抽油機用三相高轉差率電動機節能效果

周杰 何健 郝軍 劉凱敏 韓海成

（1.長慶油田公司技術監測中心；2.中國石油測井有限公司華北事業部；3.中國石油集團鉆井工程技術研究院江漢機械研究所；4.長慶油田公司物資供應處；5.長慶油田公司第一采油廠）

抽油機用三相高轉差率電動機節能效果

周杰1何健2郝軍3劉凱敏4韓海成5

（1.長慶油田公司技術監測中心；2.中國石油測井有限公司華北事業部；3.中國石油集團鉆井工程技術研究院江漢機械研究所；4.長慶油田公司物資供應處；5.長慶油田公司第一采油廠）

為了提高抽油機系統效率，降低能源浪費，通過將抽油機普通三相異步電動機更換為YCH系列三相高轉差率電動機，并合理匹配電動機進行實際應用分析，實現了降低抽油機地面能耗的效果，從而為優化油井工作參數、提高系統效率提供技術保障。

三相高轉差率電動機；效果分析；節能

油田生產的主要動力都消耗在抽油機上，抽油機一般由電動機驅動，通過抽油桿的上下運動將原油抽到地面的管網中[1]，由于低滲透油藏的特點，大部分抽油機效率很低，能源浪費的現象比較嚴重。因此，需要高功效、高節能的抽油輔助設備，減少電能在抽油機上的浪費，提高抽油機工作效率。針對抽油機運載時效率低、能耗高等問題，通過在長慶環江油田進行抽油機YCH系列三相高轉差率電動機更換試驗，分析應用效果，提高電動機的效率，達到節能降耗的目的。

1 YCH系列三相高轉差率電動機

1.1 工作條件及主要性能參數

參考有關資料[2]，YCH系列三相高轉差率電動機（以下簡稱電動機）主要是為游梁式抽油機制造的動力設備。YCH系列三相高轉差率電動機技術規格見表1。

1.2 工作原理

六級電動機有四種轉矩輸出（功率輸出），八級電動機有三種轉矩輸出，通過改變電動機繞組的九根引出線的連接方式得到不同的輸出轉矩[3]。高轉矩輸出時接成三角形，此時電動機輸出轉矩最大，而轉差率最小；低轉矩輸出時接成星形，輸出轉矩最小，轉差率最大，這種轉矩輸出可使抽油機運行時的轉速變化達到最大，從而可使減速箱的最大凈扭矩達到最小值；介于高、低轉矩型式之間還有中轉矩及中低轉矩（八級電動機無中低轉矩），接成延邊三角形。

1.3 裝置特性

1）高轉差率電動機驅動游梁式抽油機在低滲透油田具有較為明顯的節能作用。

2）高轉差率電動機與抽油機合理匹配，功率自動變換，可根據油井載荷情況自動實現高、中、低三種功率轉換，實現節能[4]。

3）提高電動機負載率和功率因數，降低工作熱電流，降低線損和無功功率。

4）電動機的軟特性可大大減少乃至消除發電現象，不僅降低對供電容量的需求，也減少能量無用吞吐過程中的損耗；同時有效保護減速箱、抽油桿，提高泵的充滿度。

5）電動機可改善電力輸送系統的工作狀況，減輕電網負荷，減少諧波影響，減少無功用量，提高有功利用率[5]。

2 應用效果

對環江油田羅141-7井組使用抽油機YCH系列三相高轉差率電動機前后效果進行對比測試（表2），發現使用抽油機YCH系列三相高轉差率電動機之后系統效率平均提高2.54%，日有功節電量平均為9.32 kWh（圖1）。

3 經濟效益

通過對比測試，使用抽油機YCH系列三相高轉差率電動機之后節電效果顯著。

表1 電動機技術規格

表2 應用抽油機YCH系列三相高轉差率電動機效果比較

圖1 CMS油氣分離測量系統

3.1 直接經濟效益

安裝該電動機后，單井日節電9.32 kWh，每年按300 d計算，單井年累計節電0.28×104kWh，折合標煤0.94 t。每度電按0.7元計算，則單井年節約費用1957元。

3.2 社會效益

實現抽油機的智能控制，提高了管理水平和生產效率，適應長慶油田有質量、有效益、可持續發展建設的需求。

4 結論

1）環江油田應用抽油機YCH系列三相高轉差率電動機，有效地解決了低滲透油田油井系統效率低、能耗高的問題。該技術的應用能提高抽油機系統效率和電動機的有功功率，實現節能、增效的目的。

2）多功率電動機是根據抽油機負載大小實時功率轉換實現節能，因此多功率電動機適用于井底不穩定的井。

[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（3）：24-25.

[2]李璐.抽油機節能的有效手段[J].科技創新導報，2009，25（9）：82-83.

[3]劉承榆.超高轉差率電動機驅動抽油機的節能機理[J].節能技術，1991，2（5）：2-6.

[4]孫世明，蔡利，張志超.高轉差率電機驅動抽油機系統的耗能分析[J].大慶石油學院學報，1989，3（10）：34-40.

[5]李春紅，馮子明，李子良，等.高轉差率電動機負載特性試驗研究[J].石油礦場機械，2015，1（1）：44-47.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.08.006

2017-03-14

（編輯 張興平）

周杰，工程師，2013年畢業于西安石油大學，從事油氣田節能環保技術研究工作，E-mail：zhj002_cq@petrochina.com. cn，地址：陜西省西安市經開區鳳和路，710018。