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。