DDS電動(dòng)機(jī)在低效特殊油井中的應(yīng)用

韓榮華 張建國(guó) 劉家軍

[摘 要]普通電動(dòng)機(jī)功率大、轉(zhuǎn)速高，工作參數(shù)不能適應(yīng)低效和特殊油井生產(chǎn)的需要。DDS電動(dòng)機(jī)是一種高效節(jié)能三相異步電動(dòng)機(jī)。在純梁采油廠120余口油井的應(yīng)用中，均取得了較好的效果。它具有功率小、極數(shù)多、低轉(zhuǎn)速、多轉(zhuǎn)速等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于低效出砂井、結(jié)垢，在降低電費(fèi)、作業(yè)費(fèi)等方面成效顯著。

[關(guān)鍵詞]DDS；電動(dòng)機(jī)；低效井；特殊油井；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）23-0397-01

前言

為實(shí)現(xiàn)降本增效目標(biāo)，勝利油田分公司純梁采油廠在優(yōu)化油井工作制度、油井間開等措施推廣實(shí)施力度很大，在降低電費(fèi)、作業(yè)費(fèi)等方面見到了很好的效果。但在實(shí)施過程中，部分供液差的油井不適合間開，如出砂、結(jié)垢的油井，這類油井間開停井后，懸浮在井液中的砂粒、垢片在重力作用下沉降到活塞上部，油井開井恢復(fù)難度大，易造成砂卡、垢卡油井，這種卡井屬于硬卡，解卡成功率低，被迫進(jìn)行修井作業(yè)產(chǎn)生大量的修井費(fèi)用。DDS電動(dòng)機(jī)是一種極數(shù)多、低轉(zhuǎn)速、小功率的三相異步電動(dòng)機(jī)，能較好地適應(yīng)低滲油田生產(chǎn)參數(shù)的需要，本文從DDS電動(dòng)機(jī)的性能參數(shù)、特點(diǎn)以及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用入手，詳細(xì)闡述DDS電動(dòng)機(jī)在降本增效中取得的應(yīng)用效果。

一、低效特殊油井生產(chǎn)現(xiàn)狀

“油井間開”是低效井常采用的有效措施之一，是指油井生產(chǎn)一段時(shí)間后，當(dāng)油層供液不足時(shí)，停止生產(chǎn)，恢復(fù)液面，待深井泵達(dá)到一定沉沒度時(shí)，再開井生產(chǎn)的，間歇式的生產(chǎn)方式。這種生產(chǎn)方式對(duì)油井產(chǎn)量影響較小，又降低了生產(chǎn)成本（電費(fèi)）。低效井是指油井供液能力差，生產(chǎn)參數(shù)已調(diào)整到最小，仍然不能滿足油井連續(xù)生產(chǎn)的需要，泵效低于25%的油井。但在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過程中，部分特殊油井不適合間開（特殊井是指稠油、結(jié)蠟、結(jié)垢、出砂、高腐蝕和高氣油比的油井），如出砂、結(jié)垢的油井，這類油井間開停井后，懸浮在井液中的砂粒、垢片在重力作用下沉到活塞上部，油井開井恢復(fù)難度大，易造成砂卡、垢卡油井，這類卡井屬于硬卡，解卡成功率低，只能被迫進(jìn)行修井作業(yè)，不僅影響油井正常生產(chǎn)，還因解卡負(fù)荷過大，造成抽油桿報(bào)廢，修井作業(yè)費(fèi)用高。普通電動(dòng)機(jī)功率大、耗電多、轉(zhuǎn)速高（960r/min），經(jīng)減速皮帶輪、減速箱減速后，游梁式抽油機(jī)沖次只能降到2.2次/分，即便如此，還常因電動(dòng)機(jī)皮帶輪輪徑過小，與皮帶摩擦小、丟轉(zhuǎn)多頻繁出現(xiàn)燒皮帶，造成油井停產(chǎn)，若發(fā)現(xiàn)不及時(shí)出現(xiàn)卡井。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅正理莊采油管理區(qū)出砂、結(jié)垢的低產(chǎn)低液油井達(dá)17口，平均產(chǎn)量1.3t/d，泵效僅16%。普遍采用30KW電動(dòng)機(jī)，功率大，存在“大馬拉小車”現(xiàn)象，浪費(fèi)電能，屬于低產(chǎn)高耗。

二、現(xiàn)狀分析及措施

結(jié)合低效特殊油井生產(chǎn)現(xiàn)狀，經(jīng)過深入分析論證，認(rèn)為以下三項(xiàng)措施能有效改善油井生產(chǎn)狀況：

1、出砂、結(jié)垢的低效特殊油井，不能采取“間開”方式生產(chǎn)，必須連續(xù)生產(chǎn)，避免砂卡、垢卡油井；

2、改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，降低抽油機(jī)沖次；

3、降低電費(fèi)支出，提升油井泵效。

三、電動(dòng)機(jī)調(diào)速的方法

異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速，由異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式n=（1-S）n0=（1-S），可見異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以通過改變電源頻變f1磁極對(duì)數(shù)p或轉(zhuǎn)差率S三種方法調(diào)節(jié)。既變頻法調(diào)速、變磁極法調(diào)速、轉(zhuǎn)子串電阻法調(diào)速，通過對(duì)比，認(rèn)為“變磁極法調(diào)速”經(jīng)濟(jì)、實(shí)用易實(shí)現(xiàn)。

“變磁極法調(diào)速”，通過改變定子繞組的磁極對(duì)數(shù)來(lái)進(jìn)行調(diào)速的方法實(shí)現(xiàn)“低速、多速”的。圖1所示，是定子繞組的兩種接法，把三組繞組做成相同的兩部分，例如把A相繞組分為A1-X1和A2-X2兩部分（BC兩相也是如此，在圖中未畫出）。當(dāng)這兩部分順向串聯(lián)時(shí)，可得兩對(duì)磁極，如圖1（a）所示。當(dāng)這兩部分反向并聯(lián)時(shí)，可得一對(duì)磁極，如圖1（b）所示。由此可見，后者極對(duì)數(shù)減少一倍，同步轉(zhuǎn)速將增高一倍，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也近于增高一倍。顯然，這種調(diào)速是有級(jí)調(diào)速，轉(zhuǎn)速成倍地變化。此調(diào)速經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便，應(yīng)用廣泛，繞組極對(duì)數(shù)可以改變的電動(dòng)機(jī)稱為多速電動(dòng)機(jī)。

四、DDS電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)及技術(shù)參數(shù)

DDS系列低速多速高效節(jié)能三相異步電動(dòng)機(jī)，專為滿足油田低滲井而開發(fā)的一種高效節(jié)能的電動(dòng)機(jī)，它具有功率小、極數(shù)多、低轉(zhuǎn)速、多轉(zhuǎn)速等特點(diǎn)。

五、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果分析

經(jīng)過綜合分析論證，認(rèn)為DDS280M-24/32-5.5/7.5三相異步電動(dòng)機(jī)，非常適合低效特殊油井低參數(shù)生產(chǎn)需要，正理莊采油管理區(qū)選取9口出砂、結(jié)垢低產(chǎn)低液的油井，更換為DDS280S-24/16-7.5/11三相異步電動(dòng)機(jī)，效果見表2

從表2可以看出，更換DDS電動(dòng)機(jī)后，抽油機(jī)沖次井均下降1.4r/min的情況下，油井產(chǎn)量基本未受影響，平均泵效由13%提升到36.7%，油井供排關(guān)系得到改善，示功圖、油井工況明顯變好；由于電動(dòng)機(jī)功率小，電流降低，電費(fèi)下降30%，年節(jié)省電費(fèi)：11126*12=13.35萬(wàn)元；由于降低了抽油機(jī)沖次，減少了管桿偏磨頻次，延長(zhǎng)了作業(yè)周期，年節(jié)省修井作業(yè)費(fèi)用32萬(wàn)元。

六、結(jié)論

DDS電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用極大的改善了低效特殊油井的生產(chǎn)狀況，推廣應(yīng)用價(jià)值高，具有如下特點(diǎn)：

1、低轉(zhuǎn)速能較好的改善低液、出砂、結(jié)垢油井工況，示功圖明顯變好，日液維持穩(wěn)定，油井泵效明顯提高。

2、電機(jī)功率、運(yùn)行電流小，電費(fèi)下降30%，節(jié)電效果顯著，經(jīng)濟(jì)效益好。

3、抽油機(jī)沖次降低后，減少了管桿偏磨頻次，作業(yè)周期平均延長(zhǎng)125天，年節(jié)省作業(yè)費(fèi)用32萬(wàn)余元。

參考文獻(xiàn)

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