游梁式抽油機井發(fā)電問題探討

張忠杰（大慶油田技術(shù)監(jiān)督中心）

游梁式抽油機因其技術(shù)成熟可靠，一直是油田主力采油設備，游梁式抽油機在整個工作循環(huán)內(nèi)載荷是不均勻的，如果平衡狀況不好，無論上沖程還是下沖程都會引起抽油機對電動機做功，使電動機處于發(fā)電運行狀態(tài)，也就是出現(xiàn)發(fā)電現(xiàn)象，此時抽油機運行就是一個電能轉(zhuǎn)換機械能與機械能轉(zhuǎn)化電能的過程[1-3]，這種現(xiàn)象會引起抽油機整個系統(tǒng)效率降低、能耗增加，同時還會造成電網(wǎng)能量反復吞吐問題，會影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量。

1 游梁式抽油機井發(fā)電變化規(guī)律

為了研究抽油機發(fā)電量受平衡狀況的影響規(guī)律，在標準模擬井（常規(guī)游梁式抽油機CYJ10-3-37HB，泵深1000m）應用日置3169功率分析儀，分別測試了同種工況不同電流平衡率的電參數(shù)，通過測試結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，由于游梁式抽油機固有的運動和動力特性，在不采取任何控制措施的情況下，無論怎樣調(diào)整平衡，電動機發(fā)電現(xiàn)象大部分情況下都存在，只是受平衡影響發(fā)電多少不一樣，即發(fā)電電量不一樣，見表1。

從不同電流平衡率發(fā)電變化情況可以看出，隨著電流平衡逐漸增大，上沖程呈現(xiàn)發(fā)電從零逐漸增大的變化趨勢；下沖程呈現(xiàn)從發(fā)電較大到接近零的變化趨勢，發(fā)電越小，抽油機能耗越低。

表1 標準井不同平衡率能耗測試數(shù)據(jù)

2 目前對發(fā)電的處理方法

石油天然氣行業(yè)標準SY/T5264—2006《油田生產(chǎn)系統(tǒng)能耗測試和計算方法》規(guī)定，在計算輸入功率時，要減掉發(fā)電，也就是認為抽油機把電網(wǎng)輸送來的電又返回給電網(wǎng)一部分。大慶油田進行節(jié)能產(chǎn)品評價時執(zhí)行該標準，而國內(nèi)有其他油田把發(fā)電電量算到已耗電量部分。

2.1 發(fā)電不同處理方法對抽油機井系統(tǒng)效率值的影響

表2 不同發(fā)電處理方法抽油機井系統(tǒng)效率計算

表3 不同發(fā)電處理方法對節(jié)能產(chǎn)品評價影響表（標準井泵徑φ44mm、沖程3m、沖速9min-1）

從表2標準井系統(tǒng)效率分析可以看出，如果按行業(yè)標準SY/T5264—2006，計算電動機功率時減掉發(fā)電，與不減發(fā)電對比，所計算出的抽油機井系統(tǒng)效率要平均高出6.5個百分點。

2.2 發(fā)電不同處理方法對節(jié)能產(chǎn)品評價的影響

從表3可以看出，如果按行業(yè)標準SY/T5264—2006，計算電動機功率時減掉發(fā)電，所計算出的節(jié)能產(chǎn)品效果要遠低于不減發(fā)電的效果，這就是有時現(xiàn)場測試的效果要好于正式評價效果的原因之一。

3 發(fā)電是否再利用試驗

3.1 變壓器下端發(fā)電測試試驗

通過一個變壓器同時給下端的標準井抽油機和作業(yè)機供電，標準井工況是泵徑φ44mm，沖程3 m，沖速9min-1，液面860m，作業(yè)機空載運行，采用3套3169功率分析儀分別在抽油機和作業(yè)機同時和分別運行的情況下，在分線路和總線路上同時測試（圖1），觀察電表有反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，說明有發(fā)電返回到電表上。電量測試數(shù)據(jù)見表4。

圖1 變壓器下端發(fā)電測試流程圖

表4 標準井變壓器下端抽油機和作業(yè)機耗電測試數(shù)據(jù)

從表4測試結(jié)果看出，作業(yè)機和抽油機同時運轉(zhuǎn)，和二者單獨運轉(zhuǎn)合計相比，總的發(fā)電電量和有功電量均減少，說明發(fā)電已被作業(yè)機利用了一部分。

3.2 變壓器端發(fā)電測試結(jié)果

在標準井抽油機的電動機端和給標準井供電的變壓器端各安裝一套3169功率分析儀，啟動標準井抽油機運行，分別在不同液面情況下同時測試這兩端的有功功率和發(fā)電功率。

變壓器上端測試數(shù)據(jù)分析說明，發(fā)電可以返回到變壓器上端電網(wǎng)上，但返回比例很小，只有1%左右的發(fā)電電量返回到了變壓器上端，大部分都在返回路上損耗掉了。

4 結(jié)論

1）電動機發(fā)電量可以被同一變壓器下的其它電器所利用，但大慶油田大部分都是一臺變壓器帶一口抽油機井，所發(fā)出的電量基本都被損耗掉了，已無法被電網(wǎng)上其它電器所利用。

2）既然發(fā)電量無法被電網(wǎng)有效利用，在評價節(jié)能產(chǎn)品效果和計算系統(tǒng)效率時，不應該減掉發(fā)電，所以有必要修改節(jié)能產(chǎn)品評價標準。

3）完全消除發(fā)電的節(jié)能技術(shù)應該是抽油機井節(jié)能技術(shù)的合理發(fā)展方向。

4）發(fā)電返回電網(wǎng)對電網(wǎng)的供電質(zhì)量產(chǎn)生多大影響還有待于電力專家們開展進一步研究工作。

[1]金鋒.抽油機節(jié)能研究[J].油氣田地面工程,1998,17(5):1-4.

[2]張繼震,馬廣杰,孫景麗,等.游梁抽油機的用電發(fā)電與節(jié)電[J].石油礦場機械,2001,30（4）:36-38.

[3]孫正貴,徐軍,匡耀武,等.游梁式抽油機的倒發(fā)電現(xiàn)象的消除與節(jié)能[J].承德石油高等?？茖W報,2003,5（1）:28-30.