论文部分内容阅读
摘 要：抽油井耗电主要由三部分组成：井筒耗能、抽油机、电机耗能和输电线路损耗。为降低抽油井耗电量，采取降低井筒耗能方面采取优化生产参数、加药热洗降粘等措施；在降低抽油机、电机耗能方面，采取及时调整抽油机平衡、合理匹配电机、落实抽油机保养、调整工作、新工艺新技术尝试等措施；在降低输电线路耗能方面采取实施节能技改、单井计量等措施。通过以上工作的展开，有效地降低了抽油井耗电量，收到明显效果，真正做到了降本增效。
关键词：抽油井耗电 井筒耗能 抽油机、电机耗能 输电线路损耗
中图分类号：TE933
油田抽油井电费占单位总耗电量的65.6%。有效地降低抽油井耗电量，是降本增效、增强企业竞争力的有效途径。
1 抽油井耗电量构成分析
抽油井耗电可以看成由三部分组成：（1）、井筒耗能：提升产液量举升到井口所耗电。（2）、抽油机、电机耗能：抽油机四联杆机构、电机、皮带、毛辫子传动、电机损耗。（3）、电路损耗：变压器、电缆铜损、线损及附加损耗。
2 抽油井节电措施及效果
降低抽油井耗电量涉及到采油队生产、技术、管理的方方面面，是一项系统工程。针对抽油井耗电量的组成部分，有的放矢的采取措施，取得明显效果。
2.1 井筒耗能
（1）优化生产参数
①上提泵挂。
沉没度的大小与油井产液量、油气比、原油粘度、含水等因素有关，一般来讲，动液面在保持一定的情况下，并不是沉没度越大越好，而是有一个合理的界限。计算时一般取沉没度为300米，稠油井400-500米。具体到生产中就是上提泵挂。实施4口井，节省了大量的管杆材，而且在节能降耗，偏磨治理，延长检泵周期中也取得很大效益。4口井上提泵挂前平均单井日耗电量729Kw.h，上提泵挂后平均单井日耗电量为616Kw.h，平均日节电113Kw.h。节电效果明显。
②降低冲次。
在抽油井的设计中，抽油机的惯性负荷与抽油机冲次n的平方成正比，在设计中，在满足液量的情况下，应选择长冲程，低冲次减少惯性载荷对抽油机的影响。实现节电的目的。目前大多采用辅助减速器来实现降低冲次，辅助减速器由一个轴承支座和两个大小不同的皮带轮组成，大皮带轮与电机通过皮带相连接，小皮带轮与抽油机皮带轮通过原皮带相连接。启动电机后，电机的皮带轮通过皮带带动大皮带轮转动，减速后通过中轴传给小皮带轮（减速比为电机皮带轮直径与大皮带轮直径之比），小皮带轮获得大转矩、慢转速后，通过抽油机原皮带带动抽油机慢冲次运行。辅助减速器的使用增加了机械传动耗能，但它直接降低了冲次，降低了耗能，从整体来说节电效果明显，一般视前后冲次而言能够降低耗能1/3左右。上辅助减速器降低冲次后缓解了供液不足的矛盾，节电效果也相当明显。
（2）热洗加药降粘
抽油杆在井筒中的摩擦力会显著增加悬点最大载荷，减少悬点最小载荷，加大载荷的变化幅度，这不但给抽油机的工作带来不利影响，而且使功率消耗大大增加。对于采油来说油稠与结蜡是造成抽油杆在井筒中的摩擦力显著增加、抽油机负荷上升、单井耗电量增加的主要原因。加药热洗作为油井日常清蜡、降粘等日常维护工作的主要手段，可以有效地降低抽油机负荷，减少了油井耗电量。如**井在進行井筒加药维护后载荷变化明显，日耗电量平均降低67kw.h。
2.2 抽油机电机耗能
（1）及时调整抽油机平衡。抽油机平衡不良时会出现发电现象，导致大量电能损耗。抽油机平衡越差，电机输入功率越大，耗电量越高。下图2是根据油田实测数据，做出的一般情况下，游梁机平衡率与耗能的关系曲线。平衡率在80100%时抽油机耗量最低。当平衡率达120%以上时，比80%时1小时多耗电0.25kw.h ，平衡率低于70%后，比80%时1小时多耗电约0.15kw.h。为此对抽油机进一步加强了平衡率的调整工作，自觉提高了平衡率标准（90%-110%），及时调整不平衡抽油机，对降低油井耗电起到了积极作用。目前现场一般采用两种方法调整抽油机平衡：电流法和功率法。油田低压井较多、受无功功率干扰存在假平衡的现象比较严重，我们对于调平衡后电流法判断为平衡较好，但耗电量却升高的井则利用功率曲线重新调整抽油机平衡，消除电流假平衡现象，效果显著。
（2）合理匹配电机，有效降低电机功率，减小电机空耗损失。当电机负载率低于20%时，随着负载率的提高，电机运行效率上升幅度较大，当电机负载率高于20%时，随着负载率的提高，电机运行效率上升缓慢，当电机负载率高于40%时，随着负载率的提高，电机运行效率基本稳定在90%。根据抽油机电机运行工况特点，确定20%-40%为抽油机电机经济负载率。适度降低电机功率，不但能提高电机负载率，而且可以降低电机空耗产生的无功功率损失，减少耗电量，提高系统效率。为提高电机负载率，解决“大马拉小车”（“大马”指抽油机所配电机额定功率大，“小车”指抽油机负载量小）现象，实现节能目的，对部分电机进行调，取得较好节能效果。
（3）落实抽油机保养、调整工作。抽油机各部件松动或润滑保养不好，造成皮带及抽油机各部件之间的摩擦、打滑、变形，致使抽油机不平稳运行，从而无功耗电，对此认真落实机械设备的紧固、润滑、保养、调整工作，按时进行一保、二保，确保抽油机正常运转。所有抽油机全部安装电机固定顶丝，真正做到及时调整。这些工作都有效的减少了无功损失，降低了有功功率。如**井在进行二级保养之后，有功功率减少0.44KW，日耗电量也减少17KW.h。（4）新技术新工艺尝试。永磁电机的使用。由于永磁电机具有功率因素高、启动力矩大等特点，并且通过去年及今年使用情况来看，平均单井节电21度。
2.3输电线路耗能
（1）实施节能技改实验。针对油井绝大部分为低压井、低压电缆长、电器设备老化严重、耗能偏大等现状在管理局的支持下进行了节能技改工作：将原来变压器容量较大的更换为小容量的变压器，S11的卷铁心变压器代替了原来S7及S7以下的高耗能变压器，降低变压器损耗，减少了变损电量；将油井电气设备的运行电压由400V升级为1140V，减小设备的运行电流，降低了设备的损耗；将380V刀闸控制柜更换为1140V电容补偿柜提高功率因数。
（2）单井计量措施。对用电主要实行高压出口计量方式，又加装抽油机实时监控与管理系统，利用其单井计量，分析各井耗电情况，并规定作业区每月抄表1次，由电工负责，并制定了用电管理规定和考核办法。每月的电量节超情况既跟奖金分数挂钩。
3 结束语
通过以上细致工作，年节约电量40万度，按每度0.5528元计算，年节约电费约22万元。
参考文献：
1、《电机及电力拖动》—高敬德—石油工业出版社—2001年10月
2、有杆泵抽油系统的电动机节能途径》—刘泸雄—石油机械—1992年6月
关键词：抽油井耗电 井筒耗能 抽油机、电机耗能 输电线路损耗
中图分类号：TE933
油田抽油井电费占单位总耗电量的65.6%。有效地降低抽油井耗电量，是降本增效、增强企业竞争力的有效途径。
1 抽油井耗电量构成分析
抽油井耗电可以看成由三部分组成：（1）、井筒耗能：提升产液量举升到井口所耗电。（2）、抽油机、电机耗能：抽油机四联杆机构、电机、皮带、毛辫子传动、电机损耗。（3）、电路损耗：变压器、电缆铜损、线损及附加损耗。
2 抽油井节电措施及效果
降低抽油井耗电量涉及到采油队生产、技术、管理的方方面面，是一项系统工程。针对抽油井耗电量的组成部分，有的放矢的采取措施，取得明显效果。
2.1 井筒耗能
（1）优化生产参数
①上提泵挂。
沉没度的大小与油井产液量、油气比、原油粘度、含水等因素有关，一般来讲，动液面在保持一定的情况下，并不是沉没度越大越好，而是有一个合理的界限。计算时一般取沉没度为300米，稠油井400-500米。具体到生产中就是上提泵挂。实施4口井，节省了大量的管杆材，而且在节能降耗，偏磨治理，延长检泵周期中也取得很大效益。4口井上提泵挂前平均单井日耗电量729Kw.h，上提泵挂后平均单井日耗电量为616Kw.h，平均日节电113Kw.h。节电效果明显。
②降低冲次。
在抽油井的设计中，抽油机的惯性负荷与抽油机冲次n的平方成正比，在设计中，在满足液量的情况下，应选择长冲程，低冲次减少惯性载荷对抽油机的影响。实现节电的目的。目前大多采用辅助减速器来实现降低冲次，辅助减速器由一个轴承支座和两个大小不同的皮带轮组成，大皮带轮与电机通过皮带相连接，小皮带轮与抽油机皮带轮通过原皮带相连接。启动电机后，电机的皮带轮通过皮带带动大皮带轮转动，减速后通过中轴传给小皮带轮（减速比为电机皮带轮直径与大皮带轮直径之比），小皮带轮获得大转矩、慢转速后，通过抽油机原皮带带动抽油机慢冲次运行。辅助减速器的使用增加了机械传动耗能，但它直接降低了冲次，降低了耗能，从整体来说节电效果明显，一般视前后冲次而言能够降低耗能1/3左右。上辅助减速器降低冲次后缓解了供液不足的矛盾，节电效果也相当明显。
（2）热洗加药降粘
抽油杆在井筒中的摩擦力会显著增加悬点最大载荷，减少悬点最小载荷，加大载荷的变化幅度，这不但给抽油机的工作带来不利影响，而且使功率消耗大大增加。对于采油来说油稠与结蜡是造成抽油杆在井筒中的摩擦力显著增加、抽油机负荷上升、单井耗电量增加的主要原因。加药热洗作为油井日常清蜡、降粘等日常维护工作的主要手段，可以有效地降低抽油机负荷，减少了油井耗电量。如**井在進行井筒加药维护后载荷变化明显，日耗电量平均降低67kw.h。
2.2 抽油机电机耗能
（1）及时调整抽油机平衡。抽油机平衡不良时会出现发电现象，导致大量电能损耗。抽油机平衡越差，电机输入功率越大，耗电量越高。下图2是根据油田实测数据，做出的一般情况下，游梁机平衡率与耗能的关系曲线。平衡率在80100%时抽油机耗量最低。当平衡率达120%以上时，比80%时1小时多耗电0.25kw.h ，平衡率低于70%后，比80%时1小时多耗电约0.15kw.h。为此对抽油机进一步加强了平衡率的调整工作，自觉提高了平衡率标准（90%-110%），及时调整不平衡抽油机，对降低油井耗电起到了积极作用。目前现场一般采用两种方法调整抽油机平衡：电流法和功率法。油田低压井较多、受无功功率干扰存在假平衡的现象比较严重，我们对于调平衡后电流法判断为平衡较好，但耗电量却升高的井则利用功率曲线重新调整抽油机平衡，消除电流假平衡现象，效果显著。
（2）合理匹配电机，有效降低电机功率，减小电机空耗损失。当电机负载率低于20%时，随着负载率的提高，电机运行效率上升幅度较大，当电机负载率高于20%时，随着负载率的提高，电机运行效率上升缓慢，当电机负载率高于40%时，随着负载率的提高，电机运行效率基本稳定在90%。根据抽油机电机运行工况特点，确定20%-40%为抽油机电机经济负载率。适度降低电机功率，不但能提高电机负载率，而且可以降低电机空耗产生的无功功率损失，减少耗电量，提高系统效率。为提高电机负载率，解决“大马拉小车”（“大马”指抽油机所配电机额定功率大，“小车”指抽油机负载量小）现象，实现节能目的，对部分电机进行调，取得较好节能效果。
（3）落实抽油机保养、调整工作。抽油机各部件松动或润滑保养不好，造成皮带及抽油机各部件之间的摩擦、打滑、变形，致使抽油机不平稳运行，从而无功耗电，对此认真落实机械设备的紧固、润滑、保养、调整工作，按时进行一保、二保，确保抽油机正常运转。所有抽油机全部安装电机固定顶丝，真正做到及时调整。这些工作都有效的减少了无功损失，降低了有功功率。如**井在进行二级保养之后，有功功率减少0.44KW，日耗电量也减少17KW.h。（4）新技术新工艺尝试。永磁电机的使用。由于永磁电机具有功率因素高、启动力矩大等特点，并且通过去年及今年使用情况来看，平均单井节电21度。
2.3输电线路耗能
（1）实施节能技改实验。针对油井绝大部分为低压井、低压电缆长、电器设备老化严重、耗能偏大等现状在管理局的支持下进行了节能技改工作：将原来变压器容量较大的更换为小容量的变压器，S11的卷铁心变压器代替了原来S7及S7以下的高耗能变压器，降低变压器损耗，减少了变损电量；将油井电气设备的运行电压由400V升级为1140V，减小设备的运行电流，降低了设备的损耗；将380V刀闸控制柜更换为1140V电容补偿柜提高功率因数。
（2）单井计量措施。对用电主要实行高压出口计量方式，又加装抽油机实时监控与管理系统，利用其单井计量，分析各井耗电情况，并规定作业区每月抄表1次，由电工负责，并制定了用电管理规定和考核办法。每月的电量节超情况既跟奖金分数挂钩。
3 结束语
通过以上细致工作，年节约电量40万度，按每度0.5528元计算，年节约电费约22万元。
参考文献：
1、《电机及电力拖动》—高敬德—石油工业出版社—2001年10月
2、有杆泵抽油系统的电动机节能途径》—刘泸雄—石油机械—1992年6月