油井降低冲次实用方法讨论

中图分类号： TU74 文献标识码：A

一、前言

随着油田进入后期开发，低产液量井数量不断增加，为适应低产液量油井工况，各种电机降速产品在油井上应用，已达到减速降低抽油机冲次的目的。本文就各种形式的减速降低抽油机冲次做法进行分析，以期找到性价比较高的方式方法。

二、目前技术介绍

目前在油井上广泛应用的降低抽油机冲次的技术如下：

①在抽油机上使用变频器

虽然改变输出频率可以使抽油机的冲次调整到2次以下，但由于技术复杂程度高，对环境条件要求苛刻，限制了在抽油机井场的规模使用。

优点：可实现无级调速，抽油机冲次调整简单、方便。

缺点：由于抽油机系统存在发电现象，会造成电机能量反馈，大部分变频器将这一部分能量消耗在电阻上，导致，效率降低。其具体分析如下：

由于抽油机正常运行时的功率不均衡问题，造成抽油机系统存在发电现象，其功率曲线如图1所示，图中的油井最大功率12.48KW，最小功率－4.08KW。抽油机正常运行时出现发电现象的原因，主要是抽油机载荷与重力平衡块不能达到完全平衡，发电量的大小取决于曲柄净扭矩曲线与重力平衡曲线的抵消程度。

图1：抽油机正常运行时的功率曲线

②间歇抽油控制器

根据油井的渗透情况，人为设定抽油机的运行和停止时间比，且此比值可以任意设定。控制器依照设定的时间比自动起动和停止抽油机。抽油机频繁的自动启动存在很大的安全隐患，基本上不能推广应用。

③机械减速轮

在抽油机电动机皮带轮和齿轮箱皮带轮之间增加一级机械减速轮，这种减速装置非常简单，只要调整轮径的大小，就可以调整抽油机的冲次到1次/分钟。对产液量低的井，增加减速装置后，抽油机整体系统效率提高和节电效果明显。缺点，井场安装麻烦，增加一级皮带传送,略增加一部分损失，使用维护工作量增加，寿命也受到不同程度的影响。

④电磁调速电动机:

一部分是普通的Y系列电动机（或者是永磁同步电动机），另一部分是直流耦合的电磁调整部分，现在也出现了永磁耦合方式。

优点：调整抽油机的冲次比较容易。

缺点：体积大，重量大，成本高，电磁调整系统要多耗一部分电能，尤其是转差较大时，能耗更高，因此，整体效率不高。

⑤开关磁阻电动机

优点：速度调整非常方便，比较容易调整抽油机的冲次，电机本身效率高，但控制柜、电动机合在一起测试效率不高，目前有小规模的试用。

缺点：控制线路复杂，现场维护麻烦；产生谐波分量较大，引起变压器的电压波形畸变；现场噪声很大。

⑥超低速电机（齿轮减速电机）

优点：输出转速很低，180—300转/分，齿轮传送效率较高。在低产液量井上使用效率提高特别明显，体积小重量轻，价格低，电机额定功率大幅下降4—5个功率等级。

缺点：有机械齿轮减速部分，每年有部分的维护工作量，油品防盗性较差。

⑦12极、16极永磁同步电动机

这是新研制的产品，该电机同步转速分别为500转/分和375转/分，是降低低产量井冲次的最理想电机。该电机与齿轮减速电机相比具有功率因数高，效率高，可靠性强，运行维护费用低。

三、结论

以上7种减速装置，我们跟踪过现场测试和实验，分析优缺点，我们认为：12极和16极永磁同步电动机已经成熟，是油田降低抽油机冲次的较好方式，值得推广使用。