永磁電機與減速裝置配套使用的效果分析

摘 要：油田所用抽油設備中抽油機占85%以上，而抽油機運轉過程中有近70%的電能白白的損失了。如何在抽油機管理上下功夫，提高油井平衡率，提高抽油機井系統效率，可創造可觀的經濟效益。因此提高抽油機井的系統效率，提高油田的經濟效益具有重要的意義，節能問題已經成為當前要解決的主要問題。永磁電機在現場的應用效果也為大家所肯定。近年來二級減速裝置也因其明顯的節能效果受到關注，文章將對此展開研究。

關鍵詞：減速裝置；永磁電機；節能

1 減速裝置與永磁電機簡介

常規抽油機的電動機輸出軸與減速箱輸入軸之間直接連接皮帶，抽油機的總傳動比由減速箱以及兩個皮帶輪的直徑比決定，受設備影響，最低沖次只能調至3-4次，而減速裝置克服了抽油機設備的限制，利用一套連接在一根軸上大小輪來調節抽油機的沖次。

永磁電機在額定負載下，其功率因數和效率都很高（功率因數達0.92-0.98，效率0.9-0.94左右），而且永磁電機換能效果好，它能有效地把抽油機下行程時的機械功轉變成電能返回電網。此外在不需要補償電容的情況下它具有很高的功率因數，有效的改善電網的質量，減少線路損耗和變壓器銅耗等優點，實現了油田節能，有效地緩解油田供電緊張的局面。

2 現場試驗運行數據分析

某油田共有油井418口，其中406口井均采用抽油機生產，有146口井產液量在2m3/d以下，泵效小于10%，能耗浪費現象嚴重。自6月28日至7月21日，13區塊共安裝減速裝置9套，其中除30-42井外，其他8口油井均同時安裝永磁電機。

安裝前各井根據功圖計算的平均產液量為0.8m3/d，安裝后為1.0m3/d；安裝前的平均充滿系數為0.06，安裝后為0.19；安裝前的平均沖次為3.9次/min，安裝后為1.7次/min。

從功圖計算的結果來看，隨著沖次的降低，功圖充滿系數有大幅度的上升，計算產量隨之增加。安裝前只對2口井進行了計量車計量，平均產液量為1.25m3/d，而這三口井裝完減速裝置之后的平均計量產量為1.19m3/d，對產量基本沒有影響，而8口井安裝減速裝置之后的平均計量產量為1.15m3/d，與功圖計算產量基本吻合。

節能方面，裝前各井平均上行電流31A，下行電流22A，裝后平均上行電流為8A，下行電流為2A；由于缺少電流表，裝前只對26-26井進行了電量計量，日耗電180Kw·h/d，裝后對其中的5口井進行了電量計量，平均耗電量為56.2Kw·h/d，借鑒22-34以及26-34兩口井的電量計量結果，13區塊的油井平均日耗電量為160Kw·h/d，根據此數據計算安裝減速裝置以及節能電機的綜合節電率為64.9%。

30-42井單獨安裝了減速裝置，裝前功圖計算產量0.7m3/d，裝后1.0m3/d；裝前的充滿系數為0.04，裝后為0.16；裝前的沖次為3.7次/min，裝后為2.0次/min；裝前計量產量1.2m3/d，裝后為1.33m3/d；裝前上行電流22A，下行電流17A，裝后分別為19A和15A；裝后平均耗電量60Kw·h/d。安裝前后的數據見表1、表2。

前后對比可以看出，在產量沒有大變化的情況下，耗電量大幅度下降。如果正常耗電量同樣按160Kw·h/d計算，單獨安裝減速裝置的節電率為62.5%。

3 經濟效益分析

在不影響產液量的前提下，日平均節電103.2Kw·h，如果按0.62元/Kw·h計算，日節省金額64元。

假設油井投產時已安裝永磁電機，減速裝置的成本為2000元/套，成本回收期32天；如果需將異步電動機改造成永磁電動機成本為10000元，加上減速裝置總成本為1.2萬元，成本回收期188天，比單獨安裝永磁電機的成本回收期提前了415天。

30-42井日平均節電100Kw·h，節省成本62元，成本回收期33天。

4 結束語

在油田開發中，由于區塊滲透性、液體流動性等方面的原因存在許多低產井，這些井泵效低與能耗高問題也越來越明顯，解決這些問題已經成為各油田勢在必行的問題。從某石油公司的現場應用效果可以看出減速裝置和永磁電機的節能效果是很明顯的，尤其是減速裝置的節能效果更為突出。其不但明顯得改善了泵的充滿系數，提高了泵效，而且還大大降低了有功消耗和無功消耗，有效的解決了能源浪費的問題。通過經濟效益分析，其存在著在油田低產井中大規模推廣的潛力。

參考文獻

[1]周文躍.沖次對有桿抽油系統的影響分析及抽油機節能減速裝置的應用[J].石油天然氣學報，2005（S6）.

[2]朱杰，張秋雁，王瑞霞，等.沖次對有桿抽油井開采效果影響評價及減速裝置的應用[J].內蒙古石油化工，2006（03）.

作者簡介：施東（1974，8-），男，黑龍江省大慶人，2008畢業于大慶石油學院，現從事采油工程工作。