付亞麗

一、螺桿泵驅(qū)動(dòng)器現(xiàn)狀

截至目前，全油田共有螺桿泵井146口，常開井126口，在蒙古林、寶力格、哈南、錫林作業(yè)區(qū)應(yīng)用，平均單井日產(chǎn)液20.93t，日產(chǎn)油1.85t。地面驅(qū)動(dòng)設(shè)備有傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)和直驅(qū)式兩種，目前在用直驅(qū)驅(qū)動(dòng)裝置99口井。

二、傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置存在的缺陷及問題

1、設(shè)備老化嚴(yán)重，存在安全隱患

螺桿泵井從1992年開始在二連公司試驗(yàn)，在2000-2006年大規(guī)模推廣，目前各作業(yè)區(qū)驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行時(shí)間長，設(shè)備老化嚴(yán)重，故障率高。目前在用機(jī)械傳動(dòng)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)器基本都在2006年以前投用，并且沒有扭矩釋放裝置，停機(jī)后桿柱反扭矩不能完全釋放，在檢泵作業(yè)、驅(qū)動(dòng)器維修等操作過程中，存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)。

2、常規(guī)驅(qū)動(dòng)器能耗高

螺桿泵井傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器采用常規(guī)三相異步電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力、皮帶傳動(dòng)、減速器減速的組合驅(qū)動(dòng)方式，由于電機(jī)效率低，又通過皮帶傳動(dòng)、齒輪減速，降低了傳動(dòng)效率，增加了能耗。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，二連油田機(jī)械傳動(dòng)式螺桿泵平均單井日耗電量在151kW·h左右，而地面驅(qū)動(dòng)設(shè)備就損耗掉近30-50%有效功率，損耗電量43.5～70 kW·h，能量損失較大。

3、影響上產(chǎn)提液

隨著油田的不斷開發(fā)，油田含水也在逐步上升，為保持穩(wěn)產(chǎn)，單井提液需求也逐步上升，為此采取換大泵、上調(diào)生產(chǎn)參數(shù)、加深泵掛深度等措施，進(jìn)一步增大了螺桿泵井的啟動(dòng)扭矩，早期配套螺桿泵驅(qū)動(dòng)器無法滿足持續(xù)增長的提液需求。

針對以上問題， 2010年以來分公司推廣應(yīng)用了直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置取得了較好效果，該設(shè)備在替代傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

三、直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)器前期應(yīng)用效果評價(jià)

1、螺桿泵直驅(qū)電機(jī)技術(shù)原理

與現(xiàn)用的傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器相比，去掉了皮帶和減速箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，由低速電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)同軸光桿旋轉(zhuǎn)，因而效率高、能耗小。其主要由螺桿泵專用電機(jī)和系統(tǒng)控制器組成：

通過匹配的專用控制器實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，在額定電壓條件下，轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可任意調(diào)整。結(jié)構(gòu)為立式，軸為空心式，便于泵桿穿出，電機(jī)底部設(shè)有止推軸承用于承載。

系統(tǒng)控制器：具有無級調(diào)速、反轉(zhuǎn)扭矩自動(dòng)釋放、電參數(shù)存儲、智能保護(hù)等功能。在作業(yè)時(shí)，反轉(zhuǎn)扭矩的釋放可避免起桿過程中的光桿反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，消除了安全隱患。

2、節(jié)能效果評價(jià)

現(xiàn)有直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)器99口（蒙古林92口、寶力格2口、哈南5口），節(jié)電效果顯著，單井平均日耗電量由151kW·h/d下降到117kW·h/d，下降了34kW·h/d，節(jié)電率高達(dá)22.52%。

四、驅(qū)動(dòng)器節(jié)能改造規(guī)劃

1、改造計(jì)劃

為提高效率，降低生產(chǎn)能耗，消除安全隱患，計(jì)劃對機(jī)械傳動(dòng)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)器井進(jìn)行改造升級，需對寶力格油田29口、蒙古林油田7口、錫林油田2口井新購直驅(qū)驅(qū)動(dòng)器。

2、主要性能

螺桿泵地面驅(qū)動(dòng)裝置必須采用成熟的變頻與電機(jī)配套技術(shù)，具有無級調(diào)速、反轉(zhuǎn)扭矩自動(dòng)釋放、電參數(shù)存儲、智能保護(hù)等功能，要求設(shè)備運(yùn)行安全平穩(wěn)節(jié)能。

⑴、螺桿泵在額定電壓條件下，轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可任意調(diào)整;

⑵、正常停機(jī)時(shí)，以合理轉(zhuǎn)速進(jìn)行反向轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)釋放能量;非正常停機(jī)時(shí)，如停電、電流高保護(hù)等原因造成的停機(jī)斷電亦應(yīng)有相應(yīng)扭矩釋放應(yīng)急功能，做到既能緩慢釋放扭矩，又不至于抽油桿脫扣;

⑶、可在設(shè)定保護(hù)電流以下運(yùn)行，超過保護(hù)電流后自動(dòng)斷電保護(hù)，避免因扭矩過大造成抽油桿斷脫;

⑷、變頻控制柜及直驅(qū)電機(jī)具有合理的防塵、保溫設(shè)計(jì)，可經(jīng)受二連地區(qū)惡劣氣候（低溫、沙塵）的考驗(yàn);

⑸、驅(qū)動(dòng)器應(yīng)有散熱功能，避免機(jī)體溫度過高;

⑹、在二連油田常規(guī)應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)器的基礎(chǔ)上節(jié)電20%以上。

3、主要技術(shù)參數(shù)

⑴、電壓V：380±15%

⑵、功率kW： 22-30

⑶、轉(zhuǎn)數(shù)r/min： 0-250

⑷、扭矩Nm：600-1000

數(shù)字化改造：三張照片

4、投資測算

投資總測算386.66萬元，包括采購費(fèi)、小修施工安裝費(fèi)、電加熱桿配件費(fèi)以及數(shù)字化設(shè)備配套等。

⑴、共需安裝螺桿泵直驅(qū)驅(qū)動(dòng)器38口井，共需投資337.7萬元。

⑵、小修施工費(fèi)每口井0.32萬元，38口井合計(jì)12.16萬元。

⑶、電加熱桿配套的螺桿泵直驅(qū)包括電能轉(zhuǎn)換器等配件每口井預(yù)計(jì)1.5萬元，預(yù)計(jì)22口井，費(fèi)用合計(jì)33萬元。

⑷、數(shù)字化配套單井0.1萬元，合計(jì)3.8萬元。

五、預(yù)期效果分析

1、節(jié)能效果

按照日節(jié)電量34kw·h計(jì)算，38口井日可節(jié)電1292kw·h，年可節(jié)電量47.2×104kw·h。

2、經(jīng)濟(jì)效益分析

按照電費(fèi)每度0.59元，年節(jié)電費(fèi)用達(dá)27.85萬元。

全面更換為直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)器后，消除了安全隱患，預(yù)計(jì)年可減少維護(hù)、維修費(fèi)用27萬元。

年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益=節(jié)電費(fèi)用+維護(hù)費(fèi)用=27.85+27=54.85萬元。

3、社會(huì)效益分析

⑴、該設(shè)備停機(jī)后具有扭矩自動(dòng)釋放功能，避免了停機(jī)桿柱扭矩不能充分釋放，對桿柱和設(shè)備造成損害以及作業(yè)時(shí)，光桿反轉(zhuǎn)存在安全隱患的問題。

⑵、直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)器有效解決目前能耗高、設(shè)備老化嚴(yán)重、噪聲大等問題，降低員工的維修保養(yǎng)工作量。

⑶、有效解決目前部分螺桿泵井驅(qū)動(dòng)器選型偏小，無法滿足實(shí)施進(jìn)攻性措施后的油井提液的需要，直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)器的推廣可以有效解決這一問題，利于后期的上產(chǎn)提液工作。