论文部分内容阅读
摘要：针对目前抽油机井能耗高的问题，筛选出节能效果好的进行优化组合。通过现场试验，建议新上抽油机使用应以节能抽油机为主，节能型拖动装置为辅，并且匹配要合理；对于供液不足井，应采用调速电机、智能间抽技术。通过节能降耗技术的应用，可有效降低抽油机耗电量。
关键词：抽油机井；节能抽油机；合理匹配
1 目前在用节能降耗技术
1.1 节能抽油机
孤岛采油厂孤四区技术和管理人员对抽油机井在用的节能抽油机的节能效果进行了测试，效果较好的抽油机见表1。
双驴头抽油机节能原理：该机以常规抽油机为基础，对四连杆机构进行了改进，采用变径圆弧状游梁后臂，游梁与横梁间采用柔性连接件等特殊结构。由于变参数四连杆机构的作用，使其扭矩变化接近正弦规律，静扭矩波动较小，从而达到节能的目的。
下偏杠铃抽油机节能原理：下偏杠铃复合抽油机工作时，游梁偏置平衡重心的运动轨迹是一段圆弧，当重心处于游梁回转中心的水平线上时，其重力矩最大；当重心处于回转中心的垂直线时，其重力矩最小。利用这一变矩原理与曲柄平衡共同作用，可有效削减峰值扭矩，改善抽油机曲柄轴净扭矩曲线的形状和大小，使其波动平缓，并且消除负扭矩，减小抽油机的周期载荷波动系数，提高电动机的工作效率。
摩擦换向抽油机节能原理：摩擦换向抽油机工作时，以功率因数 cosφ=1的开关磁阻电动机为原动机，使用智能模拟及数字混合控制，采用摩擦轮传动作为工作机构，机械传动路线短、效率高，实现了正反转换向，启动换向平稳、冲击小，且冲程、冲次均可独立无级调节，控制抽油杆上行及下行速度，有效地降低了电动机输出扭矩的峰值，再加上直接平衡的作用，最终实现降低电机功率的目的。
1.2 节能拖动装置
1.2.1节能电机
目前约70%的抽油机电机平均负载率小于40%，运行效率低于80%，“大马拉小车”现象较为普遍，使配电线路的功率因数降低，配电线路网损增大。造成这一现象的原因为：游梁式抽油机是一个四连杆机构，启动时静载力矩较大，正常工作时驴头悬点载荷是交变的，其负荷特性也是交变的，电机的电流、功率、功率因数随着抽油杆上下冲程的变化而变化。为了克服启动时负载的静载力矩，对于普通的Y系列电机只得加大容量，这就造成了“大马拉小车”。对三类6种电机进行了测试评价，结果见表2。
1.2.2节电箱
节电箱节电原理及特性如下：
①电机定子绕组Y-△转换技术。主要是通过自动控制实现电机Y-△转换，从而提高电机负载率，同时以电流、电压为取样元，作为电机过载、缺相等保护的控制信号，并跟踪反馈，使电机输入功率随负载的变化而同步变化，强制降低电机的有功和无功损耗，从而达到节电的目的。
②功率因数控制器调压技术。主要是采用单片机实时检测功率因数，自动控制双向可控硅的开启角来调节电机的供电电压，从而达到节电的目的。该技术对负荷的适用范围比较大，使电机既可以全压启动又能降压运行，电机始终在高负荷状态下运行，提高了功率因数。但是在实际应用过程中节电效果不太理想，主要原因是电压的变化速率跟不上电流的变化速率。
③无功补偿技术。主要是采用加装一定容量的电容器对电网进行无功补偿，消除无功电流以提高功率因数，降低供电变压器负荷，从而降低网损达到节电的目的。
2 节能降耗技术在抽油机井上使用效果
不同的节能技术在一定的条件下都具有节能效果，但并不是将所有的节能技术用在一起，节能效果就最好，而是需要综合考虑节能产品的合理优化组合，才能收到最佳的节能效果，获取最大的经济效益。
2.1新井合理选择抽油机井节能产品
采用节能型抽油机与节能拖动装置后，在节能拖动装置与节能型抽油机功能互补的情况下，最终节电率小于二者之和；而在二者不能达到功能互补的情况下，最终节电率将低于节能效果最好的设备甚至无节能效果。
偏置机+高转差电机的效果不如偏置机+普通电机的效果好，甚至无节能效果。
在模拟试验井上进行了节能抽油机+节能电机+节电箱的组合评价试验。试验表明，双驴头抽油机+节能电机+调压箱的叠加效果低于双驴头抽油机十YMJ电机+普通控制箱的节能效果。
综上所述，在新区产能建设中，我们必须合理选择抽油机井节能产品，使之达到合理匹配，才能收到最佳的节能效果，取得最好的经济效益。
2.2 供液不足井的节能降耗
在供液不足井上应用抽油机智能间歇节电控制装置，该装置是利用短波吸收原理，自动采集出液管内的气液比，当出液管内的气液比大于75%时整时停机（表3）。
统计有对比资料的8口井，智能间抽时平均日产油比连续生产时上升0.4t/d，平均日耗电量比连续生产时下降50kW.h。
3 认识与结论
（1）目前应用的节能产品在不同并况下其节能效果有很大的差别，电机的负荷率越低，节能效果越好，反之越差。
（2）新区应选择节能抽油机为主，节能型拖动装置为辅，并且其匹配要合理。
（3）对于供液不足井，宜采用调速电机、智能间抽技术，可以取得较好的节能效果。
参考文献
[l]单永平等.节能降耗技术在抽油机井的应用.《油田节能》 2004 第4期.
关键词：抽油机井；节能抽油机；合理匹配
1 目前在用节能降耗技术
1.1 节能抽油机
孤岛采油厂孤四区技术和管理人员对抽油机井在用的节能抽油机的节能效果进行了测试，效果较好的抽油机见表1。
双驴头抽油机节能原理：该机以常规抽油机为基础，对四连杆机构进行了改进，采用变径圆弧状游梁后臂，游梁与横梁间采用柔性连接件等特殊结构。由于变参数四连杆机构的作用，使其扭矩变化接近正弦规律，静扭矩波动较小，从而达到节能的目的。
下偏杠铃抽油机节能原理：下偏杠铃复合抽油机工作时，游梁偏置平衡重心的运动轨迹是一段圆弧，当重心处于游梁回转中心的水平线上时，其重力矩最大；当重心处于回转中心的垂直线时，其重力矩最小。利用这一变矩原理与曲柄平衡共同作用，可有效削减峰值扭矩，改善抽油机曲柄轴净扭矩曲线的形状和大小，使其波动平缓，并且消除负扭矩，减小抽油机的周期载荷波动系数，提高电动机的工作效率。
摩擦换向抽油机节能原理：摩擦换向抽油机工作时，以功率因数 cosφ=1的开关磁阻电动机为原动机，使用智能模拟及数字混合控制，采用摩擦轮传动作为工作机构，机械传动路线短、效率高，实现了正反转换向，启动换向平稳、冲击小，且冲程、冲次均可独立无级调节，控制抽油杆上行及下行速度，有效地降低了电动机输出扭矩的峰值，再加上直接平衡的作用，最终实现降低电机功率的目的。
1.2 节能拖动装置
1.2.1节能电机
目前约70%的抽油机电机平均负载率小于40%，运行效率低于80%，“大马拉小车”现象较为普遍，使配电线路的功率因数降低，配电线路网损增大。造成这一现象的原因为：游梁式抽油机是一个四连杆机构，启动时静载力矩较大，正常工作时驴头悬点载荷是交变的，其负荷特性也是交变的，电机的电流、功率、功率因数随着抽油杆上下冲程的变化而变化。为了克服启动时负载的静载力矩，对于普通的Y系列电机只得加大容量，这就造成了“大马拉小车”。对三类6种电机进行了测试评价，结果见表2。
1.2.2节电箱
节电箱节电原理及特性如下：
①电机定子绕组Y-△转换技术。主要是通过自动控制实现电机Y-△转换，从而提高电机负载率，同时以电流、电压为取样元，作为电机过载、缺相等保护的控制信号，并跟踪反馈，使电机输入功率随负载的变化而同步变化，强制降低电机的有功和无功损耗，从而达到节电的目的。
②功率因数控制器调压技术。主要是采用单片机实时检测功率因数，自动控制双向可控硅的开启角来调节电机的供电电压，从而达到节电的目的。该技术对负荷的适用范围比较大，使电机既可以全压启动又能降压运行，电机始终在高负荷状态下运行，提高了功率因数。但是在实际应用过程中节电效果不太理想，主要原因是电压的变化速率跟不上电流的变化速率。
③无功补偿技术。主要是采用加装一定容量的电容器对电网进行无功补偿，消除无功电流以提高功率因数，降低供电变压器负荷，从而降低网损达到节电的目的。
2 节能降耗技术在抽油机井上使用效果
不同的节能技术在一定的条件下都具有节能效果，但并不是将所有的节能技术用在一起，节能效果就最好，而是需要综合考虑节能产品的合理优化组合，才能收到最佳的节能效果，获取最大的经济效益。
2.1新井合理选择抽油机井节能产品
采用节能型抽油机与节能拖动装置后，在节能拖动装置与节能型抽油机功能互补的情况下，最终节电率小于二者之和；而在二者不能达到功能互补的情况下，最终节电率将低于节能效果最好的设备甚至无节能效果。
偏置机+高转差电机的效果不如偏置机+普通电机的效果好，甚至无节能效果。
在模拟试验井上进行了节能抽油机+节能电机+节电箱的组合评价试验。试验表明，双驴头抽油机+节能电机+调压箱的叠加效果低于双驴头抽油机十YMJ电机+普通控制箱的节能效果。
综上所述，在新区产能建设中，我们必须合理选择抽油机井节能产品，使之达到合理匹配，才能收到最佳的节能效果，取得最好的经济效益。
2.2 供液不足井的节能降耗
在供液不足井上应用抽油机智能间歇节电控制装置，该装置是利用短波吸收原理，自动采集出液管内的气液比，当出液管内的气液比大于75%时整时停机（表3）。
统计有对比资料的8口井，智能间抽时平均日产油比连续生产时上升0.4t/d，平均日耗电量比连续生产时下降50kW.h。
3 认识与结论
（1）目前应用的节能产品在不同并况下其节能效果有很大的差别，电机的负荷率越低，节能效果越好，反之越差。
（2）新区应选择节能抽油机为主，节能型拖动装置为辅，并且其匹配要合理。
（3）对于供液不足井，宜采用调速电机、智能间抽技术，可以取得较好的节能效果。
参考文献
[l]单永平等.节能降耗技术在抽油机井的应用.《油田节能》 2004 第4期.