張艷輝　路春梅　黃亮

摘 要 目前，勝利油田廣泛采用的游梁式抽油機結構簡單，可靠性高，使用維護方便，適應現(xiàn)場工況，在采油生產設備中占90%以上，是油田采油的首選設備。介紹了電動機帶動抽油機生產存在浪費電力的現(xiàn)象和常規(guī)抽油機節(jié)能產品的特點和應用情況，分析了抽油機井節(jié)電措施效果。

關鍵詞 抽油機 節(jié)能措施 效果分析

1抽油機電動機能耗較大

1.1電動機負載低

為保證抽油機的啟動要求和在運行時有足夠的過載能力，通常所配的電動機裝機功率較大，而電動機正常運行時都是輕載運行，造成抽油機負載率低，與電動機不匹配，形成“大馬拉小車”的生產狀況，使線路、變壓器、電動機的功率損耗增大；電動機的運行效率取決于負載率，輕載時電動機的效率很低，當負載增加到一定值時，變化則很小，有實驗證明：負載率<0.4時，效率的變化不大，負載率>0.7時，效率最高。

1.2平衡率低

現(xiàn)場使用的抽油機平衡率低，嚴重的不平衡造成電力的浪費，造成多數(shù)電動機電流變化不均勻，使電動機內耗大大增加，影響整個抽汲系統(tǒng)的效率。

1.3發(fā)電現(xiàn)象

現(xiàn)有的節(jié)電措施大都是針對電機低負荷率下效率低和功率因數(shù)低造成的電能浪費的情況，而抽油機浪費電能的另一個重要原因是抽油機拖動電機發(fā)電，有實驗證明：目前使用的各種類型的電動機都多少存在這種情況。

由于抽油機負載波動很大，在抽油機的正常運轉中會出現(xiàn)抽油機減速箱輸入軸的運轉速度大于電機對它的驅動速度的情況，這時，抽油機就拖動電機發(fā)電，其發(fā)的電不會完全與電網同步和存在線路損耗，可以肯定電機發(fā)的電不能完全被電網利用。在整個電能—機械能—電能的轉換過程中能有很大的一部分能量被浪費掉。

2游梁式抽油機節(jié)能措施及應用情況

在現(xiàn)場大多應用的常規(guī)型游梁式抽油機，工作特點是承受交變載荷，懸點運動速度和加速度的變化使載荷極不均勻，工作能耗偏高不平衡現(xiàn)象普遍存在，地面系統(tǒng)效率偏低，用電多。

異向型游梁式抽油機具有峰值扭矩低、所需電動機功率低等特點，運轉時平衡效果較好。在相同的情況下，其系統(tǒng)效率比常規(guī)型高2.5-4%。

前置式游梁抽油機具有平衡效果好、光桿最大載荷小、節(jié)能效果好等特點。其缺點是懸點載荷低于額定懸點載荷，造成抽油機資源的浪費，工作時前沖力大，影響機架的穩(wěn)定性，使它的應用受到制約。現(xiàn)場應用的節(jié)能電動機主要有：變級調速、電磁調速電機、變頻調速、高轉差率電機、永磁同步電機、雙功率電機等幾種。

其中變頻調速可以低速輕載啟動，抽油機沖次及上下沖程的速比可實現(xiàn)無級調節(jié)，并可以根據(jù)油井井況進行抽空控制，并自動調節(jié)抽汲參數(shù)，并有電流保護、過電壓保護等作用，但由于價格昂貴和維修不方便等的原因，在現(xiàn)場應用極少。

滑差電機可實現(xiàn)無極調速，電機轉軸與負載之間為軟特征連接，可以平滑啟動，但低速時損耗大、效率低，但由于應用調速電機的油井多為供液能力差、需實現(xiàn)低沖次運行的油井，此種電機在現(xiàn)場應用不廣泛。

高轉差率電機具有較高的轉差率和軟的機械特征，以及較高的堵轉轉矩和較小的堵轉電流，較高的效率、功率因數(shù)適用于轉動飛輪轉矩較大和不均勻沖擊載荷，特別是抽油機用沖擊載荷。

雙功率電機是勝利油田與石油大學合作研究生產的，采用改變繞組的接法來改變電機的極數(shù)和輸出功率，以便與機械負載的負載特征相匹配，可以簡化其變速系統(tǒng)，從而實現(xiàn)節(jié)能的目的。

3抽油機井節(jié)電措施效果分析

前面簡單地分析了抽油機的用電，浪費電力的出處所在，就可以根據(jù)每一臺抽油機具體的“癥結”所在，綜合考慮制定出相應的節(jié)電措施，實現(xiàn)抽油機的經濟運行，主要采取以下措施：

3.1提高電動機的負載率

電機低負荷率下的效率低和功率因數(shù)低是抽油機浪費電能的原因之一，電動機負載率提高7-12%，系統(tǒng)效率科提高2-4%，當電機負載率低于25%時，就應該考慮更換低一個容量級別的電動機。

3.2合理選用抽油機機型，充分發(fā)揮抽油機的潛力

抽油機的懸點載荷狀況是影響抽油機能耗的主要因素，抽油機的理想負載率應為80%左右是最佳狀態(tài)。在使用過程加強管理，由于油井井況多變，因此要經常調節(jié)平衡。平衡度好的抽油機，在穩(wěn)定生產的情況下，抽油機拖動電動機發(fā)電少。

3.3選用節(jié)能電動機，改造普通電機

根據(jù)現(xiàn)場情況，選擇節(jié)能電動機，減小機內損耗，提高電動機本身的運行效率，使抽油機與電動機保持良好的功率匹配，提高效率，節(jié)約用電。改造現(xiàn)有的普通電動機，我廠已經對普通電機進行改級改造，也可以在電動機軸處安裝一個帶蓄能器的離合器，使電動機實現(xiàn)空載啟動，降低啟動電流，從而減小電動機的裝機功率，提高電機的負載率。電動機的星角接線自動變換裝置，在輕載時，Y接線運行，負載增大時，自動改為角接線運行。

3.4安裝無功補償裝置

單井功率因數(shù)補償柜是在變壓器低壓側投加電容，利用無功就地補償裝置產生的容性電流抵消電動機感性電流，油井安裝無功補償器后，降低了線路的損耗和變壓器的銅耗，從而提高功率因數(shù)，提高效率，達到節(jié)電目的。

3.5使用電機節(jié)電器

電機節(jié)電器是英國素瑪公司經十多年研究成功的高效能節(jié)電產品，以有效的操控原理于商業(yè)及工業(yè)用途上應用，提高電機的操控性能。山東勝利油田管理局能源監(jiān)測站分別于2010年8月和9月在抽油井上完成對POWERBOSS電機節(jié)電器產品在該油田的運行檢定。在GDGB1-38井上安裝POWERBOSS電機節(jié)電器后，有功節(jié)電率為21.91%，無功節(jié)電率為27%。效果顯著。

3.6使用節(jié)能減速器

抽油機節(jié)能減速器是臨盤采油廠的專利，該減速器由一個軸承支座和兩個大小不同的皮帶輪組成，兩個皮帶輪通過軸和軸承固定在軸承支座上，軸承支座通過底座螺栓固定在抽油機底座上，大皮帶輪通過皮帶與電機相連接，小皮帶輪與抽油機皮帶輪相連接，通過加大傳動比，在電機功率降低的情況下，滿足抽油機懸點負荷要求，實現(xiàn)0.5-4.0次達到降低沖次和節(jié)電的目的，其具有啟動平穩(wěn)、運行平穩(wěn)、優(yōu)化油井參數(shù)、降低電耗與成本的特點。

4結束語

抽油機與電動機的節(jié)電是一個復雜的系統(tǒng)工程，包括地下和地面兩方面的諸多因素，我們不能忽略其中的任一環(huán)節(jié)，只有作到環(huán)環(huán)相扣，優(yōu)化其中的每一個“細節(jié)”，才能減少用電，達到能耗最低化、產量最大化，才能實現(xiàn)真正的經濟運行，降低企業(yè)的成本，這是一條必由之路。