探討抽油機的節(jié)能技術

1、<p>　　探討抽油機的節(jié)能技術</p><p>　　摘 要：節(jié)能生產是保護環(huán)境及提高經濟效益的重要途徑，隨著我國對石油能源需求量的不斷增加，有效降低抽油機能耗已經成為提高石油開采率及油田企業(yè)經濟效益的重要途徑，因此要在充分了解油田地質狀況及抽油機運行狀態(tài)后，采用科學的節(jié)能技術對抽油機進行改造。本文對影響抽油機實現節(jié)能生產的因素進行了分析，并在此基礎上詳細探討了幾種常見的抽油機節(jié)能技術，包括對電動機進行

2、變頻節(jié)能改造，氣錨及電容補償柜節(jié)能技術，應用大傳動比油田抽油機及智能化空抽控制裝置。 </p><p>　　關鍵詞：抽油機 油田 節(jié)能技術 </p><p>　　在開采石油資源的過程中需要使用到大量的專業(yè)設備，其中抽油機是一種不可或缺的設備[1]。抽油機高耗能問題是阻礙抽油效率及油田開采水平實現進一步提高的重要原因，因此要重視運用合理的節(jié)能技術對抽油機進行優(yōu)化。本文結合筆者的實踐工作經驗對

3、與抽油機節(jié)能技術相關的問題進行了分析，旨在降低抽油機能耗及提高抽油效率。 </p><p>　　一、影響抽油機實現節(jié)能生產的因素 </p><p>　　在利用抽油機抽取石油時普遍存在能耗較高的問題，就目前的情況來看導致抽油機能耗高及阻礙節(jié)能生產得以實現的因素主要包括以下三種：（1）耗能較大，但生產效率不高。在采油時應用抽油機的目的是為油層補充能量，保證可以順利舉升原油及確保原油達到井口。目

4、前新疆地區(qū)的抽油機井在石油鉆井中所占的比例已超過70%，筆者發(fā)現利用抽油機采收原油時，鉆井現場的耗電量將會增加1/4，能耗巨大；但由于抽油機的結構較為特殊，在傳遞能量時約有70%的電能會被損耗掉，實際抽油時可以利用的能量較少[2]。（2）空抽問題普遍存在。在選擇抽油泵時通常將抽取量的最大值作為依據，并在此基礎上留下設計余量；抽取原油時，油儲量會不斷變少，且油面也會隨著儲量的減少而下降，因此抽油泵實際的充滿度會逐漸不足，并由此導致空抽現象

5、的發(fā)生；空抽出現后會造成電能被嚴重浪費。（3）設備老化，新度系數偏低。如抽油機當中的設備老化現象嚴重，且各個部件之間嚴重磨損，則不但會引起耗能高的問題，還容易造成安全事故。 </p><p>　　二、抽油機的節(jié)能技術分析 </p><p>　　1.對電動機進行變頻節(jié)能改造 </p><p>　　電動機是抽油機當中的重要組成部分，由于電動機的能耗量較大，因此可以采用變

6、頻技術對電動機進行改造，從而實現節(jié)能的目的。在設計變頻式電動機時，應從電磁設計與結構設計入手：（1）電磁設計。優(yōu)化電磁設計的主要目的在于提高電動機適應非正弦波供電電源的能力，設計方式如下：首先，應盡量將電動機轉子電阻及定子電阻減小，以便能夠使基波銅耗率得以降低。其次，根據電動機實際運行情況適當增加電感，以便可以有效減少電流高次諧波的產生，同時確保漏抗大小與電動機調速阻抗范圍相匹配。第三，采用不飽和設計的方法改造主磁路，避免在高次諧波出現

7、的情況下導致磁路飽和度過大[3]。（2）結構設計。在設計變頻式電動機的過程中應注意減少冷卻、振動等所產生的能耗，首先，可以利用獨立電動機驅動散熱風扇，從而起到強迫冷卻的效果；其次，應在保證電動機整體剛性及構件剛性的基礎上，盡量提升電動機工作頻率，以便可以減少共振現象及降低噪聲；第三，如電動機的容量在160KW以上，則可在軸承上安裝適合的絕緣構件，以避免因軸電流過大而導致軸承受損；如電動機具有恒定的功率，且轉速在3000/min以上，則可

8、將潤滑脂涂于軸承表面，以避免軸承溫度過高及減少磨</p><p>　　新疆某油田采用以上變頻技術對電動機進行改造后，使電動機的轉速得以降低，同時有效延長了完成一個沖程所需的時間，節(jié)電量為15%～35%。此外，由于變頻式電動機可以根據沖程提升及下降實際情況對自身的轉速進行調整，因此可以確?？焖偬嵘奥傧路庞蜅U，如此一來不但可以節(jié)省電能，同時還能夠在抽油過程中對油水比例進行有效調整?，F場實測后發(fā)現變頻式抽油機井的產

9、油量比工頻運行式抽油機井的產量高30%左右。 </p><p>　　2.氣錨及電容補償柜節(jié)能技術 </p><p>　　氣錨的作用是減少泵筒中進入的氣體，使泵的充滿度得以提高，從而為抽油機系統(tǒng)效率及泵效的改善提供保障[4]。為了提高氣錨分離油氣的能力，則可以通過調整杯數對氣錨中液孔流出的液量進行控制，以便為液體與氣體的分離提供充足的時間。另外，應根據油層實際情況對進液孔的直徑進行精確的計算

10、，以保證氣錨當中的氣、液流量比得到有效控制，從而有效提高泵效。在新疆某油田中利用以上技術對氣錨裝置進行了優(yōu)化，經節(jié)能改造后，抽油機系統(tǒng)效率約提高了5.5%左右，泵效則提高了10%～20%。此外，噸位百米的電能損耗由1.18kW?h降低至0.87kW?h。 </p><p>　　除了對氣錨進行節(jié)能改造之外，還可以通過設置電容無功補償控制柜來實現節(jié)能。目前我國常見的控制柜主要分為兩種，即動態(tài)控制柜與靜態(tài)控制柜。靜態(tài)控

11、制柜具有結構簡單的優(yōu)點，只需要將一組電容器并聯在電動機的輸入端即可；在安裝動態(tài)控制柜時，不但需要將電容器并聯到電動機當中，同時還要安裝微處理器，以便能夠根據電動機負載變化情況對電容進行有效調整。目前新疆油田采用的控制柜主要為靜態(tài)控制柜，實踐證明采用靜態(tài)控制柜之后，電動機的功率因數及供電質量均得到了顯著性提高。 </p><p>　　3.大傳動比油田抽油機及智能化空抽控制裝置的應用 </p><

12、p>　　目前新疆油田中低產井每天的產液量為2t～4t，空抽現象較為嚴重，為了減少空抽及降低能耗，則可以在油田中應用傳動比較大的抽油機或智能化空抽控制裝置。大傳動比型油田抽油機采用的減速器為三級傳動，而常規(guī)抽油機一般為二級傳動；相對于二級傳動來說，三級傳動能夠使減速裝置的傳動比得以增大，因此可以有效減少沖程。大傳動比型抽油機的一般沖程為2次/min。在新疆油田中應用此類抽油機后，系統(tǒng)平均效率由原來的11.24%提高到了25.18%。

13、目前HNW2800-FD空抽控制器在我國油田中應用的頻率較高，HNW2800-FD控制器能夠對抽油機抽油時的相位角、電壓及電力進行檢測，并可以根據檢測結果計算出無功功率及有功功率。另外，當抽油機的下行電流或上行電流發(fā)生變化時，控制器可以根據卸載及加載過程描述加載及卸載與電流之間的變化曲線。當得到變化曲線時，便可以對電流或抽油機運行狀態(tài)進行調整，以減少電能損耗。在新疆油田某抽油機井安裝HNW2800-FD控制器之后，該油井的動液面波動頻率

14、顯著減少，機井產液量逐漸趨于平穩(wěn)，大幅度縮短了生產周期，且有效降低了電能損耗，可減少約45%的用電量。 </p><p><b>　　結束語 </b></p><p>　　綜上所述，抽油機具有耗能高的特征，為了能夠降低抽油機的能耗及實現節(jié)能，則應注意利用多種節(jié)能技術對抽油機進行改造，并注意采用科學的方法管理抽油機，對沖程進行合理設計，以便可以有效減少無效做功。此外，還

15、應根據油井的實際儲量及地質條件優(yōu)化選擇電動機，從而使電動機產生的能耗得以減少。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1]冉衛(wèi)東.葡萄花油田抽油機用節(jié)能電動機評價及適應性探討[J].石油石化節(jié)能，2012，（4）：35-36. </p><p>　　[2]滕明燕，孫文磊，何連英，張冬芹.虛擬裝配技術在節(jié)能抽油

16、機設計中的應用研究[J].機床與液壓，2011，39（9）：126-128. </p><p>　　[3]龍文第.對于抽油機節(jié)能的電控裝置及其節(jié)能原理的探討[J].中國化工貿易，2013，（8）：94. </p><p>　　[4]丁代淑.石西油田雙驢頭游梁平衡前置型抽油機節(jié)能機理和節(jié)能方法研究[J].中國石油和化工標準與質量，2012，33（15）：51. </p><