吐哈油田抽油机节能技术研究及应用

节能抽油机、电动机及控制装置在吐哈油田已经得到广泛的试验和推广应用.对近年来吐哈油田的抽油机节能技术研究及应用情况进行总结,指导抽油机节能产品现场推广应用.     

高效抽油机节能装置

介绍了一种高效高油机节能装置的原理，结构及性能，该装置可装于游梁式抽油机减速器输入端，经现场验证，应用在双驴头抽油机上不仅能节电，且能增加采液量，节电效果达１９．１％～３７．５％，经济效益十分可观，已获得国家专利权（专利号９６２１６１２５Ｘ）可向全国推广。     

抽油机节能装置研究

我国油田开采设备主要为游梁式抽油机,其运行时功率因数低、电能浪费严重,严重影响电网供电质量。抽油机节能装置采用电力电子变换技术,实现PWM(脉冲宽度调制)可控整流、单位功率因数运行、抽油机下冲程时实时高功率因数电能回馈至电网等功能,优化供电质量、节约电能。进行了MATLAB/Simulink仿真,验证系统设计的可行性,并且制作了设备样机在油田现场进行节能试验。测试结果表明,32号井年节电量为3.35×10~4kWh,43号井年节电量是1.94×10~4kWh,节能效果显著。     

抽油机液压节能装置

为降低常规型游梁式抽油机能耗,研制了抽油机液压节能装置。该装置通过抽油机游梁上下行的做功变化而储能释能,有效地改善了抽油机的平衡效果,消除了发电态负功对抽油机的不良影响并将负功余能再生使用,降低了抽油机的能耗。在新疆油田应用50台,经测试平均有功节电率为22.04%,无功节电率为39.54%,综合节电率为15.43%。     

节能电控装置在抽油机节能改造上的应用

随着国内对原油需求的不断增长,石油工业得到了飞速发展,但是石油开采需要抽油机进行抽取,石油开采消耗了大量的电能,可见,抽油机节能是油田节能的重点。目前,在抽油机上配备节能电控装置,具有投入低、节能效果显著以及使用方便等特点,取得了良好的效果,在我国油田得到了广泛的应用。     

抽油机一体化节能装置在萨北油田的应用

萨北油田进入了高含水开发后期,油田开发能耗高、成本高,开发效益较差。作为主要耗能设备的抽油机电动机普遍存在负载率低的现象,平均功率仅为额定功率的30%,平均功率因数仅为0.14左右,加上油田点多面广,窃电现象严重,进一步增加了生产能耗。为了提高抽油机的节能效率,安装了150套ZDC （G）抽油机电动机节能一体化拖动装置,成功地解决了机采系统能耗居高不下的难题,实现综合节电16.42%,系统效率明显提高。同时,有效地扼制了窃电现象,提高了生产安全性,方便了现场管理。     

CJT—3型抽油机节能拖动装置的应用

CJT-3型抽油机拖动装置是专为游梁式抽油机而设计的节能型超高转差率电动机。文中介绍了该拖动装置的工作原理和具体应用。根据对大港马西油田10口油井的游梁式抽油机普通电动机和CJT-3型拖动装置所测试的性能参数与技术经济指标的对比分析,证实了CJT-3型游梁式抽油机拖动装置具有较高的经济效益。     

抽油机节能研究

有杆抽油机节能的关键在于使异步电动机的运行不参与抽油机的平衡运动，这样经过调平的抽油机的平衡才有保证。单向超越离合器的使用解决抽油机平衡运动受异步电机干扰问题，不仅杜绝了驴头反拖电机的现象，还能充分发挥平衡块的飞轮效应，最大限度地降低机械交变负荷，做到抽油机与电机运行的最佳匹配。试验证明可节能48．3％。     

一种新型抽油机节能控制装置

针对现有抽油机电驱动装置效率和功率因数低、耗能严重的问题,研制了一种新型抽油机节能控制装置。该装置根据抽油机负载的周期性变化,通过单片机应用C语言编程计算电动机的铜损耗和铁损耗,可时刻保证抽油机驱动电动机运行在铜损耗等于铁损耗的最低损耗状态,降低抽油机的总损耗,提高其工作效率和功率因数,有较好的节能效果。试验结果表明,该节能控制装置可减小电动机启动电流,延长电动机寿命;在抽油机的整个工作周期中不改变电动机的转速,不影响抽油机的采油效率;具有缺相、过载等保护功能,可有效、及时地防止电动机在缺相和过载时遭到损坏。     

新型抽油机电机节能装置

抽油机电机正常运转后，只要适当降低电机电压就可以降低电机的损耗（铁耗、铜耗），节省电机的有功功率，同时还可以提高电机的功率因素，节省无功功率，达到节电的目的。     

储能变速型节能装置应用于抽油机的研究

针对目前抽油机节能技术的一些问题,提出在电动机上安装结构简单易行的储能变速节能装置。提出3种设计方案,通过分析选择出最优方案。以机械系统动力学原理为基础,建立等效的动力学模型,从而确定节能装置的结构参数。以实例进行抽油系统的运动、动力性能计算,结果表明节能装置安装于电动机轴后,电动机轴的速度波动明显变缓,电动机的平均输出功率下降,节电效果明显。此节能装置还可广泛应用于采用异步电动机的其它工程设备中。     

抽油机节能防盗电一体化装置

油田的用电负载主要是异步电动机，而油田抽油机井通用的系列异步电动机由于启动转矩小，装机功率很高，从而使得电机实际功率仅占额定功率的30％-40％，造成“大马拉小车”的现象，因此抽油机节电工作一直是油田广大科技工作者攻关的重点。文中介绍的抽油机节能防盗电一体化装置是针对抽油机负荷调整电动机输出功率，降低有功和无功电耗，从而解决了抽油机变载荷节电技术，节电效果明显。     

节能抽油机节能效果对比试验研究

游梁式抽油机是采油工程中最主要的人工举升方式,为减少抽油机井的能耗,降低原油的开采成本,各抽油机制造厂相继研制了多种结构形式的节能抽油机。由于节能原理不同,节能效果差别很大,如何公正、合理评价节能抽油机的节能效果,是人们普遍关心的问题。文章利用水力模拟试验井,以水为介质,在相同的条件下,以偏置式抽油机为参照机,以系统效率和节电率为节能效果的评价指标,对4种节能抽油机进行了对比试验,并绘制了系统效率和节电率与油井举升高度的关系曲线。试验结果表明,双驴头抽油机节能效果最佳,其次是下偏杠铃复合平衡抽油机。根据对比结果,提出了节能抽油机选择和使用的建议。     

论抽油机电机的运行工况与节能

机械采油是国内各油田主要的原油生产方式,抽油机械又以游染式抽油机应用最为普遍,抽油机的“大马拉小车”这一现象,从电机选配上乍具有一定的合理性,正确选择电动机功率的原则是,在电动机能够满足负载要求的前提下,最经济合理地决定电动机的功率,变压器和抽油机的负荷经常发生变化,设备损坏很频繁,加强油田电气设备的运行和维护,保持良好的运行状况也可以有效地减少能耗。     

抽油机改造节能浅析

常规游梁式抽油机由于其实际结构的制约，使得在运转过程中，曲柄平衡扭矩不能与抽油机载荷扭矩很好的地平衡，导致了电动机自身损耗和电路损耗，改进抽油机机械特性，使曲柄扭矩与抽油机负荷达到平衡，实现了节能降耗。     

机械调速装置在低产抽油机井上的应用

大庆油田生产的抽油机其最小冲速为4 min-1,对于一些严重供液不足的抽油机井要想在低于4 min-1的冲速条件下生产,依靠皮带轮的调整无法实现.应用“机械调速装置”来达到降低冲速、实现供排关系平衡、合理控制能耗的试验,初步见到了较好的效果.结合油田实际,从管理角度详尽论述了“机械调速装置”的工作原理、适用条件及使用设计方法,阐述了机采节能的实质为“减少能源浪费、实现能耗的合理匹配”,为合理使用“机械调速装置”提供了必要的技术支持.     

抽油机电动机节能改造

为了实现游梁式抽油机驱动电机的真正节能，对目前异步电动机实施节能改造。通过对异步电动机定子绕组接线方式的改变和增加移相电容，使其具有的一些良好特性并结合在油田的实际应用情况，进行节能效果的分析对比。     

抽油机液压蓄能节能系统分析及控制策略

对比分析了目前常见的几种抽油机节能方案,在此基础上提出了液压蓄能节能系统;重点分析了节能系统的液压系统和机械系统,提出了液压蓄能节能系统方案及控制策略。     

油田抽油机节能控制系统的应用

抽油机节能控制系统通过远程控制降低电能损耗,在单片机检测的同时,操作电动机接线端子,调整电动机的工作路径,保证抽油机在不同电压下设备的正常运行。抽油机节能控制系统通过软件和硬件结合的设计方式,确保抽油机驱动电动机在低损耗状态下运行,使抽油机在不同的电压情况下出油量达到最佳的状态,从而实现高效率、低消耗的生产目标。