在能耗上相差30%～40%。③很多井場井口盤根盒過緊，增大了摩擦力，無行中增加了抽油機(jī)的負(fù)荷。④井口位置與抽油機(jī)位置不對中，造成偏磨，也會(huì)增加抽油機(jī)負(fù)荷。⑤抽油機(jī)的型號直接影響電機(jī)的功率。

5）井口至井底部分：井深、結(jié)蠟情況、原油密度、產(chǎn)液量等因素直接影響電機(jī)的負(fù)荷。

3 解決抽油機(jī)電機(jī)能耗的問題

1）全面推進(jìn)有序采油、間歇抽油，保證液量不降的情況下，根據(jù)油井的抽油情況，合理安排油井間抽時(shí)間，努力降低原油生產(chǎn)綜合單耗。應(yīng)當(dāng)定期制定節(jié)電計(jì)劃，圍繞降低原油生產(chǎn)綜合單耗和平均綜合電價(jià)兩個(gè)重點(diǎn)，采取切實(shí)可行的技術(shù)經(jīng)濟(jì)措施，強(qiáng)化節(jié)電工作。通過對低效井的分析研究，對可實(shí)施間歇采油的油井在保證其產(chǎn)量的同時(shí)減少開抽時(shí)間。

2）優(yōu)化電機(jī)參數(shù)與采油參數(shù)相匹配，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。采油參數(shù)中泵徑的大小、沖程的大小、沖次會(huì)直接影響抽油機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而影響電機(jī)參數(shù)。通過減小泵徑、加大沖程、降低抽油機(jī)的轉(zhuǎn)速，將這些技術(shù)參數(shù)轉(zhuǎn)化到生產(chǎn)實(shí)踐中。

3）根據(jù)油井參數(shù)實(shí)施電機(jī)匹配，科學(xué)降低成本。多去井場調(diào)研，將各采油井場電機(jī)實(shí)際功率大小進(jìn)行匹配，防止“大馬拉小車”的現(xiàn)象；增加無功補(bǔ)償設(shè)備，使10kV線路功率因數(shù)始終保持在0.9以上的達(dá)標(biāo)水平，起到了節(jié)能降耗的目的。

4）根據(jù)各井場用電情況，加快對各井場變壓器參數(shù)的匹配工作，將配壓變壓器全部調(diào)整，降低變頻，優(yōu)化井場線路，將不節(jié)負(fù)荷的線路進(jìn)行斷電并嚴(yán)格監(jiān)管，降低線損，確保電能質(zhì)量。

5）全面細(xì)化電費(fèi)定額管理。根據(jù)各生產(chǎn)單位油井、水源井、注水井、撬裝站、增壓站、注水站、聯(lián)合站、電加溫裝置實(shí)行生產(chǎn)、生活、注水用電定額管理；嚴(yán)格執(zhí)行一級、二級、三級計(jì)量裝置管理，通過收集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)實(shí)行用電成本考核。

6）積極推廣高效節(jié)能的電力設(shè)備，采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料，如變頻調(diào)速等技術(shù)，努力降低用電設(shè)備的電耗。

7）抽油機(jī)電機(jī)運(yùn)行時(shí)負(fù)載率很低，而啟動(dòng)時(shí)又需要打的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此可以選擇啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)大的電機(jī)，這樣可以降低抽油機(jī)配備的額定功率。進(jìn)而提高電機(jī)的負(fù)載率，達(dá)到即節(jié)電又高效率的目的。

4 結(jié)束語

通過對抽油機(jī)能耗和系統(tǒng)效率的具體分析，認(rèn)為合理安排油井間抽時(shí)間、優(yōu)化電機(jī)參數(shù)與采油參數(shù)相匹配、加快對各井場變壓器參數(shù)的匹配工作、確保電能質(zhì)量、積極推廣高效節(jié)能的電力設(shè)備等方案，以及選擇合理的抽油機(jī)電機(jī)型號都能提高抽油機(jī)的抽油效率，進(jìn)而提高系統(tǒng)效率，從而保證生產(chǎn)任務(wù)的完成。

[1] 薄保中，姜衍智，王軍民，等.論抽油機(jī)電機(jī)的運(yùn)行工況與節(jié)能[J].油氣田地面工程，2001，（2）：23-25.

Talking about the Relationship between Operation Condition and Energy Saving of Pumping Machine

Liu Fen-ling

At present，the main way of producing crude oil in oil fi eld is mechanical oil production.The most common application is beam beam pumping unit.Pumping unit appears “big horse pony” phenomenon and the motor is closely related to the matching.The principle of choosing the correct motor power is that the motor model is properly selected when the well can be produced normally and the motor can meet the load requirements.

pumping unit；motor；energy saving；power；eff i ciency

TE933.1

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：1003–6490（2017）04–0200–02