抽油機電機軟啟動防發電裝置的應用

剪樹旭(遼河油田分公司 鉆采工藝研究院，遼寧 盤錦124010)

抽油機電機軟啟動防發電裝置的應用

剪樹旭(遼河油田分公司 鉆采工藝研究院，遼寧 盤錦124010)

本文介紹了抽油機電機軟啟動防發電裝置的特點，該裝置實現了抽油機電機軟啟動；防止電機“倒發電”污染電網；抽油桿柱“慢下快上”提高了機采系統效率。實際使用效果表明，裝置各項技術指標完全達到了設計目的并且裝置安裝維護簡單、符合安全環保要求。

軟啟動；超越；節能；無污染

油田抽油機電機的使用存在2方面突出問題，一是由于電機啟動功率大而正常運轉功率僅為啟動功率的1/3左右，此種“大馬拉小車”[1]的狀況造成了巨大的能源浪費；二是電機正常工作時抽油機曲柄不平衡度導致電機發電，電流未被有效利用并進入電網造成污染。目前油田解決這2個問題的手段是變頻器的使用實現了電機軟啟動，從而降低電機機座號1-2個，效果較好，但一次性資金投入較大并且由于現場工況復雜變頻器易頻繁停機導致維護不便。

1 裝置特點

電機啟動時，將帶載啟動變為近似空載啟動，可降低電機機座號1—2個。電機因過載導致轉速n1降低時，鋼球11對棘輪7右側殼體間的摩擦轉矩T減少引起鋼球打滑從而防止電機堵轉的發生。裝置可消除因不平衡度而產生的電機發電工況，避免電流進入電網對之產生沖擊和污染。不平衡負荷不再反拖電機發電并將“節約“的電能轉化為抽油機沖次的提高，客觀上形成了抽油桿柱“慢下快上”的工作制度，該制度可提高抽油泵泵效并達到增產的目的。 由于軟啟動可降低電機機座號1—2個；由于將系統不平衡負荷額外產生的自生電流轉化為抽油機沖次的提高，達到了節能、增產的效果。

2 裝置選型原則

由裝置防發電是由棘爪9與棘輪7嚙合和脫離所決定的，因而裝置選型只須考慮功率和電機轉速。裝置的選型見表1。

表1 功率、轉速參數表

3 現場應用

遼河油田現場抽油機一般配置5種型號的恒速電機：功率有17kW、37 kW、45 kW、55 kW、75 kW五種；工作轉速有600 r/min、750 r/min、1000 r/min三種。遼河油田油品性質以稠油為主，因此電機啟動負載較大需配置大功率電機以適應啟動工況，但啟動后實測平均運行功率一般低于13kW，配置電機功率過大問題較為突出。為了驗證裝置結構和性能設計的可行性在興油礦區選擇一口機采井進行了先導性試驗。528井是稀油井，該井所用電機功率為37kW、轉速750r/min，實測正常生產時功率僅需13kW左右。該井通過實測上下沖程電流顯示曲柄平衡度為86%，電機發電情況較為嚴重。該井所用抽油機為1991年安裝的游梁式抽油機不具備自動調平衡的功能，管理者不得不停機人工調平衡，安全性差且平衡度不能實現動態、自適應調節。根據井況由表1選擇與25kW對應的裝置的節能率見表2、表3。

表2 生產數據

表3 節能率

由表2可知，本試驗成功將25kW電機取代了37kW電機，實現了軟啟動的設計目標。安裝裝置后在未改變任何工作制度前提下實現了沖次的增加，由4．2次/分變為4．8次/分；單位時間產液量由26．7m3提升至29．4m3。

4 結語

(1)裝置實現了軟啟動并可降低電動機機座號1—2個，降低了設備投入。(2)裝置實現了電機的零發電，沖次提高12%左右。(3)裝置具有過載保護、對系統實現緩沖、減震的綜合功能。(4)裝置節電率為15%左右。

[1]成大先.機械設計手冊：第2卷[K].北京：化學工業出版社，2012.

[2]成大先.機械設計手冊：第3卷[K].北京：化學工業出版社，2012.

[3]JB/T 5987-1992，鋼球式節能安全聯軸器[S].

剪樹旭(1974-)，男，遼寧盤錦人，工程師，主要從事油田采油工具技術研發工作。