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      淺析影響孤東油田機采系統(tǒng)效率因素與應(yīng)對措施

      2019-10-21 10:05:39薄麗
      科學與財富 2019年8期
      關(guān)鍵詞:節(jié)能措施抽油機效率

      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。

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