一机双采抽油设备节能效果及性能分析

程晓佳（大庆油田有限责任公司第七采油厂）

一机双采抽油设备节能效果及性能分析

程晓佳（大庆油田有限责任公司第七采油厂）

为减少外围丛式井的生产能耗，降低一次性投资，开展了一机双采抽油设备研究及现场试验，实现了一台抽油设备同时抽汲2口油井。通过对现场试验11台一机双采抽油设备的节能情况分析以及各项性能进行测试，并与游梁式抽油机进行对比，进一步明确一机双采抽油设备的技术特点，为外围低渗透油田经济有效开发提供了技术支撑。

一机双采；节能效果；设备性能

一机双采抽油设备是一种新型的节能抽油设备。该设备根据平台井井距较近的特点，采用塔架式结构，采用永磁同步电动机为动力，利用2口井载荷直接平衡，实现1台抽油设备同时抽汲2口油井［1］，从而达到了降低生产能耗、降低投资成本的目的。对设备节能效果及各项性能进行对比分析，进一步明确设备技术特点，可为该设备的推广应用提供依据。

1　设备简介

丛式井一机双采设备在2口井载荷自平衡的条件下，采用永磁同步电动机为动力，在变频器控制下，带动驱动滚筒上的钢丝绳，通过导向轮的导向作用带动2口井光杆交替上下运行，实现1台抽油机同时抽汲2口油井。一机双采抽油设备具有节能效果好，平衡率高，冲速、冲程调节方便，2口井可以同时在不同冲程情况下运行，单井独立生产等技术优势。

2　节能效果分析

2.1降低设备举升能耗

对设备能耗情况测试，11台一机双采抽油设备与试验前游梁式抽油机能耗情况进行对比，在生产参数保持基础不变的情况下，平均单井有功功率由3.86 kW下降到1.78 kW，日耗电由92.67 kWh下降到42.78 kWh，日节电49.89 kWh，综合节电率达到56.81%，节能效果显著（表1）。

表1　试验井组试验前、后生产参数及能耗对比

2.2降低设备振动载荷、摩擦载荷

以第3试验井组为例，通过试验前、后测试功率曲线［2］对比（图1）可以看出，一机双采设备的功率曲线的峰值显著降低，最高峰值由试验前的13.75 kW降低到试验后的1.63 kW，其耗电量将明显小于游梁式抽油机。功率曲线呈现出平稳的矩形，说明一机双采抽油设备匀速运行时间要长于游梁式抽油机，能有效降低振动载荷及摩擦载荷，从而降低设备举升能耗。

2.3降低电动机启动峰值

以第2试验井组为例，试验前，三相电流的启动峰值分别为181.0 A、190.3 A、212.8 A，有功功率峰值为53.11 kW。一机双采设备具有软启动功能，通过逐渐增加电动机的启动转速，使电流缓慢上升，最终达到电动机启动时所需的转矩需求，消减电动机的启动峰值电流，从而降低电动机的装机功率，提高电动机功率利用率。试验后，三相电流的启动峰值分别降到17.21 A、19.18 A、20.50 A，分别低于常态下启动电流峰值的10.5倍、9.9倍、10.4倍，有功功率峰值降到8.77 kW，低于试验前启动功率峰值6.1倍。从测试曲线看（图2），电流和功率值均从0开始逐渐增加，直到电动机可以正常拖动负载运行的状态后，电流和功率变化曲线趋于稳定。

2.4改善电动机负功状态

以第1试验井组为例，试验前该井最大负功功率为3.761 kW，负功含量为9.4%，在设备运行过程中电动机出现了负功状态，不仅造成了能量损耗，同时对电动机造成了伤害。一机双采抽油设备在2口井载荷发生变化，电动机出现负功状态时，其控制柜通过提高电动机旋转磁场的转速，让旋转磁场的转速大于或等于转子的转速，负功功率为0，负功含量为0，有效改善了电动机负功状态，降低电动机无功损耗，对电动机也起到了保护作用（图3）。

图1　第3试验井组试验前、后运行功率曲线对比

图2　第2试验井组试验前、后启动功率曲线对比

图3　第1试验井组试验前、后运行功率曲线对比

3　设备各项性能对比

相比于游梁式抽油机［3］，一机双采抽油设备具有传动效率、系统效率高，运行成本少，生产参数调整及维护保养操作简便，安全系统高等技术优势，见表2。

表2　抽油设备各项性能对比

4　结论及认识

1）一机双采抽油设备实现了1台抽油设备抽汲2口油井，设备综合节电率达到56.81%，同时该设备具有降低设备振动载荷、摩擦载荷，降低电动机启动峰值，改善电动机负功状态的技术优势，节能效果显著。

2）一机双采抽油设备与游梁式抽油机对比，具有传动效率、系统效率高，投资、耗电、成本少，生产参数调整及维护保养操作简便，安全系统高等技术优势，适用于外围油田丛式井的经济有效开采。

3）一机双采适用于两井井距为6.5～9 m，井深小于1500 m，双井井深差小于200 m，日产液量小于25 t，双井日产液量差小于15 t的丛式井。

［1］赵明礼.丛式井一机双采抽油设备研究与应用［J］.内蒙古石油化工，2014（2）:138-139.

［2］史亮.功率随动控制技术在油田开发中的应用［J］.石化技术，2015（9）:264-265.

［3］万仁傅.采油工程手册（上册）［M］.北京:石油工业出版社，2000:217-265.

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.04.001

2016-02-16

（编辑贾洪来）

程晓佳，工程师，2008年毕业于东北石油大学（石油工程专业），从事采油工艺新技术研发工作，E-mail：chengxiaojia@petrochina. com.cn，地址：黑龙江省大庆市大同区第七采油厂工程技术大队，163517。