邱淑云（大慶油田有限責(zé)任公司第九采油廠）

LP/CJ T抽油機(jī)節(jié)能裝置的應(yīng)用分析

邱淑云（大慶油田有限責(zé)任公司第九采油廠）

針對普通電動(dòng)機(jī)效率低，無補(bǔ)償電容，銅損、鐵損大，浪費(fèi)電以及無法快速調(diào)整參數(shù)等缺點(diǎn)，油田采用了L P/C J T系列抽油機(jī)節(jié)能拖動(dòng)裝置。該裝置較好地避免了普通電動(dòng)機(jī)的缺陷。文中簡要介紹了該裝置的原理,重點(diǎn)介紹了L P/C J T抽油機(jī)節(jié)能拖動(dòng)裝置的現(xiàn)場應(yīng)用情況，其應(yīng)用效果明顯,具有較好的應(yīng)用價(jià)值。

抽油機(jī) 電動(dòng)機(jī) 節(jié)能 拖動(dòng)裝置

由于抽油機(jī)的功率檔次有限，而每口油井的參數(shù)都不一樣，在選配抽油機(jī)和配用電動(dòng)機(jī)時(shí)都留有一定的功率余量；隨著油田的深入開發(fā),油井產(chǎn)液能力在下降，抽油機(jī)的負(fù)荷也相應(yīng)減小，這就造成了抽油機(jī)的實(shí)際負(fù)載率普遍偏低，大部分抽油機(jī)的負(fù)載率在20%~30%之間，最高也不會(huì)超過50%，形成“大馬拉小車”的現(xiàn)象。目前采油九廠普遍應(yīng)用的是普通電動(dòng)機(jī)，無電容補(bǔ)償器，在輕載運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)銅損、鐵損較大，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)小，效率低，能耗大；普通電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，為了保證抽油機(jī)能夠正常啟動(dòng)必須選用比抽油機(jī)正常運(yùn)行時(shí)所需功率大的電動(dòng)機(jī)，也造成了“大馬拉小車”的耗能局面；并且只有一種輸出功率，無法實(shí)現(xiàn)快速調(diào)整油井沖速。針對以上現(xiàn)象，采用了CJT抽油機(jī)節(jié)能裝置，CJT系列抽油機(jī)節(jié)能拖動(dòng)裝置由Y CCH系列超高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)和H Y-2系列節(jié)能控制部分組成，專門設(shè)計(jì)制造用于驅(qū)動(dòng)游梁式抽油機(jī).

1 節(jié)能裝置的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

節(jié)能拖動(dòng)裝置主要由CJT電動(dòng)機(jī)和JFD控制箱組成，JFD控制箱主要有以下五部分構(gòu)成：保護(hù)器、空氣開關(guān)、交流接觸器、補(bǔ)償電容、轉(zhuǎn)換開關(guān)，見圖1。

節(jié)能裝置的特點(diǎn)：對供電容量需求降低40%，降低噸液電耗30%左右，提高抽油機(jī)系統(tǒng)效率10%~35%，泵有效沖程增加，相同沖速下產(chǎn)液量提高，延長抽油機(jī)設(shè)備的使用壽命。

2 節(jié)能裝置的節(jié)能原理

三相電源通過空氣開關(guān)“QF”、電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器“D D B”、交流接觸器“K M”、轉(zhuǎn)換開關(guān)“3LBB-63”對電動(dòng)機(jī)供電。由“K M”及轉(zhuǎn)換開關(guān)“3LBB-63”的通斷來實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)機(jī)的控制。在空氣開關(guān)處并聯(lián)電容器，并與變壓器補(bǔ)償電容配套使用，實(shí)現(xiàn)在線動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，減少電動(dòng)機(jī)及低壓線路的能耗。對電動(dòng)機(jī)的高低速的控制，是通過轉(zhuǎn)換開關(guān)“3LBB-63”來實(shí)現(xiàn)的。

交流異步電動(dòng)機(jī)的無功就地補(bǔ)償就是將補(bǔ)償電容器組直接與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)所需的無功功率由電容器提供，有功功率則仍由電網(wǎng)提供，因而可以最大限度地減少拖動(dòng)系統(tǒng)對無功功率的需求，使整個(gè)供電線路的容量及能量損耗以及開關(guān)設(shè)備和變壓器的容量都相應(yīng)減小，大大提高了供電質(zhì)量，從這個(gè)角度來說，容量減小就可以節(jié)能。

CJT電動(dòng)機(jī)為雙速雙功率電動(dòng)機(jī)（高速大功率，低速小功率），可以在油井供液能力大時(shí)用高速擋運(yùn)行，提高單位時(shí)間產(chǎn)油量，在供液能力弱時(shí)，用低速擋運(yùn)行，保證生產(chǎn)并且節(jié)約電量，從而達(dá)到節(jié)約電能的目的。

選取6口井安裝前后進(jìn)行系統(tǒng)效率測試，測試結(jié)果見表1，安裝后與安裝前相比，上電流減小，下電流增大，有功功率增大，無功功率減小，視在功率減小，功率因數(shù)增大，系統(tǒng)效率增大。由此，可以看出，LP/CJT抽油機(jī)節(jié)能拖動(dòng)裝置節(jié)能效果明顯。

表1 節(jié)能電動(dòng)機(jī)應(yīng)用效果統(tǒng)計(jì)

CJT電動(dòng)機(jī)軟的機(jī)械特性造就了抽油機(jī)運(yùn)行過程中電動(dòng)機(jī)功率的有功分量和無功分量的變化，促使輸入功率的降低。普通電動(dòng)機(jī)的T=f（s）機(jī)械曲線告訴我們，若負(fù)載超過Tmax，則電動(dòng)機(jī)不能正常運(yùn)行，因此，轉(zhuǎn)速在n～nH范圍變化較小（n是指普通電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，nH是指普通電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩對應(yīng)的異步轉(zhuǎn)速）。而CJT電動(dòng)機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)曲線告訴我們，T2st＞Tst，且速度變化范圍大，從0～nH均能運(yùn)轉(zhuǎn)（T2st是指CJT電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，Tst是指普通電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩）。抽油機(jī)固有的設(shè)計(jì)及運(yùn)行特點(diǎn)與現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行工況相比，不可避免地出現(xiàn)了“大馬拉小車”的不合理匹配。抽油機(jī)維持在PH點(diǎn)的負(fù)載，在現(xiàn)場從未出現(xiàn)過，絕大部分負(fù)載在電動(dòng)機(jī)額定功率（指輸出功率）20%～30%左右。對普通電動(dòng)機(jī)而言，如此運(yùn)行，其效率和功率因數(shù)特低。對CJT電動(dòng)機(jī)來講，由于曲線平坦，η及c o s?在負(fù)載變化情況下，其值變化不大，從而相對來講其η及c o s?高于普通電動(dòng)機(jī)，致使有功功率降低，功率因數(shù)提高，減輕了電網(wǎng)及變壓器的負(fù)擔(dān)，降低了線路電能的損耗。

3 現(xiàn)場應(yīng)用情況及效果分析

2003年12月至今，共應(yīng)用79臺LP/CJT抽油機(jī)節(jié)能拖動(dòng)裝置。應(yīng)用效果如下：

另外，節(jié)能電動(dòng)機(jī)還具有以下優(yōu)點(diǎn)：LP/CJT抽油機(jī)節(jié)能拖動(dòng)裝置可以進(jìn)行快速參數(shù)調(diào)整。截至目前已調(diào)參11口，相比普通電動(dòng)機(jī)的調(diào)參，節(jié)省了大量的人力和物力；LP/CJT抽油機(jī)節(jié)能拖動(dòng)裝置比普通電動(dòng)機(jī)故障率低，能夠更好地確保正常生產(chǎn)。

平均每臺LP/CJT抽油機(jī)節(jié)能拖動(dòng)裝置有效功率提高6.72k W，每年節(jié)省能耗58867.2k W h，79臺共節(jié)電4650508.8k W h，按每度電0.5元計(jì)算共節(jié)省費(fèi)用232.52×104元。

電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)效率和功率因素較高，節(jié)能效果明顯。

4 結(jié)束語

LP/CJT抽油機(jī)節(jié)能拖動(dòng)裝置適合抽油機(jī)的運(yùn)行工況，與普通電動(dòng)機(jī)相比，不但給油田節(jié)省了大量的電能，而且提高了抽油機(jī)的利用效率，減少了機(jī)器故障率，更重要的是提高了油田的經(jīng)濟(jì)效益。

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.03.014

邱淑云，1994年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院，從事石油工程及油氣田生產(chǎn)運(yùn)營管理工作，E-mail: yutang03@163.com，地址：黑龍江省大慶油田第九采油廠葡西作業(yè)區(qū)生產(chǎn)辦，163000。

2011-12-23）