抽油机用高效电动机节能技术及应用.pdf

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1、技术·应用，Technology＆Application抽油机用高效电动机节能技术及应用吕亳龙解红军刘向阳。吕晓俐雷钧(1．中国石油天然气股份有限公司规划总院；2．中国石油长庆油田分公司)摘要电动机是油田生产过程中最主要的耗电设备，其运行效率直接影响到机采系统能效水平，笔者对抽油机电动机运行现状及能耗现状进行了研究。通过分析抽油机负载变化特点，提出了抽油机电动机选配所需考虑的因素；跟踪国内外主要抽油机电动机节能技术现状，分析了其优缺点及适用范围；并在350口抽油机井上应用永磁同步电动机、双速双功率节能电动机技术。项目实施后，有功节电率分别为23．85％

2、、20．48％，区块年节电量达187×1Okwh，节电效果显著。关键词抽油机电动机负载节能技术应用效果D0l：10．3969／i．issn．2095—1493．2015．12．006墩电动机广泛应用于石油石化、冶金、矿山等众式，占所有抽油机的90％左右。系统运行动力来自多领域，是机泵、风机、压缩机等重要耗能设备的于抽油机电动机，电动机轴上的总负荷转矩为井下终端驱动装置。据统计，2013年中国电动机保有量负荷转矩和平衡机构转矩之和，总负荷转矩与井况约21X10。kW，年总耗电量约3．4X10kWh，占全和单井平衡状态有关。抽油机负荷曲线如图1所示。社会总

3、用电量的64％；其中，工业领域电动机总耗电量为2．9X10kWh，约占工业用电的75％，而超过90％在用低压电动机属于低效产品(能效等级不满足GB18613—2O12规定的3级能效水平“，比IE2能效低3．0％，比IE3低4．5％)。目前，中国石油在用抽油机16．6万台，总装机容量403X10kW，年耗电量92X10。kwh，约占勘探板块总耗电量的47％，机采系统效率仅为24．6％，而国外油田机采系统平均效率达30．05％；目前仍有部分纳入《高耗能落后机电设备(产品)淘汰目录》(第1批至第3批)的低效抽油机电动机1一载而转矩曲线；2m净转矩曲线；3一平

4、衡转矩曲线。在用。低效电动机的使用，既不符合国家节约能源图1常规游梁式抽油机转矩曲线及循环经济相关产业政策的要求，又造成巨大的能由图1可见，抽油机系统工作周期内，负载不源浪费；因此，提高抽油机电动机运行能效水平是恒定且成波状变化，有以下特点：油田节约能源的必然趋势。◇由载荷转矩曲线可知，因井下供液情况变1抽油机电动机负载特点化，随着抽油杆上下冲程运行，载荷呈不规则周期性波动，需施加平衡转矩保证抽油机及电动机平稳游梁式抽油机采油系统由地面部分、井下部分安全运行；和抽油杆柱3部分组成，是我国使用最多的采油方◇平衡转矩为抽油机平衡机构转矩，是规则的正弦曲线；

5、第一作者简介：吕毫龙，工程师，2012年毕业于中国石油大学(华◇因油井载荷转矩不规则周期性变化，其与东)(油气储运专业)，从事油气田与管道节能节水技术研究与管理支持工作，E—mail：lvb0l0ng@petr0china．corn．ca，地址：北京市志新平衡转矩形成的净转矩曲线常出现负功率；西路3号中国石油规划总院，100083。◇负载转矩平均值约为最大转矩的1／3～1／2。l21315年第1期石油石化节能}17技水·应用，Technology＆Application抽油机的不规则周期性波动负载，决定了需要的抽油机电动机节能技术进行了研究分析(表1)

6、。选配较大启动转矩的驱动电动机；但抽油机正常运不同的节能技术适用井况不同，应用时需根据行中，由于平衡装置的作用，驱动电动机大都处于现场抽油机井实际运行工况筛选合适的电动机节能轻载运行状态，负载率较低，不可避免地形成负荷技术，使抽油机与电动机较好匹配，提高机采系统不足现象。综合考虑抽油机井修井、砂卡结蜡等效率。因素导致负荷突变，以及抽油机野外工作等因素，3技术应用案例抽油机电动机选配应具备以下特点：◇适应较大幅度变化的脉动载荷；2014年，某油田区块1所辖250口井应用了双◇具备较大的启动转矩和堵转转矩，启动电速双功率节能电动机技术，区块2所辖100口抽

7、油流小；机井应用了永磁同步电动机节能技术。◇调速范围宽、低负载率运行时具有较高的区块1的抽油机电动机平均装机功率为10．8kW，功率因数和运行效率；平均单井输入功率为3．32kW，功率利用率为◇特殊抽油机井适应频繁启停及正反转运行；30．75％，抽油机平均泵效达53．2％，平均单井日产◇露天条件运行，维护简单，运行可靠。液量为4．36t，系统效率达19．84％。由于区块1抽油机电动机负载率相对较高，产液量大，突出矛盾2典型抽油机电动机节能技术在于抽油机电动机存在严重的负荷不足现象。为了高效节能电动机是采用新型电动机设计、新工保证抽油机启动性能，电动机选

8、配装机容量较大，艺及新材料，通过降低电磁能、热能和机械能的损而正常运行时电动机输入有功功率低，