淺談抽油機電機運行工況與節能之間的關系

劉粉玲

（延長油田股份有限公司靖邊采油廠，陜西靖邊 718500）

淺談抽油機電機運行工況與節能之間的關系

劉粉玲

（延長油田股份有限公司靖邊采油廠，陜西靖邊 718500）

目前油田主要生產原油的方式為機械采油，應用最為普遍的是游梁式抽油機。抽油機出現“大馬拉小馬”現象與電機的選配密切相關。選擇正確電機功率的原則是：在油井能夠正常生產且電機能夠滿足負荷要求的情況下，合理選配電機型號。

抽油機；電機；節能；功率；效率

1 目前電抽井能耗及系統效率現狀

截止目前靖邊采油廠現有抽油機3 779臺，柴抽井259口，電抽井3 520口，占全場總耗電量的 60% 以上，抽油機系統的效率為30%。而中石油信息研究所的《國內外油田地面生產系統節能技術調研》報告指出，美國抽油機井系統的效率一般為40%，這與世界先進水平相比存在較大的差距。為什么會造成這樣的差距呢？多年的現場工作經驗以及由抽油機的工作特點得知，抽油機始終處在周期性交變載荷的作用下，甚至在幾秒內，電機要從空載到滿載再到空載甚至負值的周期性變化，這樣變化復雜的狀況都會影響到抽油機的平衡和抽油機的抽油效率。延長油田抽油機的系統效率普遍較低，這一直是困擾我廠油田生產的一大頑癥。

2 影響抽油機電機能耗的因素

根據我廠近年來油田能源檢測結果，抽油機井的地面設備（抽油機）與井下設備（泵、桿、管）中，其各節點的電能耗及對影響系統效率的因素為以下幾方面。

1）井場地面部分。消耗電力約占系統總能耗的30%。

2）控制箱（柜）。約占系統總能耗的5%。影響系統效率的因素為：控制箱（柜）性能較為單一，較少的電容補償以及生產參數自動調節等功能，致使電機工作時功率因數較低，這樣便無法滿足抽油機運行時工作參數的調整，導致抽油機參數不合理的現象。

3）電動機。約占系統總能耗的10%。影響系統效率的因素為：①我廠節能電機較少，所以節能電機占總電機比例較低，適應性差，很多油井出現“大馬拉小車”的現象。②普通的電機功率因數在運行時較低，造成了供電線路上的無功損耗量增加，致使井場電壓不穩定，油井不能正常生產。③電機維修次數增多后，絕緣性能降低，致使電機效率變差。

4）抽油機。約占系統總能耗的15%。抽油機由電機驅動，電機軸上出現的負荷沖擊，有一兩次負值出現，抽油機的扭矩T與曲柄轉角θ的關系為下圖1。

圖1 抽油機的扭矩T與曲柄轉角θ的關系

抽油機的負荷曲線每口井都有差異，大量的現場測試發現抽油機工作時的平均負荷約為最大負荷的1/3，電機的負荷率一般在10%～20%，最高為30%.，電機的平均負荷率較低，容量沒有被充分的合理利用，出現“大馬拉小車”現象，導致電機效能低。影響系統效率的因素為：①節能型抽油機較少，我廠基本都是老式抽油機，部分抽油機因不能及時調整，平衡度低且機械磨損嚴重。②研究調查得出：平衡與不平衡抽油機在能耗上相差30%～40%。③很多井場井口盤根盒過緊，增大了摩擦力，無行中增加了抽油機的負荷。④井口位置與抽油機位置不對中，造成偏磨，也會增加抽油機負荷。⑤抽油機的型號直接影響電機的功率。

5）井口至井底部分：井深、結蠟情況、原油密度、產液量等因素直接影響電機的負荷。

3 解決抽油機電機能耗的問題

1）全面推進有序采油、間歇抽油，保證液量不降的情況下，根據油井的抽油情況，合理安排油井間抽時間，努力降低原油生產綜合單耗。應當定期制定節電計劃，圍繞降低原油生產綜合單耗和平均綜合電價兩個重點，采取切實可行的技術經濟措施，強化節電工作。通過對低效井的分析研究，對可實施間歇采油的油井在保證其產量的同時減少開抽時間。

2）優化電機參數與采油參數相匹配，提高企業經濟效益。采油參數中泵徑的大小、沖程的大小、沖次會直接影響抽油機的轉速，從而影響電機參數。通過減小泵徑、加大沖程、降低抽油機的轉速，將這些技術參數轉化到生產實踐中。

3）根據油井參數實施電機匹配，科學降低成本。多去井場調研，將各采油井場電機實際功率大小進行匹配，防止“大馬拉小車”的現象；增加無功補償設備，使10kV線路功率因數始終保持在0.9以上的達標水平，起到了節能降耗的目的。

4）根據各井場用電情況，加快對各井場變壓器參數的匹配工作，將配壓變壓器全部調整，降低變頻，優化井場線路，將不節負荷的線路進行斷電并嚴格監管，降低線損，確保電能質量。

5）全面細化電費定額管理。根據各生產單位油井、水源井、注水井、撬裝站、增壓站、注水站、聯合站、電加溫裝置實行生產、生活、注水用電定額管理；嚴格執行一級、二級、三級計量裝置管理，通過收集的基礎數據實行用電成本考核。

6）積極推廣高效節能的電力設備，采用新技術、新工藝、新設備、新材料，如變頻調速等技術，努力降低用電設備的電耗。

7）抽油機電機運行時負載率很低，而啟動時又需要打的啟動轉矩，因此可以選擇啟動轉矩倍數大的電機，這樣可以降低抽油機配備的額定功率。進而提高電機的負載率，達到即節電又高效率的目的。

4 結束語

通過對抽油機能耗和系統效率的具體分析，認為合理安排油井間抽時間、優化電機參數與采油參數相匹配、加快對各井場變壓器參數的匹配工作、確保電能質量、積極推廣高效節能的電力設備等方案，以及選擇合理的抽油機電機型號都能提高抽油機的抽油效率，進而提高系統效率，從而保證生產任務的完成。

[1] 薄保中，姜衍智，王軍民，等.論抽油機電機的運行工況與節能[J].油氣田地面工程，2001，（2）：23-25.

Talking about the Relationship between Operation Condition and Energy Saving of Pumping Machine

Liu Fen-ling

At present，the main way of producing crude oil in oil fi eld is mechanical oil production.The most common application is beam beam pumping unit.Pumping unit appears “big horse pony” phenomenon and the motor is closely related to the matching.The principle of choosing the correct motor power is that the motor model is properly selected when the well can be produced normally and the motor can meet the load requirements.

pumping unit；motor；energy saving；power；eff i ciency

TE933.1

：B

：1003–6490（2017）04–0200–02