永磁電機與減速裝置配套使用的效果分析

摘 要：油田所用抽油設備中抽油機占85%以上，而抽油機運轉過程中有近70%的電能白白的損失了。如何在抽油機管理上下功夫，提高油井平衡率，提高抽油機井系統(tǒng)效率，可創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益。因此提高抽油機井的系統(tǒng)效率，提高油田的經(jīng)濟效益具有重要的意義，節(jié)能問題已經(jīng)成為當前要解決的主要問題。永磁電機在現(xiàn)場的應用效果也為大家所肯定。近年來二級減速裝置也因其明顯的節(jié)能效果受到關注，文章將對此展開研究。

關鍵詞：減速裝置；永磁電機；節(jié)能

1 減速裝置與永磁電機簡介

常規(guī)抽油機的電動機輸出軸與減速箱輸入軸之間直接連接皮帶，抽油機的總傳動比由減速箱以及兩個皮帶輪的直徑比決定，受設備影響，最低沖次只能調至3-4次，而減速裝置克服了抽油機設備的限制，利用一套連接在一根軸上大小輪來調節(jié)抽油機的沖次。

永磁電機在額定負載下，其功率因數(shù)和效率都很高（功率因數(shù)達0.92-0.98，效率0.9-0.94左右），而且永磁電機換能效果好，它能有效地把抽油機下行程時的機械功轉變成電能返回電網(wǎng)。此外在不需要補償電容的情況下它具有很高的功率因數(shù)，有效的改善電網(wǎng)的質量，減少線路損耗和變壓器銅耗等優(yōu)點，實現(xiàn)了油田節(jié)能，有效地緩解油田供電緊張的局面。

2 現(xiàn)場試驗運行數(shù)據(jù)分析

某油田共有油井418口，其中406口井均采用抽油機生產，有146口井產液量在2m3/d以下，泵效小于10%，能耗浪費現(xiàn)象嚴重。自6月28日至7月21日，13區(qū)塊共安裝減速裝置9套，其中除30-42井外，其他8口油井均同時安裝永磁電機。

安裝前各井根據(jù)功圖計算的平均產液量為0.8m3/d，安裝后為1.0m3/d；安裝前的平均充滿系數(shù)為0.06，安裝后為0.19；安裝前的平均沖次為3.9次/min，安裝后為1.7次/min。

從功圖計算的結果來看，隨著沖次的降低，功圖充滿系數(shù)有大幅度的上升，計算產量隨之增加。安裝前只對2口井進行了計量車計量，平均產液量為1.25m3/d，而這三口井裝完減速裝置之后的平均計量產量為1.19m3/d，對產量基本沒有影響，而8口井安裝減速裝置之后的平均計量產量為1.15m3/d，與功圖計算產量基本吻合。

節(jié)能方面，裝前各井平均上行電流31A，下行電流22A，裝后平均上行電流為8A，下行電流為2A；由于缺少電流表，裝前只對26-26井進行了電量計量，日耗電180Kw·h/d，裝后對其中的5口井進行了電量計量，平均耗電量為56.2Kw·h/d，借鑒22-34以及26-34兩口井的電量計量結果，13區(qū)塊的油井平均日耗電量為160Kw·h/d，根據(jù)此數(shù)據(jù)計算安裝減速裝置以及節(jié)能電機的綜合節(jié)電率為64.9%。

30-42井單獨安裝了減速裝置，裝前功圖計算產量0.7m3/d，裝后1.0m3/d；裝前的充滿系數(shù)為0.04，裝后為0.16；裝前的沖次為3.7次/min，裝后為2.0次/min；裝前計量產量1.2m3/d，裝后為1.33m3/d；裝前上行電流22A，下行電流17A，裝后分別為19A和15A；裝后平均耗電量60Kw·h/d。安裝前后的數(shù)據(jù)見表1、表2。

前后對比可以看出，在產量沒有大變化的情況下，耗電量大幅度下降。如果正常耗電量同樣按160Kw·h/d計算，單獨安裝減速裝置的節(jié)電率為62.5%。

3 經(jīng)濟效益分析

在不影響產液量的前提下，日平均節(jié)電103.2Kw·h，如果按0.62元/Kw·h計算，日節(jié)省金額64元。

假設油井投產時已安裝永磁電機，減速裝置的成本為2000元/套，成本回收期32天；如果需將異步電動機改造成永磁電動機成本為10000元，加上減速裝置總成本為1.2萬元，成本回收期188天，比單獨安裝永磁電機的成本回收期提前了415天。

30-42井日平均節(jié)電100Kw·h，節(jié)省成本62元，成本回收期33天。

4 結束語

在油田開發(fā)中，由于區(qū)塊滲透性、液體流動性等方面的原因存在許多低產井，這些井泵效低與能耗高問題也越來越明顯，解決這些問題已經(jīng)成為各油田勢在必行的問題。從某石油公司的現(xiàn)場應用效果可以看出減速裝置和永磁電機的節(jié)能效果是很明顯的，尤其是減速裝置的節(jié)能效果更為突出。其不但明顯得改善了泵的充滿系數(shù)，提高了泵效，而且還大大降低了有功消耗和無功消耗，有效的解決了能源浪費的問題。通過經(jīng)濟效益分析，其存在著在油田低產井中大規(guī)模推廣的潛力。

參考文獻

[1]周文躍.沖次對有桿抽油系統(tǒng)的影響分析及抽油機節(jié)能減速裝置的應用[J].石油天然氣學報，2005（S6）.

[2]朱杰，張秋雁，王瑞霞，等.沖次對有桿抽油井開采效果影響評價及減速裝置的應用[J].內蒙古石油化工，2006（03）.

作者簡介：施東（1974，8-），男，黑龍江省大慶人，2008畢業(yè)于大慶石油學院，現(xiàn)從事采油工程工作。