抽油機(jī)井變頻柜在油田現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用

2、技術(shù)管理因素

采油廠是典型低滲油田，有大量低產(chǎn)低效的油井，這些井電機(jī)以六級(jí)電機(jī)為主，抽油機(jī)以五型和六型為主。即使工作參數(shù)很小時(shí)，工作制度仍很大，泵效很低。如118塊最小機(jī)型為5-1.8-18HF，該機(jī)型在最小理排下產(chǎn)量是12.52（1.8×6×Φ32），泵效在23%以下。這些井泵效低，井下效率小，無(wú)功損耗大。對(duì)于調(diào)低沖次油井，換小直徑皮帶輪，成本低，使用方便，但皮帶輪直徑不能過(guò)小，否則皮帶包角過(guò)小影響皮帶使用壽命和雨雪天皮帶打滑。常規(guī)六型抽油機(jī)(減速箱大皮帶輪外徑是800mm，減速箱總傳動(dòng)比31.714)配備8級(jí)電機(jī)最多能降到4次/分，配備6級(jí)電機(jī)最多降到5.3次/分。常規(guī)五型減速箱大皮帶輪外徑和減速箱總傳動(dòng)比小于六型抽油機(jī)，最低沖次還降不到這個(gè)程度。

二、提高系統(tǒng)效率技術(shù)應(yīng)用分析

如何提高機(jī)械采油井系統(tǒng)效率，降低油井噸液耗電、減少原油開(kāi)采成本，促進(jìn)油田生產(chǎn)效益，已成為油田生產(chǎn)急需解決的重要問(wèn)題。抽油機(jī)井要提高系統(tǒng)效率從兩個(gè)方面人手：優(yōu)選節(jié)能設(shè)備和優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)。

1、節(jié)能設(shè)備分析

節(jié)能設(shè)備主要包括節(jié)能抽油機(jī)、節(jié)能電機(jī)和節(jié)能配電箱。節(jié)能抽油機(jī)價(jià)格高，主要用于新建產(chǎn)能和設(shè)備更新上，對(duì)于老井主要是進(jìn)行抽油機(jī)節(jié)能技術(shù)改造，通過(guò)降低減速箱峰值扭矩，使電機(jī)功率下降，但是初期投入較高，投資回收期長(zhǎng)，實(shí)施數(shù)量非常少。因此節(jié)能設(shè)備優(yōu)選對(duì)象主要是電機(jī)和配電箱，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)是通過(guò)提高電動(dòng)機(jī)效率和負(fù)荷率，提高運(yùn)行效率和功率因數(shù)或者是從系統(tǒng)考慮，改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，使抽油機(jī)、桿、泵整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到較佳配合，提高系統(tǒng)效率。

節(jié)能電機(jī)主要有稀土永磁電機(jī)、高轉(zhuǎn)差電機(jī)。節(jié)電箱主要是Y一△轉(zhuǎn)換、功率因數(shù)控制器和無(wú)功功率補(bǔ)償以及變頻調(diào)速等。

①稀土永磁電機(jī)

稀土永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子為稀土磁鋼，采用異步啟動(dòng)，同步工作方式，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)完全同步，無(wú)轉(zhuǎn)差損耗，轉(zhuǎn)子不需要外加勵(lì)磁電源，消除了勵(lì)磁損耗，具有起動(dòng)力矩大、過(guò)載能力強(qiáng)、效率高、功率因數(shù)高等特點(diǎn)。與Y系列電機(jī)和超高轉(zhuǎn)差相比稀土永磁電機(jī)節(jié)電明顯，功率因數(shù)提高（表1）。但是比Y系列電機(jī)還硬的機(jī)械特性，使負(fù)有功和功率最小值增加，加劇抽油機(jī)系統(tǒng)振動(dòng)（圖4、圖5）。

表1 稀土永磁電機(jī)應(yīng)用效果對(duì)比

圖4：Y系列電機(jī)電參數(shù)曲線

圖5：稀土電機(jī)電參數(shù)曲線

②高轉(zhuǎn)差電機(jī)

高轉(zhuǎn)差率電機(jī)與Y系列電機(jī)相比，加大了轉(zhuǎn)子電阻及轉(zhuǎn)子損耗，使電機(jī)機(jī)械特性變“軟”，減少了提拉速度和加速度，從而使抽油機(jī)系統(tǒng)的峰值阻力矩減少，降低了輸出功率。缺點(diǎn)電機(jī)效率和功率因數(shù)低。其轉(zhuǎn)差率靠提高轉(zhuǎn)子電阻實(shí)現(xiàn)的，增加了滑差損耗，其輸出功率降低，輸入功率不一定降低。因此用它換Y系列電機(jī)有一定適合區(qū)間。