论文部分内容阅读
摘要：本文介绍了胜利油田各采油厂抽油机机采系统现状及目前节能产品应用情况和不足之处，并分析影响其效率的因素。提出了加强油井的日常管理、充分发挥节能技改项目和做好节能宣传教育工作，等提高抽油机系统效率的配套措施，为提高抽油机系统效率，节能降耗提供有益的借鉴。
关键词：抽油机 系统效率 配套措施 应用研究
0 引言
胜利油田常用的机械采油方式为有杆抽油、潜油电泵抽油和螺杆泵抽油等，有杆抽油在1.8万多口机采井中，约占90%。研究有杆抽油系统效率提高的方法，并大力推广配套节电产品，应用新技术、新工艺，对于提高系统效率，节能降耗具有十分重要的意义。本文着重探讨提高有杆采油系统效率的方法，希望对提高采油系统效率有一定的参考作用。
1 当前抽油机生产现状分析
1.1 胜利油田抽油机机采系统生产现状
胜利油田目前处于油气开发的中后期，高含水原油及中低粘原油居多。游梁式抽油机由于具有结构简单、工作平稳、性能可靠等优势而在各油田广泛应用，据统计胜利油田使用的游梁式抽油机占生产井总数的82%以上。
但游梁式抽油机同时又存在能耗大、工作效率低的缺陷。该种抽油机的悬点载荷为周期性变载荷，悬点载荷在减速器曲柄轴上的扭矩曲线与曲柄平衡的正弦曲线差别很大，使曲柄轴上的净扭矩曲线波动很大，甚至出现负值。而普通的三相异步 电动机输出的转速和扭矩基本上恒定不变，为保证抽油机的启动要求和在运行时有足够的过载能力，通常电动机的装机功率较大，而电动机正常工作时均以轻载运行，导致抽油机与电动机的匹配不合理，即造成“大马拉小车”现象。
电动机应处于允许运行状态，即综合效率小于额定综合效率，但大于或等于额定负载时的允许综合效率的运行状态。此时电动机效率为86.7%左右，而额定综合效率为88.7%左右。抽油机运行时普遍存在不平衡现象，导致多数电动机电流变化不均匀，使电动机内耗大大增加，影响抽汲系统的效率。
1.2 节能产品应用情况
为进一步提高机采系统效率就要考虑如何提高电机负载率。目前推广使用的节能产品大多为了解决抽油机电动机的欠载问题。胜利油田对几种节能产品的工作机理效果及适用性进行分析探讨，使其更好地应用于生产，对提高机采系统效率起到一定的现实意义。
1.2.1稀土永磁同步电动机
河口采油厂根据稀土永磁电机的实际特点，针对采油厂55kW电机普遍存在的“大马拉小车”，现象，重点采用永磁电机替换，提高功率因数，降低装机容量。安装前后分别测试了15口油井，发现功率因数平均提高到了0.85以上，负载率平均提高近一倍，系统效率也由原来的18.5%提高到了25.7%。由于稀土永磁同步电动机无滑差，转子上无激波铁铜损耗；电机为双边励磁，且主要是转子永磁体励磁，其功率因数可高达1；功率因数的提高，一方面节约了无功功率，另一方面也使定子电流下降，定子铜损减少，效率提高。另外稀土永磁同步电动机的不变损耗小，可变损耗变化比异步电动机可变损耗变化慢，使其效率特性有高而平的特点，使稀土永磁同步电动机的节能效果比其效率的提高更为明显。但对抽油机的平衡情况没有改善，无法均衡载荷曲线，需借助其它方式平衡载荷。
1.2.2超级节电器
针对严重供液不足或间歇出油的油井，安装超级节电器根据油井产液规律自动控制起、停井。安装后量油时间变短，泵效提高，电机负载率提高，并且由于减少开井时间而节约用电量。
超级节电器在使用时必须加强管理，一是由于常时间停井，冬季易造成堵管线；二是由于自动起停井，需作好各项安全防范工作。
1.2.3星角转换节能控制柜
采用星一三角转换变压技术使电动机转矩跟随负荷变化来提高效率和功率因数。该控制柜在抽油机负荷较大时以380伏角接法运行，负荷减少时切换到220伏星接法运行。例如在启动时采用角型接法，电机在低负载状态运行几分钟后就自动切换为星型接法，降低运行电压，提高机采系统效率。
经过测试发现利用星一三角转换变压技术可以见到明显的节能效果，负载率提高，改善了“大马拉小车”现象，主要适用于工作负载20%以下的油井。不足的是没有解决电动机起动瞬间电流冲击问题，在电压切换过程中电动机也将有瞬时大电流冲击问题。但实际使用中容易发生故障，维护工作量大，设备运行稳定性有待于进一步提高。
2 提高抽油机系统效率的配套措施应用研究
2.1加强油井的日常管理有助于提高系统效率
采油队应该制定切实可行的油井管理制度，不定期的对油井运行情况进行抽查，检查负载率和工作制度是否合理，对电流不平衡、参数配置不合适和负载率低的油井，及时通过调平衡，调参数、换电机等具体措施解决，提高电动机负载率，从而提高采油厂抽油机系统效率。
2.2 充分发挥节能技改项目的作用
①要想使节能产品发挥最大效益，必须重视前期准备工作，包括前期测试，根据产品特点有针对性选择油井等。②在使用过程中进行检测，发现问题及时督促厂家改进。我们认为对于经济寿命为五年的节能产品，在初步完成鉴定之后，半年内应再检测一次，并将测试数据同先期试验数据比较。在剩下的四年时间里每年测一次较合理，并将信息及时反馈给上级有关部门同财务分期付款制度相结合，这无论对节能新产品的更新换代还是企业降本增效都是有益的。③目前社会上节能产品厂家众多，有的厂家技术力量雄厚而有的只不过是临时拼凑的，产品质量难以得到保证。有一些节能产品的性能不稳定，具有短期性，这会给企业带来很大的不应有的损失，而对节能产品进行定期跟踪检测，根据实际情况按比例付款，可有效杜绝假冒伪劣产品，避免许多弊端，对油田的生产管理和节能降耗工作将起到积极作用。
2.3 做好节能宣传教育工作
要利用多种形式大力宣传节能技改工作的重要性和必要性，形成领导重视，职工积极参与的良好氛围，主动管理好实施节能措施的设备，使职工意识到节能技改事关企业的经济效益，与自身利益息息相关。油田是国家能源基地，也是耗能大户，因此做好节能工作刻不容缓。
3 结束语
本文从分析胜利油田抽油机使用现状分析了影响抽油机系统效率的影响因素。并针对这些影响因素，提出了提高抽油机系统效率的措施和方法，指出通过加强油井的日常管理、充分发挥节能技改项目和做好节能宣传教育工作，为提高抽油机系统效率，节能降耗提供有益的借鉴。
参考文献
[1]张继震，等.游梁抽油机的用电发电与节电[J].石油矿场机械，2001， （4）
[2]范凤英.提高抽油机井系统效率技术[M].东营：石油大学出版社，2001
作者简介：李建林，男，1976年3月出生，助理工程师，从事采油技术工作。
关键词：抽油机 系统效率 配套措施 应用研究
0 引言
胜利油田常用的机械采油方式为有杆抽油、潜油电泵抽油和螺杆泵抽油等，有杆抽油在1.8万多口机采井中，约占90%。研究有杆抽油系统效率提高的方法，并大力推广配套节电产品，应用新技术、新工艺，对于提高系统效率，节能降耗具有十分重要的意义。本文着重探讨提高有杆采油系统效率的方法，希望对提高采油系统效率有一定的参考作用。
1 当前抽油机生产现状分析
1.1 胜利油田抽油机机采系统生产现状
胜利油田目前处于油气开发的中后期，高含水原油及中低粘原油居多。游梁式抽油机由于具有结构简单、工作平稳、性能可靠等优势而在各油田广泛应用，据统计胜利油田使用的游梁式抽油机占生产井总数的82%以上。
但游梁式抽油机同时又存在能耗大、工作效率低的缺陷。该种抽油机的悬点载荷为周期性变载荷，悬点载荷在减速器曲柄轴上的扭矩曲线与曲柄平衡的正弦曲线差别很大，使曲柄轴上的净扭矩曲线波动很大，甚至出现负值。而普通的三相异步 电动机输出的转速和扭矩基本上恒定不变，为保证抽油机的启动要求和在运行时有足够的过载能力，通常电动机的装机功率较大，而电动机正常工作时均以轻载运行，导致抽油机与电动机的匹配不合理，即造成“大马拉小车”现象。
电动机应处于允许运行状态，即综合效率小于额定综合效率，但大于或等于额定负载时的允许综合效率的运行状态。此时电动机效率为86.7%左右，而额定综合效率为88.7%左右。抽油机运行时普遍存在不平衡现象，导致多数电动机电流变化不均匀，使电动机内耗大大增加，影响抽汲系统的效率。
1.2 节能产品应用情况
为进一步提高机采系统效率就要考虑如何提高电机负载率。目前推广使用的节能产品大多为了解决抽油机电动机的欠载问题。胜利油田对几种节能产品的工作机理效果及适用性进行分析探讨，使其更好地应用于生产，对提高机采系统效率起到一定的现实意义。
1.2.1稀土永磁同步电动机
河口采油厂根据稀土永磁电机的实际特点，针对采油厂55kW电机普遍存在的“大马拉小车”，现象，重点采用永磁电机替换，提高功率因数，降低装机容量。安装前后分别测试了15口油井，发现功率因数平均提高到了0.85以上，负载率平均提高近一倍，系统效率也由原来的18.5%提高到了25.7%。由于稀土永磁同步电动机无滑差，转子上无激波铁铜损耗；电机为双边励磁，且主要是转子永磁体励磁，其功率因数可高达1；功率因数的提高，一方面节约了无功功率，另一方面也使定子电流下降，定子铜损减少，效率提高。另外稀土永磁同步电动机的不变损耗小，可变损耗变化比异步电动机可变损耗变化慢，使其效率特性有高而平的特点，使稀土永磁同步电动机的节能效果比其效率的提高更为明显。但对抽油机的平衡情况没有改善，无法均衡载荷曲线，需借助其它方式平衡载荷。
1.2.2超级节电器
针对严重供液不足或间歇出油的油井，安装超级节电器根据油井产液规律自动控制起、停井。安装后量油时间变短，泵效提高，电机负载率提高，并且由于减少开井时间而节约用电量。
超级节电器在使用时必须加强管理，一是由于常时间停井，冬季易造成堵管线；二是由于自动起停井，需作好各项安全防范工作。
1.2.3星角转换节能控制柜
采用星一三角转换变压技术使电动机转矩跟随负荷变化来提高效率和功率因数。该控制柜在抽油机负荷较大时以380伏角接法运行，负荷减少时切换到220伏星接法运行。例如在启动时采用角型接法，电机在低负载状态运行几分钟后就自动切换为星型接法，降低运行电压，提高机采系统效率。
经过测试发现利用星一三角转换变压技术可以见到明显的节能效果，负载率提高，改善了“大马拉小车”现象，主要适用于工作负载20%以下的油井。不足的是没有解决电动机起动瞬间电流冲击问题，在电压切换过程中电动机也将有瞬时大电流冲击问题。但实际使用中容易发生故障，维护工作量大，设备运行稳定性有待于进一步提高。
2 提高抽油机系统效率的配套措施应用研究
2.1加强油井的日常管理有助于提高系统效率
采油队应该制定切实可行的油井管理制度，不定期的对油井运行情况进行抽查，检查负载率和工作制度是否合理，对电流不平衡、参数配置不合适和负载率低的油井，及时通过调平衡，调参数、换电机等具体措施解决，提高电动机负载率，从而提高采油厂抽油机系统效率。
2.2 充分发挥节能技改项目的作用
①要想使节能产品发挥最大效益，必须重视前期准备工作，包括前期测试，根据产品特点有针对性选择油井等。②在使用过程中进行检测，发现问题及时督促厂家改进。我们认为对于经济寿命为五年的节能产品，在初步完成鉴定之后，半年内应再检测一次，并将测试数据同先期试验数据比较。在剩下的四年时间里每年测一次较合理，并将信息及时反馈给上级有关部门同财务分期付款制度相结合，这无论对节能新产品的更新换代还是企业降本增效都是有益的。③目前社会上节能产品厂家众多，有的厂家技术力量雄厚而有的只不过是临时拼凑的，产品质量难以得到保证。有一些节能产品的性能不稳定，具有短期性，这会给企业带来很大的不应有的损失，而对节能产品进行定期跟踪检测，根据实际情况按比例付款，可有效杜绝假冒伪劣产品，避免许多弊端，对油田的生产管理和节能降耗工作将起到积极作用。
2.3 做好节能宣传教育工作
要利用多种形式大力宣传节能技改工作的重要性和必要性，形成领导重视，职工积极参与的良好氛围，主动管理好实施节能措施的设备，使职工意识到节能技改事关企业的经济效益，与自身利益息息相关。油田是国家能源基地，也是耗能大户，因此做好节能工作刻不容缓。
3 结束语
本文从分析胜利油田抽油机使用现状分析了影响抽油机系统效率的影响因素。并针对这些影响因素，提出了提高抽油机系统效率的措施和方法，指出通过加强油井的日常管理、充分发挥节能技改项目和做好节能宣传教育工作，为提高抽油机系统效率，节能降耗提供有益的借鉴。
参考文献
[1]张继震，等.游梁抽油机的用电发电与节电[J].石油矿场机械，2001， （4）
[2]范凤英.提高抽油机井系统效率技术[M].东营：石油大学出版社，2001
作者简介：李建林，男，1976年3月出生，助理工程师，从事采油技术工作。