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【分类号】：TG333.7
一、笔架岭油田用电现状
笔架岭油田地理位置位于辽宁省盘山县境内，大凌河入海口附近。
经过多年的生产，相当规模的油井已由开发初期具备自喷能力的高产井转为当前依靠人工举升方式的低产井，不断降低的产量输出与持续增加的产能消耗的矛盾日益显现，而采油系统的抽油机则是耗电大户，目前，笔架岭作业区开井23口，以表1为例，2012年笔架岭作业区总用电量为299.92萬度，抽油机单项用电量为208.69万度，占全区总用电量的69.58%。
二、耗电原因分析
影响作业区主要耗电因素是抽油机耗电，通过多方面论证，节电设备的老化或者未安装以及工作制度不合理这两点原因是抽油机耗电巨大的主要因素：
1、工作制度的不合理造成抽油机能耗增大
（1）平衡率降低的原因
从2009年至今，随着液量的逐年降低，泵挂也在逐年加深，很多抽油机平衡率也发生了重大变化。
（2）对产能较低的井原抽油泵已不能满足需要
随着产能的递减，动液面的不断降低，原来的大泵已经不能发挥其作用，充满系数降低、管杆干磨，不但增大了能耗，而且也增加了作业井次。
（3）合理降低冲次
随着油田开发，老井产能不断降低，如果按照原有的高冲次进行生产，地层液量供应不及时，泵来不及充满便进行提升，进行了大量的无效工作，造成巨大的电能浪费。
（4）地层出砂和油管结蜡日趋严重
当出现地层出砂、油井结蜡的情况时，抽油杆的运行阻力会增加，使得抽油机的负荷增大，导致电机的功率上升，从而降低了系统效率。
2、节能设备的老化与应用不广泛、及时，导致抽油机不能够及时按照产量进行更改生产制度，若要采用常规的调皮带轮大小、曲柄距离，不但耗时耗力，也增加了风险。
三、抽油机节能技术的应用及优化
1、油井参数的调整
（1）提高平衡率
从2009年至今，随着液量的逐年降低，泵挂也在逐年加深，很多抽油机平衡率也发生了重大变化，笔架岭作业区根据各井电流变化，及时调整各井的平衡度，使得抽油机在平衡率上对节能作出了很大贡献。
（2）对产能较低的井使用小泵深抽
针对产能的递减，动液面的不断降低，笔架岭作业区采取对整井进行优化，缩小泵径来提高泵的充满系数、增加泵深来加大泵的沉没度，进而提高泵效，提升系统效率降低耗电量。
（3）合理降低冲次
随着油田开发，老井产能不断降低，如果按照原有的高冲次进行生产，地层液量供应不及时，泵来不及充满便进行提升，进行了大量的无效工作，造成巨大的电能浪费。因此，根据产能及时并且合理降低冲次就能够在保证产液量不变的情况下，大大提升有功功率，进而达到节能效果。
（4）控制地层出砂和油管结蜡
使用滑动式扶正器配合内涂层油管增加油管光滑度，进而达到减小抽油杆摩擦力和防止蜡附着的效果。同时采用定期热洗、油井套管点滴加清防蜡剂等一系列配套措施，有效的解决了这一难题。
2、节能设备的应用
笔架岭油田于1993年开始开发，经历了初期上产，中期产量下降和目前稳产三个阶段，一直采取天然能量开采，直至2009年，节能设备开始陆续使用。
（1）、智能间开控制柜的使用
2009年下半年，笔架岭作业区将部分供液能力差的井全部安装了智能间开控制柜。
抽油机常常处于半负荷或轻负荷的工作状态。但是它做的功常常是无用功或部分无用功，而且在抽油机半负荷运转时一些现象会随之产生：
①抽油机运行的声音变小。
②抽汲时向上运行的速度会变快。
③抽至地面的流体的量会明显减少。
④电流和功率因数会明显下降。
这样，通过应用智能化控制手段，令抽油机的工作能力与油井负荷建立起优化的匹配关系，就可以大幅度地节省抽油机用电。
（2）、节能电机与变频柜的配套使用
笔架岭作业区于2010年8月对6口抽油机井实施YGT抽油机节能电动机与节能控制器及其技术，能提升机采效率、大大提高电机功率因数、减轻电网及变压器的运营压力、开拓“增容”节支，同时通过动态调控抽油机的冲次及上下行程的速度，能增加泵的充满度、实现原油产量增产，达到抽油机综合节电率大于15%的效果。
主要技术指标：
①效率高：比传统直流电机高出5%-30%
②高转矩：可高达两倍
③过载容量高：负载转矩变动在200%内输出转速不变
④节电率：15%以上
（3）、调速电机与变频柜的配套使用
该配套应用设备是利用矢量控制原理，通过电流跟踪调功技术与变频互补控制技术相结合，实现了对抽油机电动机的类矢量变频控制目的。同时还将抽油机因位能转换而产生的势能转换成符合国家电网标准的电能直接反馈给电网，实现最佳节能目的。同时在抽油机启动时利用直流倍压逆变反馈启动系统，将电动机启动时的供电电压瞬时提高一倍左右。大扭矩变频调速专用电动机，使电动机在启动时实现低频率、高电压、大扭矩低速平稳启动。使电动机的启动扭矩增加3倍以上，利用这一特性，解决了抽油机电动机大马拉小车的问题，可将抽油机配备的电动机功率降低50%左右，也能保证抽油机正常平稳启动运行。这就确保了该套设备的高节电率。
调速电机与变频柜的组合应用对抽油机的运行实施全天候运行监测，实时跟踪控制抽油机的运行参数，可根据井下泵阀漏失、油井供液量及产液量的变化情况在一定范围内自动无级调节抽油机运行参数，优选最佳抽汲参数，始终保持供采平衡，减少漏失，提高单位时间产液量，充分提高抽油泵的充满系数，提高泵效，或根据对油井工况的判断情况实现闭环控制，实现油井产量最大化，以达到抽油机的最佳功效。利用这一特性并可预防抽油机经常出现的砂卡事故发生。
从2012年开始，笔架岭作业区在新井架607-1-3、架607-1-5、架607-3-3，老井架7-k1上应用该设备后，使得原每口14型抽油机井由44KW电机更换为22KW电机，单井平均1天耗电量由原375度减至300度，冲次调整后电量能够继续下降。
四、应用效果评价
通过多项技术在笔架岭油田上的应用，取得了以下明显的效果：
1、耗电量明显降低
从表中我们能明显的看出，三年来，笔架岭油田耗电量在持续平稳的下降，优化措施工作得到肯定。
2、采油指标大幅度提高
五、经济效益分析
本项目采取小泵深抽累増油1020t，共投入资金9万×4台（调速电机）+5万×6台（变频）+3万×8台（间开）=90万元，吨油成本按800元/t计算，目前原油外销价格为2680元/t，总体效益分析如下
总产出： 1020×（2680-800）=191.8万元
总投入： 90万元+3.5万×4井次=104万元
节省电费： 10.44+13.9+7.53+44.58=76.45万元
净效益： 191.8-104+76.45=164.25万元
投入产出比：104：164.25=1：1.58
六、结论
1、节电设备的应用与普及，是节能降耗的重中之重，也是未来油田节能创效的必然选择。
2、抽油机工作制度的管理，对油井的上产，能耗的降低，起着不可忽视的作用。
一、笔架岭油田用电现状
笔架岭油田地理位置位于辽宁省盘山县境内，大凌河入海口附近。
经过多年的生产，相当规模的油井已由开发初期具备自喷能力的高产井转为当前依靠人工举升方式的低产井，不断降低的产量输出与持续增加的产能消耗的矛盾日益显现，而采油系统的抽油机则是耗电大户，目前，笔架岭作业区开井23口，以表1为例，2012年笔架岭作业区总用电量为299.92萬度，抽油机单项用电量为208.69万度，占全区总用电量的69.58%。
二、耗电原因分析
影响作业区主要耗电因素是抽油机耗电，通过多方面论证，节电设备的老化或者未安装以及工作制度不合理这两点原因是抽油机耗电巨大的主要因素：
1、工作制度的不合理造成抽油机能耗增大
（1）平衡率降低的原因
从2009年至今，随着液量的逐年降低，泵挂也在逐年加深，很多抽油机平衡率也发生了重大变化。
（2）对产能较低的井原抽油泵已不能满足需要
随着产能的递减，动液面的不断降低，原来的大泵已经不能发挥其作用，充满系数降低、管杆干磨，不但增大了能耗，而且也增加了作业井次。
（3）合理降低冲次
随着油田开发，老井产能不断降低，如果按照原有的高冲次进行生产，地层液量供应不及时，泵来不及充满便进行提升，进行了大量的无效工作，造成巨大的电能浪费。
（4）地层出砂和油管结蜡日趋严重
当出现地层出砂、油井结蜡的情况时，抽油杆的运行阻力会增加，使得抽油机的负荷增大，导致电机的功率上升，从而降低了系统效率。
2、节能设备的老化与应用不广泛、及时，导致抽油机不能够及时按照产量进行更改生产制度，若要采用常规的调皮带轮大小、曲柄距离，不但耗时耗力，也增加了风险。
三、抽油机节能技术的应用及优化
1、油井参数的调整
（1）提高平衡率
从2009年至今，随着液量的逐年降低，泵挂也在逐年加深，很多抽油机平衡率也发生了重大变化，笔架岭作业区根据各井电流变化，及时调整各井的平衡度，使得抽油机在平衡率上对节能作出了很大贡献。
（2）对产能较低的井使用小泵深抽
针对产能的递减，动液面的不断降低，笔架岭作业区采取对整井进行优化，缩小泵径来提高泵的充满系数、增加泵深来加大泵的沉没度，进而提高泵效，提升系统效率降低耗电量。
（3）合理降低冲次
随着油田开发，老井产能不断降低，如果按照原有的高冲次进行生产，地层液量供应不及时，泵来不及充满便进行提升，进行了大量的无效工作，造成巨大的电能浪费。因此，根据产能及时并且合理降低冲次就能够在保证产液量不变的情况下，大大提升有功功率，进而达到节能效果。
（4）控制地层出砂和油管结蜡
使用滑动式扶正器配合内涂层油管增加油管光滑度，进而达到减小抽油杆摩擦力和防止蜡附着的效果。同时采用定期热洗、油井套管点滴加清防蜡剂等一系列配套措施，有效的解决了这一难题。
2、节能设备的应用
笔架岭油田于1993年开始开发，经历了初期上产，中期产量下降和目前稳产三个阶段，一直采取天然能量开采，直至2009年，节能设备开始陆续使用。
（1）、智能间开控制柜的使用
2009年下半年，笔架岭作业区将部分供液能力差的井全部安装了智能间开控制柜。
抽油机常常处于半负荷或轻负荷的工作状态。但是它做的功常常是无用功或部分无用功，而且在抽油机半负荷运转时一些现象会随之产生：
①抽油机运行的声音变小。
②抽汲时向上运行的速度会变快。
③抽至地面的流体的量会明显减少。
④电流和功率因数会明显下降。
这样，通过应用智能化控制手段，令抽油机的工作能力与油井负荷建立起优化的匹配关系，就可以大幅度地节省抽油机用电。
（2）、节能电机与变频柜的配套使用
笔架岭作业区于2010年8月对6口抽油机井实施YGT抽油机节能电动机与节能控制器及其技术，能提升机采效率、大大提高电机功率因数、减轻电网及变压器的运营压力、开拓“增容”节支，同时通过动态调控抽油机的冲次及上下行程的速度，能增加泵的充满度、实现原油产量增产，达到抽油机综合节电率大于15%的效果。
主要技术指标：
①效率高：比传统直流电机高出5%-30%
②高转矩：可高达两倍
③过载容量高：负载转矩变动在200%内输出转速不变
④节电率：15%以上
（3）、调速电机与变频柜的配套使用
该配套应用设备是利用矢量控制原理，通过电流跟踪调功技术与变频互补控制技术相结合，实现了对抽油机电动机的类矢量变频控制目的。同时还将抽油机因位能转换而产生的势能转换成符合国家电网标准的电能直接反馈给电网，实现最佳节能目的。同时在抽油机启动时利用直流倍压逆变反馈启动系统，将电动机启动时的供电电压瞬时提高一倍左右。大扭矩变频调速专用电动机，使电动机在启动时实现低频率、高电压、大扭矩低速平稳启动。使电动机的启动扭矩增加3倍以上，利用这一特性，解决了抽油机电动机大马拉小车的问题，可将抽油机配备的电动机功率降低50%左右，也能保证抽油机正常平稳启动运行。这就确保了该套设备的高节电率。
调速电机与变频柜的组合应用对抽油机的运行实施全天候运行监测，实时跟踪控制抽油机的运行参数，可根据井下泵阀漏失、油井供液量及产液量的变化情况在一定范围内自动无级调节抽油机运行参数，优选最佳抽汲参数，始终保持供采平衡，减少漏失，提高单位时间产液量，充分提高抽油泵的充满系数，提高泵效，或根据对油井工况的判断情况实现闭环控制，实现油井产量最大化，以达到抽油机的最佳功效。利用这一特性并可预防抽油机经常出现的砂卡事故发生。
从2012年开始，笔架岭作业区在新井架607-1-3、架607-1-5、架607-3-3，老井架7-k1上应用该设备后，使得原每口14型抽油机井由44KW电机更换为22KW电机，单井平均1天耗电量由原375度减至300度，冲次调整后电量能够继续下降。
四、应用效果评价
通过多项技术在笔架岭油田上的应用，取得了以下明显的效果：
1、耗电量明显降低
从表中我们能明显的看出，三年来，笔架岭油田耗电量在持续平稳的下降，优化措施工作得到肯定。
2、采油指标大幅度提高
五、经济效益分析
本项目采取小泵深抽累増油1020t，共投入资金9万×4台（调速电机）+5万×6台（变频）+3万×8台（间开）=90万元，吨油成本按800元/t计算，目前原油外销价格为2680元/t，总体效益分析如下
总产出： 1020×（2680-800）=191.8万元
总投入： 90万元+3.5万×4井次=104万元
节省电费： 10.44+13.9+7.53+44.58=76.45万元
净效益： 191.8-104+76.45=164.25万元
投入产出比：104：164.25=1：1.58
六、结论
1、节电设备的应用与普及，是节能降耗的重中之重，也是未来油田节能创效的必然选择。
2、抽油机工作制度的管理，对油井的上产，能耗的降低，起着不可忽视的作用。