论文部分内容阅读
【摘要】抽油井耗电主要由3部分组成：井筒耗能、抽油机、电机耗能和输电线路损耗。为了有效地降低抽油井耗电量，公司做了种种有效的措施如在降低井筒耗能方面采取优化生产参数、加药热洗降粘等措施；在降低抽油机、电机耗能方面采取及时调整抽油机平衡、合理匹配电机、落实抽油机保养、调整工作、新工艺新技术尝试等措施；在降低输电线路耗能方面采取实施节能技改、单井计量等措施。通过以上一系列工作的展开，有效地降低了抽油井耗电量，收到明显效果，真正做到了降本增效。
【关键词】抽油井耗电 井筒耗能 抽油机、电机耗能 输电线路损耗
分类号：TE933
一、前言
曲堤油田2011年度全年电费消耗1866.8万元，其中抽油井电费成本为1230.8万元，占公司总耗电量的65.6%。因此有效地降低抽油井耗电量，是降本增效、增强企业竞争力的有效途径。
二、抽油井耗电量构成分析
抽油井耗电可以看成由三部分组成：（1）、井筒耗能：提升产液量举升到井口所耗电。（2）、抽油机、电机耗能：抽油机四联杆机构、电机、皮带、毛辫子传动、电机损耗。（3）、电路损耗：变压器、电缆铜损、线损及附加损耗。
三、抽油井节电措施及效果
降低抽油井耗电量涉及到采油队生产、技术、管理的方方面面，是一项系统工程。我们针对抽油井耗电量的组成部分，有的放矢的采取措施，取得明显效果。
1、井筒耗能
（1）优化生产参数
①上提泵挂.沉没度的大小与油井产液量、油气比、原油粘度、含水等因素有关，一般来讲，动液面在保持一定的情况下，并不是沉没度越大越好，而是有一个合理的界限。计算时一般取沉没度为300米，稠油井400-500米。具体到生产中就是上提泵挂。2012年上半年实施4口井，不仅节省了大量的管杆材，而且在节能降耗，偏磨治理，延长检泵周期中也取得很大效益。4口井上提泵挂前平均单井日耗电量729Kw.h，上提泵挂后平均单井日耗电量为616Kw.h，平均日节电113Kw.h。节电效果明显。
②降低冲次
在抽油井的设计中，抽油机的惯性负荷与抽油机冲次n的平方成正比，其影响程度，以57泵，泵深1600m，动液面1400m的井为例，计算结果见下表2。因此我们在设计中，在满足液量的情况下，应选择长冲程，低冲次减少惯性载荷对抽油机的影响。实现节电的目的。曲堤油田目前大多采用辅助减速器来实现降低冲次，辅助减速器由一个轴承支座和两个大小不同的皮带轮组成，大皮带轮与电机通过皮带相连接，小皮带轮与抽油机皮带轮通过原皮带相连接。启动电机后，电机的皮带轮通过皮带带动大皮带轮转动，减速后通过中轴传给小皮带轮（减速比为电机皮带轮直径与大皮带轮直径之比），小皮带轮获得大转矩、慢转速后，通过抽油机原皮带带动抽油机慢冲次运行。辅助减速器的使用增加了机械传动耗能，但它直接降低了冲次，降低了耗能，从整体来说节电效果明显，一般视前后冲次而言能够降低耗能1/3左右。上辅助减速器降低冲次后缓解了供液不足的矛盾，节电效果也相当明显。
（2）热洗加药降粘
抽油杆在井筒中的摩擦力会显著增加悬点最大载荷，减少悬点最小载荷，加大载荷的变化幅度，这不但给抽油机的工作带来不利影响，而且使功率消耗大大增加。对于采油队来说油稠与结蜡是造成抽油杆在井筒中的摩擦力显著增加、抽油机负荷上升、单井耗电量增加的主要原因。加药热洗作为油井日常清蜡、降粘等日常维护工作的主要手段，可以有效地降低抽油机负荷，减少了油井耗电量。如XI37-X4在进行井筒加药维护后载荷变化明显，见图1，日耗电量平均降低67kw.h。
2、抽油机电机耗能
（1）及时调整抽油机平衡。抽油机平衡不良时会出现发电现象，导致大量电能损耗。抽油机平衡越差，电机输入功率越大，耗电量越高。下图2是根据油田实测数据，做出的一般情况下，游梁机平衡率与耗能的关系曲线。从图2中看出，平衡率在80100%时抽油机耗量最低。当平衡率达120%以上时，比80%时1小时多耗电0.25kw.h ，平衡率低于70%后，比80%时1小时多耗电约0.15kw.h。为此我们对抽油机进一步加强了平衡率的调整工作，自觉提高了平衡率标准（90%-110%），及时调整不平衡抽油机，对降低油井耗电起到了积极作用。目前现场一般采用两种方法调整抽油机平衡：电流法和功率法。曲堤油田低压井较多、受无功功率干扰存在假平衡的现象比较严重，我们对于调平衡后电流法判断为平衡较好，但耗电量却升高的井则利用功率曲线重新调整抽油机平衡，消除电流假平衡现象，效果显著。以Q9-211井为例利用功率法调平衡前后效果对比见表。（2）合理匹配电机，有效降低电机功率，减小电机空耗损失。当电机负载率低于20%时，随着负载率的提高，电机运行效率上升幅度较大，当电机负载率高于20%时，随着负载率的提高，电机运行效率上升缓慢，当电机负载率高于40%时，随着负载率的提高，电机运行效率基本稳定在90%。根据抽油机电机运行工况特点，确定20%-40%为抽油机电机经济负载率。适度降低电机功率，不但能提高电机负载率，而且可以降低电机空耗产生的无功功率损失，减少耗电量，提高系统效率。为提高电机负载率，解决“大马拉小车”（“大马”指抽油机所配电机额定功率大，“小车”指抽油机负载量小）现象，实现节能目的，公司对部分电机进行调，取得较好节能效果。（3）落实抽油机保养、调整工作。抽油机各部件松动或润滑保养不好，造成皮带及抽油机各部件之间的摩擦、打滑、变形，致使抽油机不平稳运行，从而无功耗电，对此认真落实机械设备的紧固、润滑、保养、调整工作，按时进行一保、二保，确保抽油机正常运转。所有抽油机全部安装电机固定顶丝，真正做到及时调整。这些工作都有效的减少了无功损失，降低了有功功率。如Q104-81X井在进行二级保养之后，有功功率减少0.44KW，日耗电量也减少17KW.h。（4）新技术新工艺尝试。永磁电机的使用。由于永磁电机具有功率因素高、启动力矩大等特点，并且通过公司去年及今年在曲东作业区使用情况来看，目前平均单井节电21度。
3、输电线路耗能
（1）实施节能技改实验。针对公司油井绝大部分为低压井、低压电缆长、电器设备老化严重、耗能偏大等现状在管理局的支持下进行了节能技改工作：1、将原来变压器容量较大的更换为小容量的变压器，S11的卷铁心变压器代替了原来S7及S7以下的高耗能变压器，降低变压器损耗，减少了变损电量；2、将油井电气设备的运行电压由400V升级为1140V，减小设备的运行电流，降低了设备的损耗；3、将380V刀闸控制柜更换为1140V电容补偿柜提高功率因数。（2）单井计量措施。我公司目前对用电主要实行高压出口计量方式，同时又加装了抽油机实时监控与管理系统，利用其单井计量，分析各井耗电情况，并规定作业区每月抄表1次，由电工负责，并制定了用电管理规定和考核办法。每月的电量节超情况既跟各站的奖金分数挂钩，，从而大大激发了全队职工管好电、用好电的积极性。
四、降耗工作效果评价
曲堤油田2012年上半年电量消耗758.88万元，抽油井电费成本为373.01万元， 占公司总耗电量的49%，通过以上一系列细致的工作后，年节约电量40万度，按每度0.5528元计算，年节约电费约22万元。
参考文献：
1、《电机及电力拖动》—高敬德—石油工业出版社—2001年10月
2、《对游梁抽油机节能问题的探讨》—萧南平—石油机械—1997年9月
3、《抽油机调速电机的应用》—周明卿、李勃—石油矿场机械—1995年1月
4、《有杆泵抽油系统的电动机节能途径》—刘泸雄—石油机械—1992年6月
【关键词】抽油井耗电 井筒耗能 抽油机、电机耗能 输电线路损耗
分类号：TE933
一、前言
曲堤油田2011年度全年电费消耗1866.8万元，其中抽油井电费成本为1230.8万元，占公司总耗电量的65.6%。因此有效地降低抽油井耗电量，是降本增效、增强企业竞争力的有效途径。
二、抽油井耗电量构成分析
抽油井耗电可以看成由三部分组成：（1）、井筒耗能：提升产液量举升到井口所耗电。（2）、抽油机、电机耗能：抽油机四联杆机构、电机、皮带、毛辫子传动、电机损耗。（3）、电路损耗：变压器、电缆铜损、线损及附加损耗。
三、抽油井节电措施及效果
降低抽油井耗电量涉及到采油队生产、技术、管理的方方面面，是一项系统工程。我们针对抽油井耗电量的组成部分，有的放矢的采取措施，取得明显效果。
1、井筒耗能
（1）优化生产参数
①上提泵挂.沉没度的大小与油井产液量、油气比、原油粘度、含水等因素有关，一般来讲，动液面在保持一定的情况下，并不是沉没度越大越好，而是有一个合理的界限。计算时一般取沉没度为300米，稠油井400-500米。具体到生产中就是上提泵挂。2012年上半年实施4口井，不仅节省了大量的管杆材，而且在节能降耗，偏磨治理，延长检泵周期中也取得很大效益。4口井上提泵挂前平均单井日耗电量729Kw.h，上提泵挂后平均单井日耗电量为616Kw.h，平均日节电113Kw.h。节电效果明显。
②降低冲次
在抽油井的设计中，抽油机的惯性负荷与抽油机冲次n的平方成正比，其影响程度，以57泵，泵深1600m，动液面1400m的井为例，计算结果见下表2。因此我们在设计中，在满足液量的情况下，应选择长冲程，低冲次减少惯性载荷对抽油机的影响。实现节电的目的。曲堤油田目前大多采用辅助减速器来实现降低冲次，辅助减速器由一个轴承支座和两个大小不同的皮带轮组成，大皮带轮与电机通过皮带相连接，小皮带轮与抽油机皮带轮通过原皮带相连接。启动电机后，电机的皮带轮通过皮带带动大皮带轮转动，减速后通过中轴传给小皮带轮（减速比为电机皮带轮直径与大皮带轮直径之比），小皮带轮获得大转矩、慢转速后，通过抽油机原皮带带动抽油机慢冲次运行。辅助减速器的使用增加了机械传动耗能，但它直接降低了冲次，降低了耗能，从整体来说节电效果明显，一般视前后冲次而言能够降低耗能1/3左右。上辅助减速器降低冲次后缓解了供液不足的矛盾，节电效果也相当明显。
（2）热洗加药降粘
抽油杆在井筒中的摩擦力会显著增加悬点最大载荷，减少悬点最小载荷，加大载荷的变化幅度，这不但给抽油机的工作带来不利影响，而且使功率消耗大大增加。对于采油队来说油稠与结蜡是造成抽油杆在井筒中的摩擦力显著增加、抽油机负荷上升、单井耗电量增加的主要原因。加药热洗作为油井日常清蜡、降粘等日常维护工作的主要手段，可以有效地降低抽油机负荷，减少了油井耗电量。如XI37-X4在进行井筒加药维护后载荷变化明显，见图1，日耗电量平均降低67kw.h。
2、抽油机电机耗能
（1）及时调整抽油机平衡。抽油机平衡不良时会出现发电现象，导致大量电能损耗。抽油机平衡越差，电机输入功率越大，耗电量越高。下图2是根据油田实测数据，做出的一般情况下，游梁机平衡率与耗能的关系曲线。从图2中看出，平衡率在80100%时抽油机耗量最低。当平衡率达120%以上时，比80%时1小时多耗电0.25kw.h ，平衡率低于70%后，比80%时1小时多耗电约0.15kw.h。为此我们对抽油机进一步加强了平衡率的调整工作，自觉提高了平衡率标准（90%-110%），及时调整不平衡抽油机，对降低油井耗电起到了积极作用。目前现场一般采用两种方法调整抽油机平衡：电流法和功率法。曲堤油田低压井较多、受无功功率干扰存在假平衡的现象比较严重，我们对于调平衡后电流法判断为平衡较好，但耗电量却升高的井则利用功率曲线重新调整抽油机平衡，消除电流假平衡现象，效果显著。以Q9-211井为例利用功率法调平衡前后效果对比见表。（2）合理匹配电机，有效降低电机功率，减小电机空耗损失。当电机负载率低于20%时，随着负载率的提高，电机运行效率上升幅度较大，当电机负载率高于20%时，随着负载率的提高，电机运行效率上升缓慢，当电机负载率高于40%时，随着负载率的提高，电机运行效率基本稳定在90%。根据抽油机电机运行工况特点，确定20%-40%为抽油机电机经济负载率。适度降低电机功率，不但能提高电机负载率，而且可以降低电机空耗产生的无功功率损失，减少耗电量，提高系统效率。为提高电机负载率，解决“大马拉小车”（“大马”指抽油机所配电机额定功率大，“小车”指抽油机负载量小）现象，实现节能目的，公司对部分电机进行调，取得较好节能效果。（3）落实抽油机保养、调整工作。抽油机各部件松动或润滑保养不好，造成皮带及抽油机各部件之间的摩擦、打滑、变形，致使抽油机不平稳运行，从而无功耗电，对此认真落实机械设备的紧固、润滑、保养、调整工作，按时进行一保、二保，确保抽油机正常运转。所有抽油机全部安装电机固定顶丝，真正做到及时调整。这些工作都有效的减少了无功损失，降低了有功功率。如Q104-81X井在进行二级保养之后，有功功率减少0.44KW，日耗电量也减少17KW.h。（4）新技术新工艺尝试。永磁电机的使用。由于永磁电机具有功率因素高、启动力矩大等特点，并且通过公司去年及今年在曲东作业区使用情况来看，目前平均单井节电21度。
3、输电线路耗能
（1）实施节能技改实验。针对公司油井绝大部分为低压井、低压电缆长、电器设备老化严重、耗能偏大等现状在管理局的支持下进行了节能技改工作：1、将原来变压器容量较大的更换为小容量的变压器，S11的卷铁心变压器代替了原来S7及S7以下的高耗能变压器，降低变压器损耗，减少了变损电量；2、将油井电气设备的运行电压由400V升级为1140V，减小设备的运行电流，降低了设备的损耗；3、将380V刀闸控制柜更换为1140V电容补偿柜提高功率因数。（2）单井计量措施。我公司目前对用电主要实行高压出口计量方式，同时又加装了抽油机实时监控与管理系统，利用其单井计量，分析各井耗电情况，并规定作业区每月抄表1次，由电工负责，并制定了用电管理规定和考核办法。每月的电量节超情况既跟各站的奖金分数挂钩，，从而大大激发了全队职工管好电、用好电的积极性。
四、降耗工作效果评价
曲堤油田2012年上半年电量消耗758.88万元，抽油井电费成本为373.01万元， 占公司总耗电量的49%，通过以上一系列细致的工作后，年节约电量40万度，按每度0.5528元计算，年节约电费约22万元。
参考文献：
1、《电机及电力拖动》—高敬德—石油工业出版社—2001年10月
2、《对游梁抽油机节能问题的探讨》—萧南平—石油机械—1997年9月
3、《抽油机调速电机的应用》—周明卿、李勃—石油矿场机械—1995年1月
4、《有杆泵抽油系统的电动机节能途径》—刘泸雄—石油机械—1992年6月