抽油機節(jié)能減速器的應(yīng)用分析

單建良

（勝利油田臨盤采油廠設(shè)備管理科，山東 臨盤 251507）

一、抽油機節(jié)能減速器的應(yīng)用目的及意義

在油田開發(fā)中后期，有三種類型的油井需要低沖次（4次/min）生產(chǎn)：油井供液不足而導(dǎo)致泵效降低甚至空抽現(xiàn)象的油井，稠油井、出砂油井，桿、管偏磨的油井。

目前國內(nèi)低沖次技術(shù)主要采取以下幾種方法：①改小電機的皮帶輪直徑，但當(dāng)抽油機電機的皮帶輪直徑小于160mm時，易使皮帶輪和皮帶之間因包角太小打滑，且最小沖次在4次，不能滿足4次以下參數(shù)的需要；②使用高極數(shù)電機，降低轉(zhuǎn)速。但使用高極數(shù)電機成本增加，同時4次以下也不能滿足；③采用電磁調(diào)速電機，使抽油機達到0～9次的無級變速。但調(diào)速電機勵磁部分耗能大，造成低沖次下的能耗反而增加，且單機一次性投入成本高，維修運行費用高，同時功率因數(shù)下降；④采用變頻調(diào)速器，但成本高，管理難度大。

據(jù)統(tǒng)計，臨盤采油廠有需低沖次優(yōu)化的油井442口，占開井?dāng)?shù)的1/3?！伴L沖程、慢沖次”是機采系統(tǒng)推廣的一項節(jié)能手段。在勝利油田分公司萬余口油井中，需低沖次生產(chǎn)的油井就有幾千口，采用抽油機節(jié)能減速器是解決這一問題的有效途徑。

二、工作原理

在抽油機的電機和變速箱之間增加一個節(jié)能減速器，該節(jié)能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，軸承支座通過螺栓固定在抽油機底座上，大皮帶輪通過皮帶與電機相連，小皮帶輪與抽油機皮帶輪通過皮帶相連接。通過加大傳動比，使電機功率降低，滿足抽油機懸點負荷的要求。要解決的問題就是使抽油機的沖次降低，實現(xiàn)抽油機的有效功率與電動機的功率相匹配，達到節(jié)能的終目的。

具體實施方式：電機經(jīng)皮帶輪通過小皮帶與節(jié)能減速器大皮帶輪相連，大皮帶輪和小皮帶輪通過軸和軸承固定在軸承支座上，軸承支座通過固定螺栓固定在底座上，小皮帶輪通過抽油機皮帶與抽油機皮帶輪相連。電機皮帶輪采用大小組合輪，可實行有級變速，如還不滿足要求，可更換皮帶輪，皮帶輪與電機采用內(nèi)張式連接，拆卸方便。這樣解決了抽油機“大馬拉小車”的現(xiàn)象，使電機功率大大下降，采用小功率電機就可滿足抽油機低沖次運行。

三、適用條件

1.泵效低于30%的供液不足井。

2.地層膠結(jié)疏松需用4次以下沖次控制采液強度的出砂井。

3.稠油造成光桿下行滯后，需用4次/min以下的井。

4.桿管偏磨嚴重的油井。

四、效果分析

1.整體效果。在臨盤采油廠、魯明濟北公司、東勝公司、華北油田已推廣應(yīng)用共計450臺，平均沖次由3.7次/min下降至2.3次/min，平均單井有功電量由原日耗電151.6kW·h將至81.3kW·h，日節(jié)電70.6kW·h，無故障運行時間最長已達7 000h。

2.數(shù)據(jù)觀測（見表1）。平均有功節(jié)電率54.3%，綜合節(jié)電率49.5%。

五、技術(shù)特點

1.兩降：一是降低配置電機的額定功率，與調(diào)速電機功率相比，平均額定功率下降10kW，降低率為33%。二是降低機電無功損耗，與調(diào)速電機相比，抽油機節(jié)能減速器具有傳動效率高、損耗低的特點。在1.5次/min以下的參數(shù)運行狀態(tài)，其節(jié)電率高達60%以上。

表1 勝利石油管理局能源監(jiān)測站的檢測報告數(shù)據(jù)

2.兩穩(wěn)：一是啟動平穩(wěn)，二是抽油機運轉(zhuǎn)均衡平穩(wěn)。

3.一優(yōu)化：優(yōu)化了油井的運行參數(shù)，提高了泵效，減輕了桿管磨損，延長了油井免修期。

六、經(jīng)濟效益

1.設(shè)備投入降低。在目前采用變頻調(diào)速技術(shù)（單臺價格7萬元以上）、空抽智能控制器（單臺價格3萬元以上）、調(diào)速電機等多種降沖次技術(shù)中，以價格最低的調(diào)速電機作比較，一臺30kW調(diào)速電機1.9萬元，一臺22kW普通電機配置節(jié)能減速器1.0萬元，減少設(shè)備一次性投入0.9萬元。

2.電費節(jié)約。按每天平均單井有功節(jié)電量70.6kW·h計算，年節(jié)電：年平均應(yīng)用天數(shù)×平均日節(jié)電量×電價=300×70.6×0.57=1.2萬元。按已改造的450臺計算，全年節(jié)約940萬元。預(yù)計推廣3 000臺，3年內(nèi)預(yù)計可獲節(jié)電直接效益1.35億元。

3.維護費降低。調(diào)速電機的平均年維護費用在1萬元以上，而節(jié)能減速器是免維護裝置。