淺析影響孤東油田機采系統效率因素與應對措施

薄麗

摘要：本文分別從供電系統、拖動裝置、抽油機、井下管柱等方面提出了切實可行的措施，指出提高系統效率全面考慮，綜合治理，抓主要矛盾與次要矛盾，才能有效提高機采系統效率。

關鍵詞：機采系統;效率;抽油機;節能措施

前言

油田既是產能大戶又是耗能大戶，努力提高生產各系統效率，是實現企業節能降耗的重要措施。提高機采系統效率在油田節能降耗工作中起著重要的作用，下面就提高系統效率措施進行分析。

一、供配電系統節能措施

1、線路改造

線路改造包括高壓線路改造和低壓線路改造，即在已定井網布局的前提下合理布置高低壓線路，最大限度的減小低壓線路長度，從而降低線損。

2、電容補償

電容補償是線路呈感性負載時有效降低電網電流、降低線損的常用措施。包括高壓自動、固定補償和低壓就地固定、自動補償四種補償方式，推薦使用低壓就地自動補償與固定補償相結合的方式。

3、變壓器

（1）淘汰S7、SL7系列高耗能變壓器，目前S7、SL7、S11、非晶合金及自調壓等節能變壓器，均具有空載損耗低、效率高等優點。

（2）做到變壓器的經濟運行，使用S11變壓器比選用S9以下型號的變壓器更經濟，合理配置變壓器的容量，小于0.3的變壓器應更換，同時變壓器在經濟運行區域來進行變壓器容量配置，如不能對變壓器進行規模更換，高效變壓器應優先安裝于線路入口的遠端，對于井間距離較遠的采用單變壓器。

4、油井配電控制

（1）調壓型，包括Y一△轉換、電壓矢量疊加、可控硅控制等。調壓型控制是調整電動機的輸入電壓;Y一△轉換控制箱，是電動機啟動或重載運行時電動機△形接法運行，當電動機負載率小于55%時自動將運行狀態由△形接法轉換成Y形接法，繞組相電壓由380V降至220V，電動機鐵損下降，綜合節電率6～8%之間，但其使用范圍窄，只能選擇在啟動負載大，運行負載小負載相對穩定的油井;電壓矢量疊加控制是在Y一△轉換控制上，采用矢量疊加補償變壓器二次繞組與電動機繞組串聯，拓寬其調壓范圍，將Y一△轉換控制的一點切換變成了多點切換;可控硅控制是通過控制可控硅控制角來調整可控硅的輸出電壓，其特點是調壓范圍寬，自動跟蹤電動機的負載變化，實現連續調整輸出電壓。缺點是電路抗惡劣環境能力差，工作時有諧波干擾。

（2）調速型，有變頻調速控制和控制變極電機調速控制。變頻調速控制是利用變頻器調整輸出電源頻率來調整電動機的轉速達到調速的目的。變頻控制主要有能量回饋式和能量就地釋放式兩種。能量回饋式變頻控制是當電動機倒發電時通過能量回饋模塊將電動機的倒發電量回饋給電網;能量就地釋放就是利用電阻元件將電動機的倒發電量就地釋放，從而保證變頻器的正常工作。控制變極電機調速是作為多極電動機的極間切換。

（3）電容就地補償型，包括固定補償、自動補償兩種。

（4）間抽控制裝置，是對供液不足的油井實行間歇抽油，保證抽油泵的充滿系數，防止空抽，但不適合出砂比較嚴重的油井。

二、地面拖動系統節能措施

1、機械調速裝置

油井沖次在4次/分以下，有電磁調速電機、變頻調速、機械調速、多極電動機等。其中電磁調速電動機因其能耗高、效率低;機械調速是機械變速器與8極以下電動機結合，主要有兩種，一是齒輪調速裝置具有調節范圍寬、配置電動機級數低、功率型號小，節能效果好等優點，配合皮帶輪、變極電動機可使油井在0.5～4次/分運行，節電率在40～70%，但沖次不能實現連續調整，變速裝置要及時保養;二是皮帶輪調速裝置是通過兩個皮帶輪大小不同實現調速，結構簡單、投資少，但調整范圍小，主動輪輪徑較小容易出現燒皮帶現象，由于軸承單項受力，使用壽命短，與8極或6極電動機使用節電率20%以上。

2、電動機的節能

（1）電動機的選擇

①稀油井

稀油井選擇永磁同步電動機和YX系列電動機，優選永磁同步電動機，其體積小、重量輕、效率高、啟動力矩大，可低一個功率等級替代Y系列電動機，節電率在15%以上。但應避免高溫、低溫或劇烈震動防止退磁，使電動機性能下降。YX系列電動機與與Y系列電動機性能相同，但在電動機設計制造時采用了鐵耗較低的磁性材料，改進了定、轉子槽配合和風扇結構，使電動機的總損耗平均下降20%以上，效率提高3%左右。稀油井以8、6極對數電動機為主，沖次在10次/分可選擇極對數為4的電動機。

②稠油井

稠油井一般沖次在0.5--4次/分。在同工況運行的情況下，永磁電動機加變頻器組合可以實現無級調速，平均節電率在50%以上;齒輪變速器配置4、6極小功率Y系列電動機，節電率達54.53%;皮帶調速器配8級Y系列電動機平均節電率在30%以上。

電動機變頻器調速時，當變頻器的輸出電源頻率低于25HZ時，電動機運容易發熱，適用電動機變頻調速沖次在2.0～4次/分;適用皮帶輪調速器沖次在2.5～4次/分之間;齒輪變速器與變極電動機配合，適用沖次在0.5～3.5次/分。

（2）電動機的經濟運行

①電源電壓在+6%-10%;三相電壓不平衡度不超過1.5%;電源頻率在±1%，電壓波形畸變率在5%。

②電動機在經濟運行狀態運行。

③根據油井生產工況來選擇電動機，高沖次運行的油井應首選極對數較小電動機和永磁電動機;低沖次油井選擇變頻控制的永磁電動機或高效電動機，電動機極對數不大于8級;4～8次/分油井應選擇6極或8極永磁電動機;4次/分左右油井可選擇高轉差電動機;距離線路入口較遠的油井選高效電動機;啟動負荷較大的油井應選擇啟動力矩較大的電動機，電動機的額定功率以滿足抽油機最大負荷為宜。

④淘汰高耗能電動機，加強電動機的維護保養，避免電動機帶病運行。

（3）電動機控制裝置的合理配置

電動機運行時，最大負荷長期低于額定負載的45%時，應配置Y一△轉換控制箱或可控硅控制箱，在45%～75%之間的應配置電壓矢量迭加型控制箱或可控硅控制箱，在75%以上的可用普通控制箱或適當進行電容補償。距離線路入口較遠的油井，應采用電容自動補償。

三、地面機械傳動系統

1、皮帶輪及皮帶，選用V型節能皮帶，保證主動輪皮帶包角，及時檢查并調整皮帶的運行狀況，保證皮帶的“四點一線”等。

2、變速箱，對長時間運行的變速箱進行清洗保養，加大變速箱串軸、異響治理，及時添加潤滑油，加大巡查力度，防止變速箱漏油及潤滑油被盜，對于嚴重帶病運行的變速箱進行及時更換。

3、四連桿機構，加強對軸承的檢查、保養，對于軸套、滾珠損壞的軸承進行及時更換。

4、盤根盒，選摩擦系數較小的填充料，如石墨等，嚴禁使用皮帶等摩擦系數大的填充料;壓力適當，以不漏油為宜;使用調偏光桿密封器，保證盤根盒與光桿對正，防止偏磨。

四、地下抽油系統

地下抽油系統主要有上提泵掛、防止油桿偏磨、定期測試分析光桿功率保證泵充滿系數、強化作業監督提高作業質量有效防止油管、油泵漏失等，強化井下工具、作業質量的監督。

五、綜合治理

油井節能是通過輸入系統最小的能量汲抽更多的原油，即噸液單耗或百米噸液單耗最低、油井效益最大化，油井節能應系統優化設計，輔助以節能設備的應用、節能措施的實施。首先根據地層供液能力確定抽油機、抽油泵，生產參數，然后根據生產參數確定拖動電機轉速、功率，井口配電控制類型、功能;其次，強化油井日常管理，定期測試抽油機電參數、分析光桿功率、系統效率，分析存在問題及時整改，保證皮帶輪、皮帶、變速箱“四點一線”、光桿、盤根盒對中，抽油機平衡。

結論：

總之，機采系統的節能是綜合意義的節能，影響系統效率的各因素之間相互影響，相互制約，因此油井節能措施的實施應堅持效益第一，抓主要矛盾兼顧次要矛盾，點面結合，管理與技術措施并重，才能實現真正意義上的節能降耗。