优化抽油机井电动机合理匹配降低能耗技术研究

针对某采油厂机采井运行能耗高、系统效率水平低的问题,对现有抽油机举升工艺进行了合理装机功率计算;并根据电动机的功率需求和合理负载率,开展电动机动态的逐级匹配调整,提高了电动机的运行效率,实现了抽油机传统举升工艺的节能降耗,机采井节能工作取得显著成效。     

双速电动机与变频技术在抽油机上的应用

抽油机悬点载荷具有波动性,所用电动机的负载也是交替变化,为了适应启动时大功率需要,抽油机配备的电动机功率较大;而正常运行时其负载较轻、运行效率低,造成能耗的浪费。为了降低机采能耗,近年来在抽油机上应用了较多的节能技术。针对现场应用较多的双速双功率电动机和变频控制柜两种技术,分别对其工作原理、节能特点、实际效果、具有的优势等方面进行分析与阐述。     

调整供电电压提高电动机效率技术分析

电动机效率是衡量电动机经济运行的重要指标,在满足相同负载功率前提下,电动机效率越高,则能耗越小。针对某采油厂机采井应用三相异步电动机所存在的供电电压偏高、功率利用率低的问题,采取了人工调整电源电压、实时检测电动机负载率变化、应用节能控制箱进行动态调压控制等技术,使电动机的工作电压接近额定电压,进一步提高电动机效率,实现了节能降耗。     

抽油机井节能电动机现场测试和效果分析

为了提高抽油机井拖动电动机效率,长庆油田引进了多种节能电动机,如双功率电动机、交流永磁伺服电动机、三相异步电动机+变频、绕线式转子变频电动机、开关磁阻电动机等,但各种电动机之间缺乏综合性能比较,为此在机采节能技术评价系统上开展了六种电动机空载、带载启动、不同平衡状态下节能性能对比试验。结果显示,与三相异步电动机相比,应用节能电动机可实现通过提高电动机效率带动系统效率提升2~3个百分点,其中开关磁阻电动机,空载损耗小、自身效率高、在平衡状态下耗电量最小,系统效率最高,更适合游梁式抽油机工况。     

抽油机井控制柜与电动机匹配适应性研究

随着油田节能技术的发展,各种新兴节能技术应用于油田节能设备中。通过两种节能电动机与三种节能控制柜匹配试验,以有功功率、无功功率、综合节电率等相关参数变化为评价依据,获得不同功率利用率的匹配效果。在考虑新老井中抽油机转矩、电动机转矩及安全系数的情况下,以匹配效果作为指导,评价目前抽油机井节能状况,对电动机和控制柜匹配不合理的抽油机井,实施设备对调,提高了节能设备的利用效率。     

降压软启动技术在抽油机井电动机合理匹配中的应用

针对抽油机井电动机装机功率大,导致直接启动时电流高、扭矩大以及能耗高的问题,开展了抽油机井电动机软启动运行试验。利用电动机Y—Δ降压软启动等技术,可降低输入电压,保证电动机装机功率下降后的设备安全运行。现场试验表明,软启动运行时,电动机速度与扭矩均从零呈匀加速状态递增,最大扭矩值小于直接启动的最大扭矩值,减小电动机的启动电流,消除电动机直接启动时所产生的冲击载荷对抽油机的影响,从而实现提高电动机效率和功率因数、减少运行能耗的目的。应用降压软启动技术可使电动机装机功率下降40%,启动电流峰值下降16%,节能效果显著。     

喇嘛甸油田异步电动机节能改造试验

针对喇嘛甸油田抽油机井常规异步电动机的使用现状,确定了异步电动机的节能改造原则、技术标准和方式,开展了双功率和双极双速改造,可实现大功率启动,小功率运行,可以有效解决抽油机井装机功率偏大的问题,同时满足油井负载启动、轻载运行的条件,取得了较好的节能效果,实现了抽油机井节能降耗和闲置资产的再利用。     

节能中长期专项规划（连载10）

电机系统节能工程。目前，我国各类电动机总容量约4．2亿千瓦，实际运行效率比国外低10～30个百分点，用电量约占全国用电量的60％。“十一五”期间重点推广高效节能电动机、稀土永磁电动机；在煤炭、电力、有色、石化等行业实施高效节能风机、水泵、压缩机系统优化改造，推广变频调速、自动化系统控制技术，使运行效率提高2个百分点，年节电200亿千瓦时。     

变转矩运行节能装置在游梁式抽油机上的应用

针对稠油井游梁式抽油机负荷与电动机匹配程度差,油井抽油机系统效率低、能耗高,电动机和变压器负载率低等问题,采用了变转矩运行节能装置,实现了抽油机负荷与电动机的合理匹配,进而达到抽油机井系统节能降耗的目的。介绍了变转矩运行节能装置的组成、工作原理、特点及其现场应用情况,并对现场应用效果作了综合评价分析。实践证明,该节能装置是一种具有良好性价比的新型油井节能装置,既可以改善和优化游梁式抽油机负荷与电动机合理匹配程度,又可以降低油井变压器容量,具有良好的推广应用价值。     

永磁耦合器在注水系统中的应用

针对油田地面注水系统中常规电动机拖动注水泵的装机功率大、能耗高、效率低和运保困难等问题,在某采油厂注水系统中试验应用电动机永磁耦合传动装置。利用永磁耦合器的泵轮力矩与其转速的平方成正比的原理,通过启动瞬间泵轮的低转速运行来降低电动机启动力矩,避免调节阀的节流损失,变频应用的谐波电磁波干扰以及安装环境限制等问题。试验应用结果表明,与传统变频等设备相比,永磁耦合器具有低载启动、调速简单、提高动力传递效果等优点,同时可有效降低电动机有功消耗,有功节电率可达9.0%。