运用综合节能措施降低机采能耗

【摘要】本文针对朝阳沟油田原油物性差、机采设备能耗高、系统效率低等实际问题。对近几年我厂应用的抽油机各节能技术进行了简要的分析和评价，同时分析了油田今后的节能潜力，提出了节能方向和建议。

【关键词】抽油机 节能

1 机采系统能耗现状

1.1 机采能耗状况

截止2012年10月，我厂共有抽油机井3070口，开井2346口，机采吨液耗电56.17kWh/t，机采吨油耗电87.10kWh/t。

1.2 存在的主要问题

一是油井自身产能低是造成系统效率低、能耗高的根本原因。

二是抽油机井普遍装机功率偏大，功率利用率相对较低。

三是抽油机井负载率低，扭矩利用率低。

2 机采节能措施现场应用情况2.1 应用节能拖动装置

朝阳沟油田开采初期采用抽油机与普通Y系列电动机配套的举升方式，由于Y系列电动机启动转矩偏低，配套时靠提高拖动装置容量来满足启动要求，使拖动装置常常处于轻载运行状态，增加了损耗。因此应用节能电动机来代替早期的Y系列电动机。主要应用的节能电动机有永磁、高转差、双速双功率。

2.1.1 节能电动机的特性

双功率电动机是利用定子单槽内下入双线，形成双绕组，通过单片机为核心的控制系统，先接通电动机的大功率绕组，电机起动后，检测几分钟的平均电流，如果小于小功率额定电流，就将电源切换到电机的小功率绕组。解决了游梁抽油机启动扭矩大，平衡效果差，在一个冲次内载荷变化较大的问题。具有启动转矩大，过载能力强等优点。2.1.2 现场应用效果

完成现场更换880口井，系统效率由4.37%上升到5.39%，上升了1.02%，平均单井日节电16.58k W h。累计节电574.3×104kWh。

2.2 更换节能配电箱

PS-55节能配电箱其节电方式包括负荷自动跟踪，无功动态补偿，通过降低无功损耗，有效提高了油井的功率因数。

2.2.1 现场应用效果

节能配电箱现场更换143口井。系统效率上升0.76%，平均单井日节电8.1kWh，累计节电46.33×104kWh。

2.3 应用可变冲次节能传动装置

目前，在油田中有很大一部分油井存在供液能力差，泵效低，为改善油井供排关系，降低生产能耗，通常采取降低冲次的办法，可变冲次节能传动装置由小功率电动机、减速器、皮带轮组装而成。

2.3.1 节能原理

可变冲次节能传动装置是将大功率电动机换成以小功率电动机为驱动力，采用皮带轮传动的方式，通过减速器将惯性负荷较大幅度的降低了。

2.3.2 现场应用效果

目前，我厂共安装抽油机可变冲次节能传动装置8台，平均消耗功率由2.97kW下降到2.42kW，下降了0.55kW；功率利用率由13.13%上升到19.34%，上升了6.21%，系统效率由4.93%上升到5.86%，平均单井日节电13.2kWh。累计节电2.62×104kWh。

2.4 抽油机降型

随着油田开发时间的延长，早期投产的大型机产液量和负载率都有所下降，需要对抽油机进行降型调整。

对较早投产的2口油井应用了10型和11型抽油机，平均负载率只有27.3%，应用6型机CYJ11-3-26HB即可满足生产，2009年6月对2口井降型施工。降型后平均负载率40.03%，较降型前提高了12.73%，系统效率由4.39%上升到5.43%，消耗功率由4.18kW下降到3.08kW，平均单井日节电26.4kW，到目前累计节电2.67×104kWh。

2.5 应用塔架机

随着油田开发区块的增多，地势条件复杂，部分井地势低洼，夏季管理难度大，洪水期地面水深可到达电控系统。为了保证地势低洼井正常生产，提高油井时率，进行塔架式抽油机应用现场试验。

2.5.1 节能原理

塔架式抽油机，用简单的绳轮传动代替了游梁抽油机四连杆机构传动，传动系统简单，机械效率明显提高。

2.5.2 现场应用效果

截止目前应用塔式抽油机57口，通过对塔架式抽油机的日耗电进行测试，与可对比普通游梁抽油机的耗电相比，单井日节电48.0kWh，节电率为50.7%，年可节电1.75×104kWh。

2.6 应用系统效率优化软件进行单井参数优化

2010年加大了系统效率优化软件的应用力度，结合油井泵况，在保证油井正常生产前提下，应用系统效率优化软件来进行指导地面参数调整，提高系统效率，实现节能。

目前共进行参数调整430井次。消耗功率由3.51kW下降到3.40kW，下降了0.41kW，平均单井日耗电下降9.84kWh，年累计节电63.57×104kWh。

2.7 整体治理效果

从节电角度看，塔式抽油机节电效果最好，双速电机，可变冲次电机，节能配电箱相对较差，但节电效果也相当明显。

从管理角度看，节能配电箱、节能电动机、塔架机和可变冲次电机均是将原井上的装备换成新装备，且具有更加先进的管理功能，现场操作方便，管理起来也更加容易。

3 机采系统节能潜力分析3.1 从产量角度分析节能潜力

开井中油水不出的有59口井，出水井有58口，这部分井从目前看对产油基本没有贡献值，在不考虑油井利用率的指标前提下，可以考虑暂时关井；另外产液量1.5吨以下的151口井，这部分井仍需加强参数优化工作；其余产量相对较好井可以在条件允许的情况下，将目前应用高耗能设备的油井更换节能设备。

3.1.1 抽油机节能潜力

（1）载荷利用率低抽油机降机型；（2）抽油机改下偏杠铃；3.1.2 电机潜力分析

（1）更换电机潜力

截止目前我厂还有非节能电机121台，平均消耗功率3.55kW因此需要对非节能电机和使用年限长的节能电机进行更换和改进。

（2）节能电动机进一步节能潜力

①双速双功率电机的缺点。电机仍然一直在同一个额定功率下运行，而且在参数调整时需要停机手动进行高、低档的自动切换，实现在运行过程中电动机功率与抽油机负载的合理匹配。双速双功率电机在高低档功率下显示出不同的耗能水平，主要归结于额定功率降低和抽油机冲次下降共同作用的结果。

②多功率电动机的节能原理。该节能拖动装置利用控制箱里的数字化节能控制器来实现高、中、低三种输出转矩形式的自动变换。

（3）应用可变冲次节能传动装置

目前冲次已达到3次的井有238口井，平均泵效仅为12.30%，这部分井可做为应用可变冲次节能传动装置的潜力井。

3.3 新建产能井采用节能技术，控制能耗

（1）对于新建产能区块，在进行采油工程方案设计时，重点做好节能设备优选和工艺参数合理匹配，降低装机功率，控制能耗水平。

（2）继续设计采用节能设备。

4 初步认识和结论

（1）加大成熟节能措施技术的应用和改进，确保各项节能措施与抽油机达到合理匹配。

（2）为控制油田总体机采能耗水平的上升，必须从新井和老井两个方面做工作，努力降低老抽油机井能耗、控制新井耗能，以达到对总体能耗的有效控制。

（3）合理设备新井举升方式，是控制新井机采能耗的基础；做好新井节能设备优选和抽汲参数匹配，是控制新井机采能耗的重要途径。