譚智 羅樹國 曹鼎洪 劉洪軍 侯志欣 謝芳 (大慶油田有限責任公司第七采油廠)
抽油機井變頻控制技術節(jié)能效果評價
譚智 羅樹國 曹鼎洪 劉洪軍 侯志欣 謝芳 (大慶油田有限責任公司第七采油廠)
抽油機井變頻控制技術能夠通過優(yōu)化調整電動機轉速,降低電動機的輸出功率峰值和波動范圍,使電動機的運行軌跡和抽油機的運行狀態(tài)更加合理。最終該技術能夠達到降低抽油機井舉升能耗,改善深井泵工作狀態(tài),提高抽油機井系統效率的目的。結合現場實測數據對該技術進行效果分析,為變頻控制技術在油田上的進一步推廣提供參考。
抽油機井;變頻;控制;技術
隨著變頻控制技術的迅速發(fā)展[1],抽油機的運行狀態(tài)得到了較好的改善。變頻控制技術是集信息、自控、計算機、調速、傳感器等技術為一體的電動機控制技術,該技術主要是通過監(jiān)測電動機的負載變化規(guī)律,對電動機的運行過程實現模糊控制,使電動機始終保持最佳狀態(tài)下運行,有效地降低電動機的功率損耗,解決抽油機的載荷過低問題。抽油機井變頻控制技術具有以下特點:
1)具有軟啟動功能,可以使電動機的輸入電流、輸出扭矩和輸出功率均從零平滑上升至正常運行狀態(tài),消減啟動峰值。
2)通過降低高扭矩區(qū)的電動機轉速,實現降低電動機峰值功率的目的。
3)當電動機輸出軸的轉速高于電動機磁場轉速時,電動機存在負發(fā)電現象,該裝置此時通過提高電動機轉速,使電動機磁場轉速大于或等于電動機輸出軸的轉速,消除電動機負發(fā)電的問題。
4)通過參數設定,縮短光桿在上死點和下死點的停留時間,從而縮短閥球的停滯時間,減少泵漏失量。
5)考慮電動機的使用壽命,將沖速的調整范圍設定為20%~120%,在此范圍內,可以對沖速進行手動或自動的無級調整。
在葡萄花油田1#井上試驗抽油機井變頻控制技術,試驗后,該井沖速由4.4 min-1降到3.6 min-1,產液量穩(wěn)定,沉沒度由88.4 m上升到129.1 m,系統效率由6.3%提高到8.2%(表1)。
表1 生產參數測試效果對比
2.1電參數測試
使用CDY-1A型測電參數測試儀測試,該井安裝功率隨動數控裝置后,日節(jié)電17.9 kWh,有功節(jié)電率達到27.1%,綜合節(jié)電率達到34.2%;使用日制3166型電參數測試儀對該井測試2次,日節(jié)電分別為23.8 kWh和19.4 kWh,有功節(jié)電率分別為38.2%和31.3%,綜合節(jié)電率分別為38.4%和31.6%(表2)。
2.2工況測試
在試驗井上使用俄羅斯DK500型次聲波回聲儀對安裝前后的功圖變化情況進行了測試。從測試結果看,功圖充滿度提高,功況趨于合理(圖1)。
通過以上測試數據可以看出,應用抽油機井變頻控制技術后,可以在保證產液量不降的前提下,動態(tài)調整沖速,提高泵的充滿程度并減少漏失量,進而改善功況運行狀態(tài),同時降低舉升能耗,提高系統效率。
隨著試驗的深入,現場又抽取7口井進行效果跟蹤對比(表3),平均單井噸液百米耗電由20.07 kWh下降到16.66 kWh,節(jié)電率達到16.99%。從跟蹤效果看,無功功率下降較為明顯,功率因數均達到了0.8以上,同時負功功率由0.214 kW降為0 kW,有效地消除了負功對電動機的影響。
圖1 試驗前后功圖測試效果對比
抽油機井變頻控制技術是在抽油機運行的全過程中,通過對電動機轉速的動態(tài)調控,使電動機實現低轉速高功率、高轉速低功率運行目的,從而有效降低電動機輸出功率的峰值和波動范圍,最終達到最大限度地降低抽油機井舉升能耗的目的。從現場應用情況看,抽油機井變頻控制技術可以在保證產液量不降的前提下,根據油井功況變化,動態(tài)調整抽汲頻率,改善電動機運行狀態(tài),實現單井產量和能耗的最佳匹配。
[1]孫曉麗.功率隨動數控拖動裝置的應用效果分析[J].石油石化節(jié)能,2012(11):15-18.
(編輯 李珊梅)
表2 電參數測試效果對比
表3 測試井效果對比
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10.3969/j.issn.2095-1493.2016.08.008
2016-03-15
譚智,工程師,2006年畢業(yè)于大慶石油學院(油氣儲運工程專業(yè)),從事油田綜合管理等工作,E-mail:tanzhi@petrochina.com. cn,地址:黑龍江省大慶市大同區(qū)第七采油廠油田管理部,163517。