抽油機(jī)用三相高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)節(jié)能效果

周杰 何健 郝軍 劉凱敏 韓海成

（1.長(zhǎng)慶油田公司技術(shù)監(jiān)測(cè)中心；2.中國(guó)石油測(cè)井有限公司華北事業(yè)部；3.中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院江漢機(jī)械研究所；4.長(zhǎng)慶油田公司物資供應(yīng)處；5.長(zhǎng)慶油田公司第一采油廠）

抽油機(jī)用三相高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)節(jié)能效果

周杰1何健2郝軍3劉凱敏4韓海成5

（1.長(zhǎng)慶油田公司技術(shù)監(jiān)測(cè)中心；2.中國(guó)石油測(cè)井有限公司華北事業(yè)部；3.中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院江漢機(jī)械研究所；4.長(zhǎng)慶油田公司物資供應(yīng)處；5.長(zhǎng)慶油田公司第一采油廠）

為了提高抽油機(jī)系統(tǒng)效率，降低能源浪費(fèi)，通過(guò)將抽油機(jī)普通三相異步電動(dòng)機(jī)更換為YCH系列三相高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)，并合理匹配電動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用分析，實(shí)現(xiàn)了降低抽油機(jī)地面能耗的效果，從而為優(yōu)化油井工作參數(shù)、提高系統(tǒng)效率提供技術(shù)保障。

三相高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)；效果分析；節(jié)能

油田生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿Χ枷脑诔橛蜋C(jī)上，抽油機(jī)一般由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)抽油桿的上下運(yùn)動(dòng)將原油抽到地面的管網(wǎng)中[1]，由于低滲透油藏的特點(diǎn)，大部分抽油機(jī)效率很低，能源浪費(fèi)的現(xiàn)象比較嚴(yán)重。因此，需要高功效、高節(jié)能的抽油輔助設(shè)備，減少電能在抽油機(jī)上的浪費(fèi)，提高抽油機(jī)工作效率。針對(duì)抽油機(jī)運(yùn)載時(shí)效率低、能耗高等問(wèn)題，通過(guò)在長(zhǎng)慶環(huán)江油田進(jìn)行抽油機(jī)YCH系列三相高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)更換試驗(yàn)，分析應(yīng)用效果，提高電動(dòng)機(jī)的效率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

1 YCH系列三相高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)

1.1 工作條件及主要性能參數(shù)

參考有關(guān)資料[2]，YCH系列三相高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)（以下簡(jiǎn)稱電動(dòng)機(jī)）主要是為游梁式抽油機(jī)制造的動(dòng)力設(shè)備。YCH系列三相高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)技術(shù)規(guī)格見(jiàn)表1。

1.2 工作原理

六級(jí)電動(dòng)機(jī)有四種轉(zhuǎn)矩輸出（功率輸出），八級(jí)電動(dòng)機(jī)有三種轉(zhuǎn)矩輸出，通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)繞組的九根引出線的連接方式得到不同的輸出轉(zhuǎn)矩[3]。高轉(zhuǎn)矩輸出時(shí)接成三角形，此時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩最大，而轉(zhuǎn)差率最??；低轉(zhuǎn)矩輸出時(shí)接成星形，輸出轉(zhuǎn)矩最小，轉(zhuǎn)差率最大，這種轉(zhuǎn)矩輸出可使抽油機(jī)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速變化達(dá)到最大，從而可使減速箱的最大凈扭矩達(dá)到最小值；介于高、低轉(zhuǎn)矩型式之間還有中轉(zhuǎn)矩及中低轉(zhuǎn)矩（八級(jí)電動(dòng)機(jī)無(wú)中低轉(zhuǎn)矩），接成延邊三角形。

1.3 裝置特性

1）高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)游梁式抽油機(jī)在低滲透油田具有較為明顯的節(jié)能作用。

2）高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)與抽油機(jī)合理匹配，功率自動(dòng)變換，可根據(jù)油井載荷情況自動(dòng)實(shí)現(xiàn)高、中、低三種功率轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)節(jié)能[4]。

3）提高電動(dòng)機(jī)負(fù)載率和功率因數(shù)，降低工作熱電流，降低線損和無(wú)功功率。

4）電動(dòng)機(jī)的軟特性可大大減少乃至消除發(fā)電現(xiàn)象，不僅降低對(duì)供電容量的需求，也減少能量無(wú)用吞吐過(guò)程中的損耗；同時(shí)有效保護(hù)減速箱、抽油桿，提高泵的充滿度。

5）電動(dòng)機(jī)可改善電力輸送系統(tǒng)的工作狀況，減輕電網(wǎng)負(fù)荷，減少諧波影響，減少無(wú)功用量，提高有功利用率[5]。

2 應(yīng)用效果

對(duì)環(huán)江油田羅141-7井組使用抽油機(jī)YCH系列三相高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)前后效果進(jìn)行對(duì)比測(cè)試（表2），發(fā)現(xiàn)使用抽油機(jī)YCH系列三相高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)之后系統(tǒng)效率平均提高2.54%，日有功節(jié)電量平均為9.32 kWh（圖1）。

3 經(jīng)濟(jì)效益

通過(guò)對(duì)比測(cè)試，使用抽油機(jī)YCH系列三相高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)之后節(jié)電效果顯著。

表1 電動(dòng)機(jī)技術(shù)規(guī)格

表2 應(yīng)用抽油機(jī)YCH系列三相高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)效果比較

圖1 CMS油氣分離測(cè)量系統(tǒng)

3.1 直接經(jīng)濟(jì)效益

安裝該電動(dòng)機(jī)后，單井日節(jié)電9.32 kWh，每年按300 d計(jì)算，單井年累計(jì)節(jié)電0.28×104kWh，折合標(biāo)煤0.94 t。每度電按0.7元計(jì)算，則單井年節(jié)約費(fèi)用1957元。

3.2 社會(huì)效益

實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)的智能控制，提高了管理水平和生產(chǎn)效率，適應(yīng)長(zhǎng)慶油田有質(zhì)量、有效益、可持續(xù)發(fā)展建設(shè)的需求。

4 結(jié)論

1）環(huán)江油田應(yīng)用抽油機(jī)YCH系列三相高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)，有效地解決了低滲透油田油井系統(tǒng)效率低、能耗高的問(wèn)題。該技術(shù)的應(yīng)用能提高抽油機(jī)系統(tǒng)效率和電動(dòng)機(jī)的有功功率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、增效的目的。

2）多功率電動(dòng)機(jī)是根據(jù)抽油機(jī)負(fù)載大小實(shí)時(shí)功率轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)節(jié)能，因此多功率電動(dòng)機(jī)適用于井底不穩(wěn)定的井。

[1]薄保中，姜衍智，王軍民，等.論抽油機(jī)電機(jī)的運(yùn)行工況與節(jié)能[J].油氣田地面工程，2001，2（3）：24-25.

[2]李璐.抽油機(jī)節(jié)能的有效手段[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009，25（9）：82-83.

[3]劉承榆.超高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)抽油機(jī)的節(jié)能機(jī)理[J].節(jié)能技術(shù)，1991，2（5）：2-6.

[4]孫世明，蔡利，張志超.高轉(zhuǎn)差率電機(jī)驅(qū)動(dòng)抽油機(jī)系統(tǒng)的耗能分析[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，1989，3（10）：34-40.

[5]李春紅，馮子明，李子良，等.高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)負(fù)載特性試驗(yàn)研究[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械，2015，1（1）：44-47.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.08.006

2017-03-14

（編輯 張興平）

周杰，工程師，2013年畢業(yè)于西安石油大學(xué)，從事油氣田節(jié)能環(huán)保技術(shù)研究工作，E-mail：zhj002_cq@petrochina.com. cn，地址：陜西省西安市經(jīng)開(kāi)區(qū)鳳和路，710018。