基于系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的油田抽油機(jī)節(jié)能降耗管理

馮勝利，陳華東，牟英，張春來(lái)，李東波

（中國(guó)石化勝利油田有限公司勝利采油廠，山東 東營(yíng) 257051）

基于系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的油田抽油機(jī)節(jié)能降耗管理

馮勝利，陳華東，牟英，張春來(lái)，李東波

（中國(guó)石化勝利油田有限公司勝利采油廠，山東 東營(yíng) 257051）

針對(duì)抽油機(jī)地面系統(tǒng)各個(gè)耗能節(jié)點(diǎn)的實(shí)際情況，通過(guò)理論分析與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，找出了各個(gè)節(jié)點(diǎn)最優(yōu)運(yùn)行工況點(diǎn)，提出了抽油機(jī)系統(tǒng)節(jié)能管理措施，達(dá)到了小調(diào)整實(shí)現(xiàn)大節(jié)電的目標(biāo)，適用于基層小隊(duì)對(duì)抽油機(jī)地面設(shè)備的節(jié)能管理，在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好成效。

抽油機(jī)；系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)；節(jié)能；管理

目前，我國(guó)抽油機(jī)的保有量約10萬(wàn)臺(tái)以上，電動(dòng)機(jī)裝機(jī)總?cè)萘吭?50萬(wàn)千瓦，每年耗電量逾百億千瓦時(shí)，但抽油機(jī)的運(yùn)行效率特別低，我國(guó)平均效率為25.96%，國(guó)外平均水平為30.05%，也就是說(shuō)整個(gè)系統(tǒng)中有70%以上的能量做了無(wú)用功，造成了大量的能量浪費(fèi)，年節(jié)能潛力可達(dá)幾十億千瓦時(shí)[1-2]。因此，在抽油機(jī)節(jié)能上仍有較大管理空間。

關(guān)于抽油機(jī)運(yùn)行工況及節(jié)能機(jī)理，就實(shí)際情況來(lái)看，其節(jié)能管理的重點(diǎn)在基層隊(duì)。本文就抽油機(jī)井能在基層隊(duì)實(shí)現(xiàn)的小調(diào)整實(shí)現(xiàn)大效益的措施進(jìn)行研究，形成了抽油機(jī)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的節(jié)能管理。

1　抽油機(jī)日常管理的主要節(jié)點(diǎn)

通過(guò)對(duì)抽油機(jī)井地面各設(shè)備節(jié)點(diǎn)的耗能調(diào)查分析，從變壓器到井口主要有以下6方面主要關(guān)鍵能耗點(diǎn)：變壓器、控制柜、電機(jī)、抽油機(jī)皮帶、平衡塊、皮帶輪、盤(pán)根盒，將此定為一級(jí)節(jié)點(diǎn)。根據(jù)管理實(shí)際，在此基礎(chǔ)上細(xì)分為11個(gè)管理節(jié)點(diǎn)，形成節(jié)能管理的二級(jí)節(jié)點(diǎn)。針對(duì)節(jié)點(diǎn)采取相應(yīng)措施，起到小調(diào)整見(jiàn)大效益的作用，能夠?qū)崿F(xiàn)以節(jié)點(diǎn)的精細(xì)管理達(dá)到節(jié)能降耗的目的，詳見(jiàn)表1。

2　重要節(jié)點(diǎn)的節(jié)能管理方法與效果分析

2.1停井及時(shí)切斷變壓器電源

在油田配電網(wǎng)中，配電變壓器的損耗約占總損耗的65%左右，而配電變壓器損耗中空載運(yùn)行損耗又占其損耗的80%以上，這也就意味著，空載損耗占到了配電網(wǎng)總損耗的近一半[3]。由于變壓器使用量大，具有很大的節(jié)能潛力[4]。

表2為我廠對(duì)部分耗電設(shè)備進(jìn)行的耗能測(cè)試。按照變壓器容量的大小，每天自身的損耗為3～11 kW·h；抽油機(jī)用的變頻器和補(bǔ)償柜，在停井后不切斷電源，風(fēng)扇、電容等電器配件依然工作，每天自身還要損耗0.5～1 kW·h。因此，及時(shí)切斷變壓器電源，也可有效降低電能消耗。

表2　電器設(shè)備自耗情況統(tǒng)計(jì)表

在日常管理中應(yīng)特別注重以下幾點(diǎn)：長(zhǎng)停油井、油井待作業(yè)井、停井時(shí)間預(yù)計(jì)在12 h以上的油井及時(shí)挑零克。

2.2變壓器實(shí)施調(diào)檔降壓

表1　抽油機(jī)井地面設(shè)備節(jié)點(diǎn)管理圖表

每條供電線路從變電所出口向后延伸，所帶變壓器的電壓呈下降趨勢(shì)，離變電所越近的油井，供電電壓越高。反之,則電壓越低。勝利油田檢測(cè)中心作過(guò)比對(duì)測(cè)試：當(dāng)電壓波動(dòng)超過(guò)±10%時(shí)，變壓器和電動(dòng)機(jī)的損耗將增加0.1～0.3 kW[5]。因此，根據(jù)變壓器離變電所距離的遠(yuǎn)近以及電壓高低，將變壓器電壓調(diào)至合適檔位，有較好的節(jié)電效果。如將我廠對(duì)3108油井變壓器從中檔位調(diào)整到低檔位時(shí)，節(jié)電5 kW·h（見(jiàn)表3）。

2.3合理匹配節(jié)能電機(jī)

為了優(yōu)化抽汲參數(shù)、提高系統(tǒng)效率，永磁電機(jī)、低速電機(jī)、變頻控制柜、調(diào)壓控制柜、補(bǔ)償控制柜等五類設(shè)備被引入到了抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)中[6-7]。以上節(jié)能設(shè)備其本身并沒(méi)有什么節(jié)能效果，相反，由于在抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)中增加了一個(gè)環(huán)節(jié)，變頻器自身具有一定的損耗，會(huì)增加抽油機(jī)系統(tǒng)的總損耗[8]。表4為我廠在多年的實(shí)踐中測(cè)試出的各類節(jié)能設(shè)備節(jié)能評(píng)價(jià)表。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，要根據(jù)不同的油水井工況，合理的配套使用，方可發(fā)揮出最大效益。

2.4調(diào)整皮帶松緊和對(duì)齊度

皮帶松緊程度和摩擦系數(shù)對(duì)皮帶效率影響較大，由于缺乏必要數(shù)據(jù)，這些參數(shù)的確定及其影響程度還有待于進(jìn)一步研究，但調(diào)節(jié)皮帶松緊適度可以提高皮帶使用壽命，并產(chǎn)生較好的節(jié)能效果[9-10]。皮帶上的越緊，能量傳動(dòng)過(guò)程中摩擦阻力越大，耗能就越高。皮帶能下壓1指寬（1 cm），松緊合適，比最緊每天節(jié)約6 kW·h。考慮到皮帶的使用周期，松皮帶雖能節(jié)電，但過(guò)度松易打滑、燒皮帶。表5為T(mén)121P1皮帶松緊前后抽油機(jī)能耗對(duì)比表。

表5　T121P1皮帶松緊前后抽油機(jī)能耗對(duì)比表

2.5調(diào)整盤(pán)根的合適度

盤(pán)根盒松緊度對(duì)抽油機(jī)井耗電量和系統(tǒng)效率有影響，盤(pán)根過(guò)松會(huì)導(dǎo)致井口漏油，盤(pán)根過(guò)緊引起電流上升，耗電量增加。因此，開(kāi)展盤(pán)根盒松緊度定量化研究工作，使盤(pán)根松緊度控制在合理區(qū)間，對(duì)降低抽油機(jī)井能量損耗，提高系統(tǒng)效率具有十分重要意義[11-12]。

根據(jù)實(shí)際測(cè)量，普通盤(pán)根在最緊狀態(tài)下回轉(zhuǎn)半圈，比最緊狀態(tài)每天可節(jié)約2 kW·h。因此，盤(pán)根松緊度在以下?tīng)顟B(tài)下節(jié)能效果較好：盤(pán)根盒要居中、牢固不能晃動(dòng)；盤(pán)根盒處于微漏狀態(tài)，上沖程時(shí)光桿上微帶油，且溫度適中不發(fā)燙為標(biāo)準(zhǔn)；不能用皮帶加盤(pán)根治理盤(pán)根盒漏油，該法雖可以避免不漏油，但增加耗電；每2天調(diào)節(jié)一下盤(pán)根，每4天打一次黃油，單井日耗減少2～4 kW·h。39157普通盤(pán)根松緊前后對(duì)比見(jiàn)表6。

表6　39157普通盤(pán)根松緊前后對(duì)比表

3　實(shí)施效果

根據(jù)以上節(jié)點(diǎn)管理辦法，我廠自2012年在采油隊(duì)推行單井節(jié)點(diǎn)目標(biāo)化管理。據(jù)實(shí)施單井電量計(jì)量的4個(gè)采油隊(duì)統(tǒng)計(jì)，2013年實(shí)施抽油機(jī)相關(guān)調(diào)整417井次，日減少電量2 288 kW·h，年節(jié)約電量176.92萬(wàn)kW·h，取得了較好的效果。

4　結(jié)論

（1）能源管理是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，抽油機(jī)管理的重心在基層，因此，探索適用于基層隊(duì)管理的節(jié)能管理方法至關(guān)重要。（2）抽油機(jī)由于數(shù)量多，因此在單臺(tái)抽油機(jī)上實(shí)施的具有推廣意義的節(jié)能措施，往往能獲得較好的節(jié)能效果。（3）節(jié)能設(shè)備是一種技術(shù)性較為復(fù)雜的用電設(shè)備，只有合理使用才能發(fā)揮節(jié)能作用，重要的是要加強(qiáng)員工節(jié)能技術(shù)的培訓(xùn)方面，提高員工的素質(zhì)，推動(dòng)整體節(jié)能工作順利進(jìn)行。

表3　3108井永磁電機(jī)調(diào)三檔前后對(duì)比表

表4　各類節(jié)能設(shè)備不同節(jié)能設(shè)備評(píng)價(jià)表

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TE355.5

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1671-0711（2016）09（下）)-0027-02