△/Y型節(jié)能控制柜在魯克沁油田的研究與應(yīng)用

夏友山，陸世宏，湯 強

（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670 余臺，配套使用45 kW 和55 kW 的三相異步電機，是油田高能耗設(shè)備，生產(chǎn)成本高。以下為抽油機電機三角形接線及△/Y轉(zhuǎn)換型方式運行的研究應(yīng)用，通過電能消耗對比，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 抽油機運行現(xiàn)狀

魯克沁油田為稠油油田，井深、抽油機負(fù)載重。從泵掛深度、最大平均載荷、電機功率、電機接線方式、抽油機啟動電流及運行電流等方面，對魯克沁油田600 余臺抽油機井現(xiàn)場進行調(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型抽油機裝配Y315S-10型45 kW 三相異步電機，CYJW18-5-105HF型抽油機裝配型號為Y315M-10 的55 kW 三相異步電機，均為△接線，電機參數(shù)見表1。

表1 魯克沁油田抽油機電機參數(shù)

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

可見，抽油井泵掛深、稠油黏度大、密度大是抽油機載荷大的主要原因，也是配備大功率電機的關(guān)鍵因素。電機接線采用△接線能滿足抽油機井負(fù)載大、啟動電流高的要求，但運行過程中電能消耗大，生產(chǎn)成本高。

2 研究思路

電機的△接線是將各項繞組依次首尾相連，并將每個相連的點引出，作為三相電的3 個相線?！鹘泳€電機的U線=U相，I線=，啟動電流大，電機得以順利啟動（圖1）。電機的Y 接線是將各繞組的一端接在一個點上，它們的另一端作為引出線，分別為3 個相線。Y 接線電機的U相，I線=I相，啟動電流小，起輸出功率?。▓D2）。因為魯克沁油田抽油井深負(fù)荷大，如果采用Y 接線易導(dǎo)致抽油機電機啟動困難，甚至無法正常啟動。

圖1 △接線

圖2 Y 接線

利用電機的△接線和Y 接線原理，通過在抽油機啟動柜內(nèi)加裝時間繼電器、交流接觸器等電器元件，將抽油機啟動柜內(nèi)電機的接線方式改為△接線啟動，抽油機運轉(zhuǎn)正常后自動轉(zhuǎn)換為Y 接線運行（圖3），既可以滿足抽油機啟動時電流大的特點，又能滿足抽油機正常運轉(zhuǎn)時電流小的特點，同時達到節(jié)能增效的目的。

圖3 △/Y轉(zhuǎn)換控制原理

3 對比分析

2019 年7 月份，魯克沁油田改造應(yīng)用了8 臺抽油機△/Y轉(zhuǎn)換型節(jié)能控制柜。8 月份采用△接線和△/Y轉(zhuǎn)換模式分別運行5 d，即連續(xù)運行120 h 的電機電能消耗監(jiān)測。電能消耗監(jiān)測儀表型號為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)測數(shù)據(jù)見表2。

表2 抽油機電機Y 運行和△運行耗能試驗對比

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CF16型抽油機由△接線運行改為△/Y轉(zhuǎn)換運行后，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CF18型抽油機由△接線運行改為△/Y轉(zhuǎn)換運行時，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 臺抽油機電機由△接線運行改為△/Y轉(zhuǎn)換運行后，節(jié)電效果明顯。

4 結(jié)論與應(yīng)用

由監(jiān)測數(shù)據(jù)可以得出，將抽油機啟動柜內(nèi)電機的接線方式改為△接線啟動，抽油機運轉(zhuǎn)正常后自動轉(zhuǎn)換為Y 接線運行，滿足了抽油機電機大電流啟動、小電流運行的要求，達到了節(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△/Y型智能節(jié)能控制柜（圖4）。其中，CF16型抽油機共安裝了36 臺，CF18型抽油機共安裝了70 臺。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）計算，每年可節(jié)約電費117.08 萬元，節(jié)能效果顯著，具有進一步推廣應(yīng)用的價值。