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    抽油井機(jī)電柜適應(yīng)性匹配技術(shù)與優(yōu)化應(yīng)用

    2017-05-16 23:34:49于培曉王霞耿大偉林波
    科學(xué)與財(cái)富 2017年12期
    關(guān)鍵詞:控制柜節(jié)電油田

    于培曉+王霞+耿大偉+林波

    摘 要:目前油田面臨著成本增加,經(jīng)濟(jì)效益下滑的形勢。為控制成本,提高節(jié)能設(shè)備利用效率,提出運(yùn)用已安裝的節(jié)能電動(dòng)機(jī)和控制柜合理匹配構(gòu)想。以Y系列普通電動(dòng)機(jī)和普通控制柜、Y系列普通電動(dòng)機(jī)與節(jié)能控制柜、節(jié)能電動(dòng)機(jī)與普通控制柜能耗組合測試電量為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),對比匹配節(jié)能電動(dòng)機(jī)和節(jié)能控制柜節(jié)電效果,取得各種節(jié)能設(shè)備的適應(yīng)性匹配,指導(dǎo)電動(dòng)機(jī)安裝和設(shè)備對調(diào)工作。

    關(guān)鍵詞:油田;節(jié)能電動(dòng)機(jī);控制柜;合理匹配;節(jié)電

    隨著油田節(jié)能技術(shù)的發(fā)展,各種新興節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于油田節(jié)能設(shè)備中。通過兩種節(jié)能電動(dòng)機(jī)與三種節(jié)能控制柜匹配試驗(yàn),以有功功率、無功功率、綜合節(jié)電率等相關(guān)參數(shù)變化為評價(jià)依據(jù),獲得不同功率利用率的匹配效果。在考慮新老井中抽油機(jī)轉(zhuǎn)矩、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩及安全

    系數(shù)的情況下,以匹配效果作為指導(dǎo),評價(jià)目前抽油機(jī)井節(jié)能狀況,對電動(dòng)機(jī)和控制柜匹配不合理的抽油機(jī)井,實(shí)施設(shè)備對調(diào),提高了節(jié)能設(shè)備的利用效率。

    1現(xiàn)場匹配研究

    1)避免試驗(yàn)成果具有片面性,各挑選5口不同液量級別、沉沒度差異、井況正常井,統(tǒng)計(jì)普通設(shè)備與節(jié)能設(shè)備匹配節(jié)電效果。挑選相同功率高轉(zhuǎn)差電動(dòng)機(jī)、高啟動(dòng)力矩電動(dòng)機(jī)、無功補(bǔ)償控制柜、變頻控制柜、調(diào)壓控制柜與常規(guī)電動(dòng)機(jī)和控制柜。2)挑選上沖程及下沖程電流和功率比例均達(dá)到90%以上平衡井,日產(chǎn)液量接近區(qū)塊平均產(chǎn)液量井,含油飽和度為區(qū)域含油飽和度,沉沒度在合理范圍內(nèi)。按照電動(dòng)機(jī)和控制柜匹配設(shè)計(jì)圖方式統(tǒng)計(jì)節(jié)電效果(圖1)。

    3)根據(jù)百米噸液單耗、有功功率、無功功率、功率因素等數(shù)據(jù),確定節(jié)能設(shè)備匹配節(jié)電效果,從而判定最佳組合方式(表1)。

    2數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

    根據(jù)四種匹配測試數(shù)據(jù)說明,相對于常規(guī)設(shè)備組合,常規(guī)電動(dòng)機(jī)與變頻控制柜組合、高轉(zhuǎn)差電動(dòng)機(jī)與常規(guī)控制柜組合、雙節(jié)能組合節(jié)能效果明顯,節(jié)電率分別為7.3%、8.6%、12.1%,百米噸液單耗下降0.01kWh、0.09kWh。高轉(zhuǎn)差電動(dòng)機(jī)與變頻控制柜組合生產(chǎn)節(jié)電率為12.1%,無功功率下降5.34kvar,百米噸液單耗下降0.15kWh。根據(jù)匹配原則設(shè)計(jì)流程說明,高轉(zhuǎn)差電動(dòng)機(jī)和變頻控制柜適合匹配生產(chǎn)。以同樣的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方式統(tǒng)計(jì)其他它五種節(jié)能方式組合,節(jié)電率均大于單節(jié)能設(shè)備節(jié)電效果,通過對比不同功率利用率區(qū)間節(jié)能組合節(jié)電效果,獲得最佳節(jié)能組合。現(xiàn)場電動(dòng)機(jī)安裝根據(jù)抽油機(jī)凈轉(zhuǎn)矩曲線來計(jì)算均方根轉(zhuǎn)矩,再通過抽油機(jī)折算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩,同時(shí)對比實(shí)際電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩,最終確定電動(dòng)機(jī)所需裝機(jī)功率。出于對電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方面的考慮,新老井的設(shè)備選擇需考慮不同安全系數(shù),新井安全系數(shù)為1.2~1.5,老井安全系數(shù)為1.5~2.0,且井底產(chǎn)液波動(dòng)較大,致使生產(chǎn)井電動(dòng)機(jī)處于不同功率利用率區(qū)間,匹配節(jié)能電動(dòng)機(jī)和控制柜工作,應(yīng)當(dāng)考慮不同區(qū)間節(jié)電效果。根據(jù)電動(dòng)機(jī)不同功率利用率區(qū)間測試數(shù)據(jù)說明,在功率利用率低于20%、有功功率相對較低的情況下,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)為定值情況下無功功率變化不大。相對于調(diào)壓、補(bǔ)償控制柜,由于變頻控制柜無須換小皮帶輪,通過調(diào)整頻率達(dá)到參數(shù)調(diào)整的目的,且能夠大幅度降低無功功率;所以變頻控制柜與高啟動(dòng)力矩電動(dòng)機(jī)、高轉(zhuǎn)差電動(dòng)機(jī)匹配的節(jié)電效果最佳。

    在功率利用率大于20%、有功功率相對較高、載荷較大的情況下,調(diào)壓控制柜通過高壓啟動(dòng)、低壓運(yùn)轉(zhuǎn)的功能,能夠減小有功消耗,從而達(dá)到節(jié)能效果;所以變頻控制柜與高啟動(dòng)力矩電動(dòng)機(jī)、高轉(zhuǎn)差電動(dòng)機(jī)匹配的節(jié)電效果最佳(圖2)。

    針對高轉(zhuǎn)差電動(dòng)機(jī)和高啟動(dòng)力矩電動(dòng)機(jī),在功率利用率處于10%~20%時(shí),匹配變頻控制柜節(jié)電率較其它控制柜高出3%~5%。以平均單井日耗電140kWh計(jì)算,平均節(jié)電率按照4%計(jì)算,日節(jié)電5.6kWh;按照全年365d和電價(jià)0.6381元/kWh計(jì)算,較其他匹配方式單井每年多節(jié)約費(fèi)用0.13萬元。在功率利用率處于20%~30%時(shí),匹配變頻控制柜節(jié)電率較其他控制柜高出1%,平均日節(jié)電1.4kWh。按照全年365d和電價(jià)0.6381元/kWh計(jì)算,單井年節(jié)約費(fèi)用為0.03萬元。

    3結(jié) 論

    1)各功率利用率區(qū)間存在不同節(jié)能電動(dòng)機(jī)和節(jié)能控制柜匹配組合。2)變頻控制柜存在改變頻率功能,與處于低功率利用率區(qū)間節(jié)能電動(dòng)機(jī)匹配節(jié)電效果明顯。3)調(diào)壓控制柜與處于高功率利用率區(qū)間電動(dòng)機(jī)匹配節(jié)電效果明顯。

    參考文獻(xiàn):

    [1] 李林.變頻調(diào)速在電廠節(jié)能中的應(yīng)用[J].資源節(jié)約與環(huán)保,2013(6):8-15.

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