淺析影響孤東油田機采系統(tǒng)效率因素與應(yīng)對措施

薄麗

摘要：本文分別從供電系統(tǒng)、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(tǒng)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(tǒng)效率。

關(guān)鍵詞：機采系統(tǒng);效率;抽油機;節(jié)能措施

前言

油田既是產(chǎn)能大戶又是耗能大戶，努力提高生產(chǎn)各系統(tǒng)效率，是實現(xiàn)企業(yè)節(jié)能降耗的重要措施。提高機采系統(tǒng)效率在油田節(jié)能降耗工作中起著重要的作用，下面就提高系統(tǒng)效率措施進行分析。

一、供配電系統(tǒng)節(jié)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(wǎng)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(wǎng)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(jié)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(diào)壓等節(jié)能變壓器，均具有空載損耗低、效率高等優(yōu)點。

（2）做到變壓器的經(jīng)濟運行，使用S11變壓器比選用S9以下型號的變壓器更經(jīng)濟，合理配置變壓器的容量，小于0.3的變壓器應(yīng)更換，同時變壓器在經(jīng)濟運行區(qū)域來進行變壓器容量配置，如不能對變壓器進行規(guī)模更換，高效變壓器應(yīng)優(yōu)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(diào)壓型，包括Y一△轉(zhuǎn)換、電壓矢量疊加、可控硅控制等。調(diào)壓型控制是調(diào)整電動機的輸入電壓;Y一△轉(zhuǎn)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(tài)由△形接法轉(zhuǎn)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(jié)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(wěn)定的油井;電壓矢量疊加控制是在Y一△轉(zhuǎn)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(lián)，拓寬其調(diào)壓范圍，將Y一△轉(zhuǎn)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(diào)整可控硅的輸出電壓，其特點是調(diào)壓范圍寬，自動跟蹤電動機的負載變化，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)整輸出電壓。缺點是電路抗惡劣環(huán)境能力差，工作時有諧波干擾。

（2）調(diào)速型，有變頻調(diào)速控制和控制變極電機調(diào)速控制。變頻調(diào)速控制是利用變頻器調(diào)整輸出電源頻率來調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)速達到調(diào)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(fā)電時通過能量回饋模塊將電動機的倒發(fā)電量回饋給電網(wǎng);能量就地釋放就是利用電阻元件將電動機的倒發(fā)電量就地釋放，從而保證變頻器的正常工作?？刂谱儤O電機調(diào)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(shù)，防止空抽，但不適合出砂比較嚴重的油井。

二、地面拖動系統(tǒng)節(jié)能措施

1、機械調(diào)速裝置

油井沖次在4次/分以下，有電磁調(diào)速電機、變頻調(diào)速、機械調(diào)速、多極電動機等。其中電磁調(diào)速電動機因其能耗高、效率低;機械調(diào)速是機械變速器與8極以下電動機結(jié)合，主要有兩種，一是齒輪調(diào)速裝置具有調(diào)節(jié)范圍寬、配置電動機級數(shù)低、功率型號小，節(jié)能效果好等優(yōu)點，配合皮帶輪、變極電動機可使油井在0.5～4次/分運行，節(jié)電率在40～70%，但沖次不能實現(xiàn)連續(xù)調(diào)整，變速裝置要及時保養(yǎng);二是皮帶輪調(diào)速裝置是通過兩個皮帶輪大小不同實現(xiàn)調(diào)速，結(jié)構(gòu)簡單、投資少，但調(diào)整范圍小，主動輪輪徑較小容易出現(xiàn)燒皮帶現(xiàn)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(jié)電率20%以上。

2、電動機的節(jié)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(yōu)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(jié)電率在15%以上。但應(yīng)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(shè)計制造時采用了鐵耗較低的磁性材料，改進了定、轉(zhuǎn)子槽配合和風扇結(jié)構(gòu)，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(shù)電動機為主，沖次在10次/分可選擇極對數(shù)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(xiàn)無級調(diào)速，平均節(jié)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(jié)電率達54.53%;皮帶調(diào)速器配8級Y系列電動機平均節(jié)電率在30%以上。

電動機變頻器調(diào)速時，當變頻器的輸出電源頻率低于25HZ時，電動機運容易發(fā)熱，適用電動機變頻調(diào)速沖次在2.0～4次/分;適用皮帶輪調(diào)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(jīng)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(jīng)濟運行狀態(tài)運行。

③根據(jù)油井生產(chǎn)工況來選擇電動機，高沖次運行的油井應(yīng)首選極對數(shù)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(shù)不大于8級;4～8次/分油井應(yīng)選擇6極或8極永磁電動機;4次/分左右油井可選擇高轉(zhuǎn)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(yīng)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(yǎng)，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(yīng)配置Y一△轉(zhuǎn)換控制箱或可控硅控制箱，在45%～75%之間的應(yīng)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(yīng)采用電容自動補償。

三、地面機械傳動系統(tǒng)

1、皮帶輪及皮帶，選用V型節(jié)能皮帶，保證主動輪皮帶包角，及時檢查并調(diào)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(yǎng)，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(gòu)，加強對軸承的檢查、保養(yǎng)，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(shù)較小的填充料，如石墨等，嚴禁使用皮帶等摩擦系數(shù)大的填充料;壓力適當，以不漏油為宜;使用調(diào)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(tǒng)

地下抽油系統(tǒng)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(shù)、強化作業(yè)監(jiān)督提高作業(yè)質(zhì)量有效防止油管、油泵漏失等，強化井下工具、作業(yè)質(zhì)量的監(jiān)督。

五、綜合治理

油井節(jié)能是通過輸入系統(tǒng)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(jié)能應(yīng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，輔助以節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用、節(jié)能措施的實施。首先根據(jù)地層供液能力確定抽油機、抽油泵，生產(chǎn)參數(shù)，然后根據(jù)生產(chǎn)參數(shù)確定拖動電機轉(zhuǎn)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(shù)、分析光桿功率、系統(tǒng)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(jié)論：

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