薄麗

摘要：本文分別從供電系統(tǒng)、拖動裝置、抽油機(jī)、井下管柱等方面提出了切實可行的措施，指出提高系統(tǒng)效率全面考慮，綜合治理，抓主要矛盾與次要矛盾，才能有效提高機(jī)采系統(tǒng)效率。

關(guān)鍵詞：機(jī)采系統(tǒng);效率;抽油機(jī);節(jié)能措施

前言

油田既是產(chǎn)能大戶又是耗能大戶，努力提高生產(chǎn)各系統(tǒng)效率，是實現(xiàn)企業(yè)節(jié)能降耗的重要措施。提高機(jī)采系統(tǒng)效率在油田節(jié)能降耗工作中起著重要的作用，下面就提高系統(tǒng)效率措施進(jìn)行分析。

一、供配電系統(tǒng)節(jié)能措施

1、線路改造

線路改造包括高壓線路改造和低壓線路改造，即在已定井網(wǎng)布局的前提下合理布置高低壓線路，最大限度的減小低壓線路長度，從而降低線損。

2、電容補(bǔ)償

電容補(bǔ)償是線路呈感性負(fù)載時有效降低電網(wǎng)電流、降低線損的常用措施。包括高壓自動、固定補(bǔ)償和低壓就地固定、自動補(bǔ)償四種補(bǔ)償方式，推薦使用低壓就地自動補(bǔ)償與固定補(bǔ)償相結(jié)合的方式。

3、變壓器

（1）淘汰S7、SL7系列高耗能變壓器，目前S7、SL7、S11、非晶合金及自調(diào)壓等節(jié)能變壓器，均具有空載損耗低、效率高等優(yōu)點。

（2）做到變壓器的經(jīng)濟(jì)運行，使用S11變壓器比選用S9以下型號的變壓器更經(jīng)濟(jì)，合理配置變壓器的容量，小于0.3的變壓器應(yīng)更換，同時變壓器在經(jīng)濟(jì)運行區(qū)域來進(jìn)行變壓器容量配置，如不能對變壓器進(jìn)行規(guī)模更換，高效變壓器應(yīng)優(yōu)先安裝于線路入口的遠(yuǎn)端，對于井間距離較遠(yuǎn)的采用單變壓器。

4、油井配電控制

（1）調(diào)壓型，包括Y一△轉(zhuǎn)換、電壓矢量疊加、可控硅控制等。調(diào)壓型控制是調(diào)整電動機(jī)的輸入電壓;Y一△轉(zhuǎn)換控制箱，是電動機(jī)啟動或重載運行時電動機(jī)△形接法運行，當(dāng)電動機(jī)負(fù)載率小于55%時自動將運行狀態(tài)由△形接法轉(zhuǎn)換成Y形接法，繞組相電壓由380V降至220V，電動機(jī)鐵損下降，綜合節(jié)電率6～8%之間，但其使用范圍窄，只能選擇在啟動負(fù)載大，運行負(fù)載小負(fù)載相對穩(wěn)定的油井;電壓矢量疊加控制是在Y一△轉(zhuǎn)換控制上，采用矢量疊加補(bǔ)償變壓器二次繞組與電動機(jī)繞組串聯(lián)，拓寬其調(diào)壓范圍，將Y一△轉(zhuǎn)換控制的一點切換變成了多點切換;可控硅控制是通過控制可控硅控制角來調(diào)整可控硅的輸出電壓，其特點是調(diào)壓范圍寬，自動跟蹤電動機(jī)的負(fù)載變化，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)整輸出電壓。缺點是電路抗惡劣環(huán)境能力差，工作時有諧波干擾。

（2）調(diào)速型，有變頻調(diào)速控制和控制變極電機(jī)調(diào)速控制。變頻調(diào)速控制是利用變頻器調(diào)整輸出電源頻率來調(diào)整電動機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)速的目的。變頻控制主要有能量回饋式和能量就地釋放式兩種。能量回饋式變頻控制是當(dāng)電動機(jī)倒發(fā)電時通過能量回饋模塊將電動機(jī)的倒發(fā)電量回饋給電網(wǎng);能量就地釋放就是利用電阻元件將電動機(jī)的倒發(fā)電量就地釋放，從而保證變頻器的正常工作?？刂谱儤O電機(jī)調(diào)速是作為多極電動機(jī)的極間切換。

（3）電容就地補(bǔ)償型，包括固定補(bǔ)償、自動補(bǔ)償兩種。

（4）間抽控制裝置，是對供液不足的油井實行間歇抽油，保證抽油泵的充滿系數(shù)，防止空抽，但不適合出砂比較嚴(yán)重的油井。

二、地面拖動系統(tǒng)節(jié)能措施

1、機(jī)械調(diào)速裝置

油井沖次在4次/分以下，有電磁調(diào)速電機(jī)、變頻調(diào)速、機(jī)械調(diào)速、多極電動機(jī)等。其中電磁調(diào)速電動機(jī)因其能耗高、效率低;機(jī)械調(diào)速是機(jī)械變速器與8極以下電動機(jī)結(jié)合，主要有兩種，一是齒輪調(diào)速裝置具有調(diào)節(jié)范圍寬、配置電動機(jī)級數(shù)低、功率型號小，節(jié)能效果好等優(yōu)點，配合皮帶輪、變極電動機(jī)可使油井在0.5～4次/分運行，節(jié)電率在40～70%，但沖次不能實現(xiàn)連續(xù)調(diào)整，變速裝置要及時保養(yǎng);二是皮帶輪調(diào)速裝置是通過兩個皮帶輪大小不同實現(xiàn)調(diào)速，結(jié)構(gòu)簡單、投資少，但調(diào)整范圍小，主動輪輪徑較小容易出現(xiàn)燒皮帶現(xiàn)象，由于軸承單項受力，使用壽命短，與8極或6極電動機(jī)使用節(jié)電率20%以上。

2、電動機(jī)的節(jié)能

（1）電動機(jī)的選擇

①稀油井

稀油井選擇永磁同步電動機(jī)和YX系列電動機(jī)，優(yōu)選永磁同步電動機(jī)，其體積小、重量輕、效率高、啟動力矩大，可低一個功率等級替代Y系列電動機(jī)，節(jié)電率在15%以上。但應(yīng)避免高溫、低溫或劇烈震動防止退磁，使電動機(jī)性能下降。YX系列電動機(jī)與與Y系列電動機(jī)性能相同，但在電動機(jī)設(shè)計制造時采用了鐵耗較低的磁性材料，改進(jìn)了定、轉(zhuǎn)子槽配合和風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，使電動機(jī)的總損耗平均下降20%以上，效率提高3%左右。稀油井以8、6極對數(shù)電動機(jī)為主，沖次在10次/分可選擇極對數(shù)為4的電動機(jī)。

②稠油井

稠油井一般沖次在0.5--4次/分。在同工況運行的情況下，永磁電動機(jī)加變頻器組合可以實現(xiàn)無級調(diào)速，平均節(jié)電率在50%以上;齒輪變速器配置4、6極小功率Y系列電動機(jī)，節(jié)電率達(dá)54.53%;皮帶調(diào)速器配8級Y系列電動機(jī)平均節(jié)電率在30%以上。

電動機(jī)變頻器調(diào)速時，當(dāng)變頻器的輸出電源頻率低于25HZ時，電動機(jī)運容易發(fā)熱，適用電動機(jī)變頻調(diào)速沖次在2.0～4次/分;適用皮帶輪調(diào)速器沖次在2.5～4次/分之間;齒輪變速器與變極電動機(jī)配合，適用沖次在0.5～3.5次/分。

（2）電動機(jī)的經(jīng)濟(jì)運行

①電源電壓在+6%-10%;三相電壓不平衡度不超過1.5%;電源頻率在±1%，電壓波形畸變率在5%。

②電動機(jī)在經(jīng)濟(jì)運行狀態(tài)運行。

③根據(jù)油井生產(chǎn)工況來選擇電動機(jī)，高沖次運行的油井應(yīng)首選極對數(shù)較小電動機(jī)和永磁電動機(jī);低沖次油井選擇變頻控制的永磁電動機(jī)或高效電動機(jī)，電動機(jī)極對數(shù)不大于8級;4～8次/分油井應(yīng)選擇6極或8極永磁電動機(jī);4次/分左右油井可選擇高轉(zhuǎn)差電動機(jī);距離線路入口較遠(yuǎn)的油井選高效電動機(jī);啟動負(fù)荷較大的油井應(yīng)選擇啟動力矩較大的電動機(jī)，電動機(jī)的額定功率以滿足抽油機(jī)最大負(fù)荷為宜。

④淘汰高耗能電動機(jī)，加強(qiáng)電動機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)，避免電動機(jī)帶病運行。

（3）電動機(jī)控制裝置的合理配置

電動機(jī)運行時，最大負(fù)荷長期低于額定負(fù)載的45%時，應(yīng)配置Y一△轉(zhuǎn)換控制箱或可控硅控制箱，在45%～75%之間的應(yīng)配置電壓矢量迭加型控制箱或可控硅控制箱，在75%以上的可用普通控制箱或適當(dāng)進(jìn)行電容補(bǔ)償。距離線路入口較遠(yuǎn)的油井，應(yīng)采用電容自動補(bǔ)償。

三、地面機(jī)械傳動系統(tǒng)

1、皮帶輪及皮帶，選用V型節(jié)能皮帶，保證主動輪皮帶包角，及時檢查并調(diào)整皮帶的運行狀況，保證皮帶的“四點一線”等。

2、變速箱，對長時間運行的變速箱進(jìn)行清洗保養(yǎng)，加大變速箱串軸、異響治理，及時添加潤滑油，加大巡查力度，防止變速箱漏油及潤滑油被盜，對于嚴(yán)重帶病運行的變速箱進(jìn)行及時更換。

3、四連桿機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)對軸承的檢查、保養(yǎng)，對于軸套、滾珠損壞的軸承進(jìn)行及時更換。

4、盤根盒，選摩擦系數(shù)較小的填充料，如石墨等，嚴(yán)禁使用皮帶等摩擦系數(shù)大的填充料;壓力適當(dāng)，以不漏油為宜;使用調(diào)偏光桿密封器，保證盤根盒與光桿對正，防止偏磨。

四、地下抽油系統(tǒng)

地下抽油系統(tǒng)主要有上提泵掛、防止油桿偏磨、定期測試分析光桿功率保證泵充滿系數(shù)、強(qiáng)化作業(yè)監(jiān)督提高作業(yè)質(zhì)量有效防止油管、油泵漏失等，強(qiáng)化井下工具、作業(yè)質(zhì)量的監(jiān)督。

五、綜合治理

油井節(jié)能是通過輸入系統(tǒng)最小的能量汲抽更多的原油，即噸液單耗或百米噸液單耗最低、油井效益最大化，油井節(jié)能應(yīng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，輔助以節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用、節(jié)能措施的實施。首先根據(jù)地層供液能力確定抽油機(jī)、抽油泵，生產(chǎn)參數(shù)，然后根據(jù)生產(chǎn)參數(shù)確定拖動電機(jī)轉(zhuǎn)速、功率，井口配電控制類型、功能;其次，強(qiáng)化油井日常管理，定期測試抽油機(jī)電參數(shù)、分析光桿功率、系統(tǒng)效率，分析存在問題及時整改，保證皮帶輪、皮帶、變速箱“四點一線”、光桿、盤根盒對中，抽油機(jī)平衡。

結(jié)論：

總之，機(jī)采系統(tǒng)的節(jié)能是綜合意義的節(jié)能，影響系統(tǒng)效率的各因素之間相互影響，相互制約，因此油井節(jié)能措施的實施應(yīng)堅持效益第一，抓主要矛盾兼顧次要矛盾，點面結(jié)合，管理與技術(shù)措施并重，才能實現(xiàn)真正意義上的節(jié)能降耗。