關(guān)于機械采油系統(tǒng)的節(jié)能方法探討

【摘要】節(jié)能減排是當今社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容，是推動社會和諧發(fā)展的重要舉措。石油開采業(yè)作為推動我國國民經(jīng)濟增長的重要支柱產(chǎn)業(yè)，更應(yīng)積極地采取節(jié)能減排措施，降低耗能，減少污染物的排放，使產(chǎn)業(yè)的各項運行指標都滿足節(jié)能減排的指標要求。本文針對石油產(chǎn)業(yè)機械采油系統(tǒng)中存在的問題進行了分析，并根據(jù)問題提出了相應(yīng)的節(jié)能方法。

【關(guān)鍵詞】機械采油；節(jié)能；節(jié)能設(shè)備

1、機械采油系統(tǒng)的能耗指標

1.1有功功率

機械采油系統(tǒng)的有功功率是指將電能轉(zhuǎn)化供機械系統(tǒng)及各種用電設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的電功率。具體來講機械采油系統(tǒng)的有功功率主要指的是通過電能轉(zhuǎn)換為電機的動能，帶動抽油機運轉(zhuǎn)的功率，其中抽油機運轉(zhuǎn)過程中會在井下受到桿柱結(jié)構(gòu)、泵徑、沖程及抽油機的平衡水平等諸多因素的影響，會產(chǎn)生能耗。

1.2無功功率

無功功率是用來建立和維持磁場的電功率，不對外做功。主要用來反映電網(wǎng)與電氣負載間交換電能的規(guī)模，相對有功功率無功功率比較抽象，但實際上無功功率也會對供電系統(tǒng)及用電產(chǎn)生一定的不良影響，如電功率不穩(wěn)定會影響有功功率，降低供電能力，功率因數(shù)電壓下降等，進而增加電能的損耗。

1.3功率因數(shù)功率

功率因數(shù)功率主要用來衡量電氣設(shè)備的使用情況及用電管理水平和電能利用率。

2、機械采油系統(tǒng)存在的能耗問題

通常機械采油系統(tǒng)的裝機容量較小，只占油田裝機總?cè)萘康娜种?，但是機械采油系統(tǒng)機組的用電量較大，約占油田機組總用電量的二分之一。這就導(dǎo)致抽油機負荷率普遍較低的現(xiàn)象發(fā)生，加大了井下抽油機運轉(zhuǎn)的能耗，此外，在目前的石油開采業(yè)普遍采用的是粗放式管理，只重視石油的開采，而忽視對電氣設(shè)備、機械設(shè)備的維護管理及技術(shù)、工藝的改進，即機械采油系統(tǒng)的功率因數(shù)低，電網(wǎng)的電能損耗率高。通常存在用配電機容量大于抽油機功率的現(xiàn)象，使得電能資源嚴重浪費。

3、實現(xiàn)機械采油系統(tǒng)節(jié)能的方法和措施

3.1采用機械采油節(jié)能設(shè)備

倡導(dǎo)節(jié)能減排、積極地采取節(jié)能措施不僅能解決機械采油系統(tǒng)能耗高問題，還能有效地提高經(jīng)濟效益和社會效益，對推動社會的發(fā)展與進步有著積極的影響。現(xiàn)如今，世界各國都在加大對節(jié)能設(shè)備的科研力度，力爭從機械采油設(shè)備方面降低耗能。目前，石油勘探開發(fā)領(lǐng)域出現(xiàn)了多種節(jié)能設(shè)備，其中按節(jié)電性能原理分類可分為兩大類，即無功補償和調(diào)壓。如WCYJT 12-6-5.4-Z智能型節(jié)能長沖程曳引抽油機，該類型抽油機的主要特點是運轉(zhuǎn)性能好，負荷大、噪音小、結(jié)構(gòu)簡單合理，另外又融入了智能化技術(shù)，其安全性和穩(wěn)定性都比較高。其中抽油機的沖次、沖程采用PLC在線編程控制器進行調(diào)解，設(shè)置有缺相保護、超載超速保護裝置。抽油機設(shè)置有越位保護和失載保護裝置，操作維護方便，并且該裝置體積小，避免了因占地面積大給作業(yè)活動空間帶來不便的問題。

另外對常規(guī)游梁式抽油機也增加了相應(yīng)的節(jié)能裝置，如HD系統(tǒng)的節(jié)能傳動裝置、NKJN-W55型智能節(jié)電控制柜、HCC-018A型抽油機變頻智能控制裝置、多功能節(jié)能控制柜等。以上節(jié)能控制柜都采用目前技術(shù)領(lǐng)域成熟的變頻技術(shù)，在抽油機的控制系統(tǒng)上實行了軟啟動、軟停止，避免了因抽油機電機硬啟動而造成對電機的損壞，延長了電機的生命活動周期。變頻節(jié)能電控柜技術(shù)可轉(zhuǎn)化負功并反饋給電網(wǎng)，解決了負功污染電網(wǎng)的問題，相應(yīng)地也減少了電能的損耗，同時節(jié)能電控柜系統(tǒng)可自動調(diào)整抽油機的運行參數(shù)，優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)，提高負載率，起到了節(jié)能降耗的作用。

但就國產(chǎn)的節(jié)能控制柜在應(yīng)用中的效果來看，并不是很理想，存在運行可靠性、穩(wěn)定性和適用性差的問題，起不到真正節(jié)能減排的作用，通過分析其控制原理我們可以得知，節(jié)能控制柜的可控硅相調(diào)壓會產(chǎn)生諧波，而諧波會隨著調(diào)壓幅度的增大而發(fā)生變化，即諧波增大對電網(wǎng)造成污染，同時在諧波的影響下會產(chǎn)生高頻制動轉(zhuǎn)矩，影響了電機的正常運轉(zhuǎn)。雖然目前的節(jié)能電控柜采用的電容補償方式來降低能耗，但減少的只是無功功率損耗，而有功功率的損耗還沒有實施相應(yīng)的節(jié)能措施。為了能夠有效解決節(jié)能電控柜穩(wěn)定性、可靠性及實用、無功、有功合理節(jié)能降耗的問題，下面將介紹一種新型的節(jié)能裝置，即BJK節(jié)能裝置。該裝置的工作原理是運用單片機來實施對采油系統(tǒng)的控制，實現(xiàn)對電機保護和運行控制的目的。此裝置由電容動態(tài)補償和調(diào)壓裝置組成。通過單片機內(nèi)的傳感器獲得信號，進而結(jié)合負載變化對調(diào)壓裝置發(fā)出控制命令，電壓經(jīng)調(diào)整后達到電機正常運行的需求，有效地降低了電機有功功率的損耗。

3.2其它節(jié)能措施

3.2.1合理選用節(jié)能產(chǎn)品

針對目前機械采油系統(tǒng)配電容量和實際需求不匹配的問題，要認真分析機械采油系統(tǒng)配電容量和生產(chǎn)實踐中電機的負載率之間的匹配程度，進而合理選擇適合油田生產(chǎn)所用的節(jié)能型電機。

3.2.2提高效率因數(shù)

基于采油現(xiàn)場環(huán)境及設(shè)備所處地下環(huán)境復(fù)雜，抽油機的負載方式又是動性負載，為了能實現(xiàn)設(shè)備的正常啟動良好運轉(zhuǎn)，無功數(shù)值要達到一定程度，不能過小，如果降低了功率因數(shù)，會產(chǎn)生大量的無功網(wǎng)損。因此采用無功就地補償?shù)拇胧┛梢杂行У販p少電網(wǎng)的無功損耗。

3.2.3間歇抽油，改進傳動部分

間歇抽油法適用于低產(chǎn)油井，基于此類油井供液能力差，相應(yīng)地抽油泵充滿系統(tǒng)也較低，泵效不高。傳動部分可改為節(jié)能聯(lián)軸器或者是節(jié)能開傳動皮帶，能起到一定的節(jié)能降耗的作用。

3.2.3調(diào)整抽油機的平衡狀況

基于抽油機所處環(huán)境的復(fù)雜性及不穩(wěn)定性，可能會在運行一段時間后其平衡塊會發(fā)生偏移，抽油機一旦在運轉(zhuǎn)過程中平衡塊發(fā)生偏移，抽油機的有功功率的損耗就會增加。為了降低抽油機有功功率損耗可考慮在游梁末端加設(shè)一個平衡塊，通過調(diào)節(jié)加設(shè)的平衡塊來調(diào)節(jié)抽油機的平衡性。

參考文獻

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