夏友山，陸世宏，湯 強(qiáng)

（吐哈油田魯克沁采油管理區(qū)，新疆鄯善 838202）

0 引言

魯克沁油田屬于稠油油田，具有黏度高、密度大、凝固點(diǎn)高和含氣量少的特性?，F(xiàn)用ⅡCYJQ16-6-89HPB型、CYJW16-5-89HFB型、CYJW18-5-105HF型三種游梁式抽油機(jī)670 余臺(tái)，配套使用45 kW 和55 kW 的三相異步電機(jī)，是油田高能耗設(shè)備，生產(chǎn)成本高。以下為抽油機(jī)電機(jī)三角形接線(xiàn)及△/Y轉(zhuǎn)換型方式運(yùn)行的研究應(yīng)用，通過(guò)電能消耗對(duì)比，分析△/Y轉(zhuǎn)換型節(jié)能控制柜的節(jié)能、效益情況及在魯克沁油田的應(yīng)用前景。

1 抽油機(jī)運(yùn)行現(xiàn)狀

魯克沁油田為稠油油田，井深、抽油機(jī)負(fù)載重。從泵掛深度、最大平均載荷、電機(jī)功率、電機(jī)接線(xiàn)方式、抽油機(jī)啟動(dòng)電流及運(yùn)行電流等方面，對(duì)魯克沁油田600 余臺(tái)抽油機(jī)井現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查。

（1）油井平均泵掛深度在2771 m 左右，最大泵掛深度3300 m，泵掛較深。

（2）油井最大載荷100～140 kN，最大平均載荷120 kN。

（3）ⅡCYJQ16-6-89HPB型、CYJW16-5-89HFB型抽油機(jī)裝配Y315S-10型45 kW 三相異步電機(jī)，CYJW18-5-105HF型抽油機(jī)裝配型號(hào)為Y315M-10 的55 kW 三相異步電機(jī)，均為△接線(xiàn)，電機(jī)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 魯克沁油田抽油機(jī)電機(jī)參數(shù)

（4）CYJW18-5-105HF型抽油機(jī)配備55 kW 電機(jī)，沖程4 m，2.0 沖次/min 或2.5 沖次/min，電機(jī)平均啟動(dòng)最大電流150 A，平均運(yùn)行電流65 A；ⅡCYJQ16-6-89HPB型、CYJW16-5-89HFB型抽油機(jī)配備45 kW 電機(jī)，沖程4 m 或4.8 m，2.0 沖次/min 或2.5 沖次/min，電機(jī)平均啟動(dòng)電流132 A、平均運(yùn)行電流41 A。

可見(jiàn)，抽油井泵掛深、稠油黏度大、密度大是抽油機(jī)載荷大的主要原因，也是配備大功率電機(jī)的關(guān)鍵因素。電機(jī)接線(xiàn)采用△接線(xiàn)能滿(mǎn)足抽油機(jī)井負(fù)載大、啟動(dòng)電流高的要求，但運(yùn)行過(guò)程中電能消耗大，生產(chǎn)成本高。

2 研究思路

電機(jī)的△接線(xiàn)是將各項(xiàng)繞組依次首尾相連，并將每個(gè)相連的點(diǎn)引出，作為三相電的3 個(gè)相線(xiàn)?！鹘泳€(xiàn)電機(jī)的U線(xiàn)=U相，I線(xiàn)=，啟動(dòng)電流大，電機(jī)得以順利啟動(dòng)（圖1）。電機(jī)的Y 接線(xiàn)是將各繞組的一端接在一個(gè)點(diǎn)上，它們的另一端作為引出線(xiàn)，分別為3 個(gè)相線(xiàn)。Y 接線(xiàn)電機(jī)的U相，I線(xiàn)=I相，啟動(dòng)電流小，起輸出功率?。▓D2）。因?yàn)轸斂饲哂吞锍橛途钬?fù)荷大，如果采用Y 接線(xiàn)易導(dǎo)致抽油機(jī)電機(jī)啟動(dòng)困難，甚至無(wú)法正常啟動(dòng)。

圖1 △接線(xiàn)

圖2 Y 接線(xiàn)

利用電機(jī)的△接線(xiàn)和Y 接線(xiàn)原理，通過(guò)在抽油機(jī)啟動(dòng)柜內(nèi)加裝時(shí)間繼電器、交流接觸器等電器元件，將抽油機(jī)啟動(dòng)柜內(nèi)電機(jī)的接線(xiàn)方式改為△接線(xiàn)啟動(dòng)，抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后自動(dòng)轉(zhuǎn)換為Y 接線(xiàn)運(yùn)行（圖3），既可以滿(mǎn)足抽油機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流大的特點(diǎn)，又能滿(mǎn)足抽油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電流小的特點(diǎn)，同時(shí)達(dá)到節(jié)能增效的目的。

圖3 △/Y轉(zhuǎn)換控制原理

3 對(duì)比分析

2019 年7 月份，魯克沁油田改造應(yīng)用了8 臺(tái)抽油機(jī)△/Y轉(zhuǎn)換型節(jié)能控制柜。8 月份采用△接線(xiàn)和△/Y轉(zhuǎn)換模式分別運(yùn)行5 d，即連續(xù)運(yùn)行120 h 的電機(jī)電能消耗監(jiān)測(cè)。電能消耗監(jiān)測(cè)儀表型號(hào)為DT862-4型，電表參數(shù)為3×220/380 V 3×1.5 A 50 Hz 600 r/（kW·h），執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17215.311—2008，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 抽油機(jī)電機(jī)Y 運(yùn)行和△運(yùn)行耗能試驗(yàn)對(duì)比

從表2 可以看出，玉東2-10、玉東2-3、玉東平2、玉東2-99、玉東204-35 等5 臺(tái)CF16型抽油機(jī)由△接線(xiàn)運(yùn)行改為△/Y轉(zhuǎn)換運(yùn)行后，平均日節(jié)電最高88 kW·h，節(jié)電率36.3%，平均日節(jié)電最低48 kW·h，節(jié)電率14.8%，綜合平均節(jié)電率23.3%；玉東平13、玉東2-8、玉東204-38 等3 臺(tái)CF18型抽油機(jī)由△接線(xiàn)運(yùn)行改為△/Y轉(zhuǎn)換運(yùn)行時(shí)，平均日節(jié)電最高56 kW·h，節(jié)電率35.0%，平均日節(jié)電最低12 kW·h，節(jié)電率5.3%，綜合平均節(jié)電率18.2%。8 臺(tái)抽油機(jī)電機(jī)由△接線(xiàn)運(yùn)行改為△/Y轉(zhuǎn)換運(yùn)行后，節(jié)電效果明顯。

4 結(jié)論與應(yīng)用

由監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以得出，將抽油機(jī)啟動(dòng)柜內(nèi)電機(jī)的接線(xiàn)方式改為△接線(xiàn)啟動(dòng)，抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后自動(dòng)轉(zhuǎn)換為Y 接線(xiàn)運(yùn)行，滿(mǎn)足了抽油機(jī)電機(jī)大電流啟動(dòng)、小電流運(yùn)行的要求，達(dá)到了節(jié)能增效的目的。

2019 年9—12 月份，魯克沁油田組織更換了106 臺(tái)△/Y型智能節(jié)能控制柜（圖4）。其中，CF16型抽油機(jī)共安裝了36 臺(tái)，CF18型抽油機(jī)共安裝了70 臺(tái)。截至2019 年12 月30 日，共節(jié)省電量約400 985 kW·h，日節(jié)電4455 kW·h，按照0.72 元/（kW·h）計(jì)算，每年可節(jié)約電費(fèi)117.08 萬(wàn)元，節(jié)能效果顯著，具有進(jìn)一步推廣應(yīng)用的價(jià)值。