抽油機電機軟啟動防發(fā)電裝置的應(yīng)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(fā)電裝置的應(yīng)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(fā)電裝置的特點，該裝置實現(xiàn)了抽油機電機軟啟動；防止電機“倒發(fā)電”污染電網(wǎng)；抽油桿柱“慢下快上”提高了機采系統(tǒng)效率。實際使用效果表明，裝置各項技術(shù)指標(biāo)完全達(dá)到了設(shè)計目的并且裝置安裝維護(hù)簡單、符合安全環(huán)保要求。

軟啟動；超越；節(jié)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(zhuǎn)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(dǎo)致電機發(fā)電，電流未被有效利用并進(jìn)入電網(wǎng)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(xiàn)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(xiàn)場工況復(fù)雜變頻器易頻繁停機導(dǎo)致維護(hù)不便。

1 裝置特點

電機啟動時，將帶載啟動變?yōu)榻瓶蛰d啟動，可降低電機機座號1—2個。電機因過載導(dǎo)致轉(zhuǎn)速n1降低時，鋼球11對棘輪7右側(cè)殼體間的摩擦轉(zhuǎn)矩T減少引起鋼球打滑從而防止電機堵轉(zhuǎn)的發(fā)生。裝置可消除因不平衡度而產(chǎn)生的電機發(fā)電工況，避免電流進(jìn)入電網(wǎng)對之產(chǎn)生沖擊和污染。不平衡負(fù)荷不再反拖電機發(fā)電并將“節(jié)約“的電能轉(zhuǎn)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(dá)到增產(chǎn)的目的。 由于軟啟動可降低電機機座號1—2個；由于將系統(tǒng)不平衡負(fù)荷額外產(chǎn)生的自生電流轉(zhuǎn)化為抽油機沖次的提高，達(dá)到了節(jié)能、增產(chǎn)的效果。

2 裝置選型原則

由裝置防發(fā)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(zhuǎn)速。裝置的選型見表1。

表1 功率、轉(zhuǎn)速參數(shù)表

3 現(xiàn)場應(yīng)用

遼河油田現(xiàn)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(zhuǎn)速有600 r/min、750 r/min、1000 r/min三種。遼河油田油品性質(zhì)以稠油為主，因此電機啟動負(fù)載較大需配置大功率電機以適應(yīng)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(jié)構(gòu)和性能設(shè)計的可行性在興油礦區(qū)選擇一口機采井進(jìn)行了先導(dǎo)性試驗。528井是稀油井，該井所用電機功率為37kW、轉(zhuǎn)速750r/min，實測正常生產(chǎn)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(fā)電情況較為嚴(yán)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(diào)平衡的功能，管理者不得不停機人工調(diào)平衡，安全性差且平衡度不能實現(xiàn)動態(tài)、自適應(yīng)調(diào)節(jié)。根據(jù)井況由表1選擇與25kW對應(yīng)的裝置的節(jié)能率見表2、表3。

表2 生產(chǎn)數(shù)據(jù)

表3 節(jié)能率

由表2可知，本試驗成功將25kW電機取代了37kW電機，實現(xiàn)了軟啟動的設(shè)計目標(biāo)。安裝裝置后在未改變?nèi)魏喂ぷ髦贫惹疤嵯聦崿F(xiàn)了沖次的增加，由4．2次/分變?yōu)?．8次/分；單位時間產(chǎn)液量由26．7m3提升至29．4m3。

4 結(jié)語

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

[1]成大先.機械設(shè)計手冊：第2卷[K].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

[2]成大先.機械設(shè)計手冊：第3卷[K].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

[3]JB/T 5987-1992，鋼球式節(jié)能安全聯(lián)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(shù)研發(fā)工作。