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        抽油機用三相高轉(zhuǎn)差率電動機節(jié)能效果

        2017-08-23 11:46:05周杰何健郝軍劉凱敏韓海成
        石油石化節(jié)能 2017年8期
        關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)差率長慶油田抽油機

        周杰 何健 郝軍 劉凱敏 韓海成

        (1.長慶油田公司技術(shù)監(jiān)測中心;2.中國石油測井有限公司華北事業(yè)部;3.中國石油集團鉆井工程技術(shù)研究院江漢機械研究所;4.長慶油田公司物資供應處;5.長慶油田公司第一采油廠)

        抽油機用三相高轉(zhuǎn)差率電動機節(jié)能效果

        周杰1何健2郝軍3劉凱敏4韓海成5

        (1.長慶油田公司技術(shù)監(jiān)測中心;2.中國石油測井有限公司華北事業(yè)部;3.中國石油集團鉆井工程技術(shù)研究院江漢機械研究所;4.長慶油田公司物資供應處;5.長慶油田公司第一采油廠)

        為了提高抽油機系統(tǒng)效率,降低能源浪費,通過將抽油機普通三相異步電動機更換為YCH系列三相高轉(zhuǎn)差率電動機,并合理匹配電動機進行實際應用分析,實現(xiàn)了降低抽油機地面能耗的效果,從而為優(yōu)化油井工作參數(shù)、提高系統(tǒng)效率提供技術(shù)保障。

        三相高轉(zhuǎn)差率電動機;效果分析;節(jié)能

        油田生產(chǎn)的主要動力都消耗在抽油機上,抽油機一般由電動機驅(qū)動,通過抽油桿的上下運動將原油抽到地面的管網(wǎng)中[1],由于低滲透油藏的特點,大部分抽油機效率很低,能源浪費的現(xiàn)象比較嚴重。因此,需要高功效、高節(jié)能的抽油輔助設(shè)備,減少電能在抽油機上的浪費,提高抽油機工作效率。針對抽油機運載時效率低、能耗高等問題,通過在長慶環(huán)江油田進行抽油機YCH系列三相高轉(zhuǎn)差率電動機更換試驗,分析應用效果,提高電動機的效率,達到節(jié)能降耗的目的。

        1 YCH系列三相高轉(zhuǎn)差率電動機

        1.1 工作條件及主要性能參數(shù)

        參考有關(guān)資料[2],YCH系列三相高轉(zhuǎn)差率電動機(以下簡稱電動機)主要是為游梁式抽油機制造的動力設(shè)備。YCH系列三相高轉(zhuǎn)差率電動機技術(shù)規(guī)格見表1。

        1.2 工作原理

        六級電動機有四種轉(zhuǎn)矩輸出(功率輸出),八級電動機有三種轉(zhuǎn)矩輸出,通過改變電動機繞組的九根引出線的連接方式得到不同的輸出轉(zhuǎn)矩[3]。高轉(zhuǎn)矩輸出時接成三角形,此時電動機輸出轉(zhuǎn)矩最大,而轉(zhuǎn)差率最?。坏娃D(zhuǎn)矩輸出時接成星形,輸出轉(zhuǎn)矩最小,轉(zhuǎn)差率最大,這種轉(zhuǎn)矩輸出可使抽油機運行時的轉(zhuǎn)速變化達到最大,從而可使減速箱的最大凈扭矩達到最小值;介于高、低轉(zhuǎn)矩型式之間還有中轉(zhuǎn)矩及中低轉(zhuǎn)矩(八級電動機無中低轉(zhuǎn)矩),接成延邊三角形。

        1.3 裝置特性

        1)高轉(zhuǎn)差率電動機驅(qū)動游梁式抽油機在低滲透油田具有較為明顯的節(jié)能作用。

        2)高轉(zhuǎn)差率電動機與抽油機合理匹配,功率自動變換,可根據(jù)油井載荷情況自動實現(xiàn)高、中、低三種功率轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)節(jié)能[4]。

        3)提高電動機負載率和功率因數(shù),降低工作熱電流,降低線損和無功功率。

        4)電動機的軟特性可大大減少乃至消除發(fā)電現(xiàn)象,不僅降低對供電容量的需求,也減少能量無用吞吐過程中的損耗;同時有效保護減速箱、抽油桿,提高泵的充滿度。

        5)電動機可改善電力輸送系統(tǒng)的工作狀況,減輕電網(wǎng)負荷,減少諧波影響,減少無功用量,提高有功利用率[5]。

        2 應用效果

        對環(huán)江油田羅141-7井組使用抽油機YCH系列三相高轉(zhuǎn)差率電動機前后效果進行對比測試(表2),發(fā)現(xiàn)使用抽油機YCH系列三相高轉(zhuǎn)差率電動機之后系統(tǒng)效率平均提高2.54%,日有功節(jié)電量平均為9.32 kWh(圖1)。

        3 經(jīng)濟效益

        通過對比測試,使用抽油機YCH系列三相高轉(zhuǎn)差率電動機之后節(jié)電效果顯著。

        表1 電動機技術(shù)規(guī)格

        表2 應用抽油機YCH系列三相高轉(zhuǎn)差率電動機效果比較

        圖1 CMS油氣分離測量系統(tǒng)

        3.1 直接經(jīng)濟效益

        安裝該電動機后,單井日節(jié)電9.32 kWh,每年按300 d計算,單井年累計節(jié)電0.28×104kWh,折合標煤0.94 t。每度電按0.7元計算,則單井年節(jié)約費用1957元。

        3.2 社會效益

        實現(xiàn)抽油機的智能控制,提高了管理水平和生產(chǎn)效率,適應長慶油田有質(zhì)量、有效益、可持續(xù)發(fā)展建設(shè)的需求。

        4 結(jié)論

        1)環(huán)江油田應用抽油機YCH系列三相高轉(zhuǎn)差率電動機,有效地解決了低滲透油田油井系統(tǒng)效率低、能耗高的問題。該技術(shù)的應用能提高抽油機系統(tǒng)效率和電動機的有功功率,實現(xiàn)節(jié)能、增效的目的。

        2)多功率電動機是根據(jù)抽油機負載大小實時功率轉(zhuǎn)換實現(xiàn)節(jié)能,因此多功率電動機適用于井底不穩(wěn)定的井。

        [1]薄保中,姜衍智,王軍民,等.論抽油機電機的運行工況與節(jié)能[J].油氣田地面工程,2001,2(3):24-25.

        [2]李璐.抽油機節(jié)能的有效手段[J].科技創(chuàng)新導報,2009,25(9):82-83.

        [3]劉承榆.超高轉(zhuǎn)差率電動機驅(qū)動抽油機的節(jié)能機理[J].節(jié)能技術(shù),1991,2(5):2-6.

        [4]孫世明,蔡利,張志超.高轉(zhuǎn)差率電機驅(qū)動抽油機系統(tǒng)的耗能分析[J].大慶石油學院學報,1989,3(10):34-40.

        [5]李春紅,馮子明,李子良,等.高轉(zhuǎn)差率電動機負載特性試驗研究[J].石油礦場機械,2015,1(1):44-47.

        10.3969/j.issn.2095-1493.2017.08.006

        2017-03-14

        (編輯 張興平)

        周杰,工程師,2013年畢業(yè)于西安石油大學,從事油氣田節(jié)能環(huán)保技術(shù)研究工作,E-mail:zhj002_cq@petrochina.com. cn,地址:陜西省西安市經(jīng)開區(qū)鳳和路,710018。

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