油田抽油機節能措施井合理利用解析

李運亭 楊慶峰 馬洪慶

【摘? 要】目前，大慶油田進入高含水期，某些區塊甚至進入特高含水期，相當一部分油井供液不足，有桿泵抽油系統能耗問題日趨嚴重，系統效率比較低。因此，深入開展有桿泵抽油系統節能降耗工作，對提高油田的采油工程技術水平和經濟效益具有重要意義。然而不同的節能技術在一定的條件下都有節能效果，但并不是所有的節能技術用在一起節能效果最好，而是需要綜合考慮節能措施合理優化組合，才能收到最佳的節能效果，獲取最大的經濟效益。

【關鍵詞】節能;間抽;措施

1? 地面設備

抽油機井應用的節能技術主要是在地面部分，并且主要是針對抽油機的結構及其拖動裝置（電機和配電箱）的性能來開展的。抽油機節能技術分為兩類，一類是節能抽油機，主要是通過降低減速箱峰值扭矩，使電機功率下降，有皮帶抽油機、異相復合平衡抽油機、異相平衡抽油機等。另一類是對常規抽油機進行節能技術改造。抽油機拖動裝置節能技術也分為兩類：一類是節能電機，主要有永磁電機、高轉矩電機、變頻調速電機和一體化拖動裝置。另一類是節電箱，主要是控制電機定子繞組Y-△轉換調壓、功率因數控制器和變頻調速以及無功功率補償等。

1.1節能抽油機

雙驢頭抽油機節能原理：該機以常規抽油機為基礎，對四連桿機構進行了改進，采用變徑圓弧狀游梁后臂，游梁與橫梁間采用柔性連接件等特殊結構。由于變參數四連桿機構的作用，使其扭矩變化接近正弦規律，靜扭矩波動較小，從而達到節能的目的。

1.2節能拖動裝置

抽油機拖動裝置節能技術也分為兩類：一類是節能電機，主要有永磁電機、高轉矩電機、變頻調速電機和一體化拖動裝置。另一類是節電箱，主要是控制電機定子繞組Y—△轉換調壓和采用功率因數控制器調壓以及無功功率補償。

1.2.1節能電機

日常油田生產中抽油井“大馬拉小車”的現象較普遍，使配電線路的功率因數降低，配電線路網損增大。造成這一現象的原因是游梁式抽油機是一個四連桿機構，啟動時靜載力矩較大，正常工作時驢頭懸點載荷是交變的，其負荷特性也是交變的。電機的電流、功率、功率因數隨著抽油桿上下沖程的變化而變化，為了克服啟動時負載的靜載力矩，對于普通的Y系列電機只得加大容量，這就造成了“大馬拉小車”。為解決這一問題，采油一礦應用了高轉矩電機、超高轉差電機、永磁同步電機、一體化拖動裝置等節能技術。

1.2.2節電箱

節電箱節電原理及特性：

①電機定子繞組Y—△轉換技術。采用單片機智能監控裝置對電機電流、功率因數進行檢測，根據電動機負載大小在三角與星形之間自動切換;采用自整定方法，根據功率因數超前、滯后及其大小，自動選擇最佳投切電容量，大大改變了電動機輕載、低效、高能耗的運行狀態，提高了功率因數，使電動機在效率高、損耗低、經濟效益最佳狀態下運行。融合了現今油田三大節電技術，即電動機重、輕載時的三角與星自動切換、電動機無功功率就地補償及間抽控制（通過對抽油機示功圖自動檢測，自動控制停抽與起抽時間）技術，以達到增產節能之目的。

②功率因數控制器調壓技術。主要是采用單片機實時檢測功率因數，自動控制雙向可控硅的開啟角來調節電機的供電電壓，從而達到節電的目的。該技術對負荷的適用范圍比較大，使電機既可以全壓啟動又能降壓運行，電機始終在高負荷狀態下運行，提高了功率因數。但是在實際應用過程中節電效果不太理想，主要原因是電壓的變化速率跟不上電流的變化速率。另外由于可控硅引起電流產生諧波，受瞬變電勢和瞬變電流的影響，引起電機發熱和振動，影響了節電效果。

③無功補償技術。主要是采用加裝一定容量的電容器對電網進行無功補償，消除無功電流來提高功率因數，降低供電變壓器負荷，從而降低網損達到節電的目的。目前這種技術應用比較廣泛，效果也較好。

④變頻調速技術，變頻調速器具有低速軟啟動，轉速可以平滑地大范圍調節，對電動機保護功能齊全，如短路、過載、過壓、欠壓及失速等，可有效地保護電機及機械設備，具有運行平穩、可靠，提高功效等諸多優點，是抽油設備改造的理想方案。電機轉速與頻率近似成正比，改變頻率即可以平滑地調節電機轉速，而對于變頻器而言，其頻率的調節范圍是很寬的，可在0～400Hz之間任意調節，因此電機轉速即可以在較寬的范圍內調節。

變頻器同時具有軟啟/軟停功能，在電機啟動時，減少了對抽油桿的機械沖擊，對稠油、結蠟、砂卡等都能有效地進行保護停機，以保護電機及機械設備，減少維修量，防止斷桿，變頻器對過壓、欠壓、過載、短路及電機失速都能可靠地保護，對延長電機的壽命，減少機械設備的磨損等，都具有很好的作用。

2節能技術在抽油機井的合理使用

不同的節能技術在一定的條件下都有節能效果，但并不是所有的節能技術用在一起節能效果最好，而是需要綜合考慮節能產品合理優化組合，才能收到最佳的節能效果，獲取最大的經濟效益。

2.1新區產能建設中合理選擇抽油機井節能產品

針對抽油機與電機、配電箱如何匹配才能達到最佳節能效果的問題，通過研究發現同時采用節能型抽油機與節能拖動裝置后，疊加效果低于節能效果最好的設備，甚至無節電效果。原因是節能電機及節電箱都是在電參數上進行了改進或優化，疊加使用時因功能重復而互補性少甚至相互抵消。所以我們在制定節能措施時要遵循節能工作“四要”原則中的“措施種類要協調”，即在措施的制定過程中，應充分考慮各類措施的適用性，避免沖突措施共同使用和同類型措施重復使用，最大限度地發揮措施優勢。

2.2老區抽油機井節能技術改造要有針對性

2.2.1

老區常規抽油機數量多，電機多采用Y系列電機，能耗高。因此要對其進行節能技術改造和管理措施相結合，以達到節能降耗、提高經濟效益的目的。通過理論分析及現場試驗，節能產品的綜合節電率隨電機的負載率上升而下降。采用三步排查法對抽油機井進行分析，找準高能耗井和高能耗點。在高能耗點分析的基礎上，結合每口井的井況、地質需求、設備能力、節能形勢等因素，制定切實可行的節能措施。應用抽油機智能間歇節電控制裝置，實現了間抽管理的設計智能化、操作自動化、運行高效化，不僅達到了增油降耗的目的，而且解決了因液面抽空造成抽油泵干磨，使檢泵周期縮短的問題，使生產管理更具科學性。

3 結論與認識

1抽油機節能措施井合理利用，即可以提高工效，增加采油量，又可以節約電能，保護電機及設備，其應用前景是十分廣泛的。我們國家的抽油機設備相當多，相信變頻調速器在這方面是可以大有作為的。

2調整抽汲參數的目的就是要保持合理的舉升高度，隨著舉升高度的增加，抽油機井的系統舉升效率也增加，但不是線性關系，達到一定程度將不再上升。因此，為了提高抽油機井的系統舉升效率。

參考文獻：

[1]陳旭峰.提高井筒舉升效率的措施研究

[2]王慧，毛志華.油田機采系統效率影響因素分析與防止對策.節能.2003年第2期

作者簡介：

李運亭;性別：男;出生：1978年03月23日;籍貫：山東省即墨市;參加工作：1998年6月;學歷：大專;工種：采油;工作單位：第四采油廠第四油礦六區三隊

（作者單位：大慶油田有限責任公司第四采油廠第四油礦）