超低渗透油田采油系统节电技术应用

胡宇舟 庄潮 邹超 谢丰 高谢栋（长庆油田分公司第九采油厂，宁夏 银川 750006）

超低渗透油田采油系统节电技术应用

胡宇舟 庄潮 邹超 谢丰 高谢栋（长庆油田分公司第九采油厂，宁夏 银川 750006）

超低渗透油田单井产能低，采油系统能耗居高不下，随着国际油价持续走低，成本压力剧增，而电费支出占总成本的25%以上，挖潜潜力巨大。故推广各项成熟的节电技术，是超低渗透油田势在必行的节能举措。本文通过对姬塬超低渗透油田采油系统中节电技术的应用进行总结，归纳出几种常用技术的应用范围及其特点，旨在为后期推广提供应用经验。

采油系统；节电技术；节电效果

1 采油设备设施使用情况

该区主要应用的是游梁式抽油机，现开油井共523口，其中间开233口井，平均产液量为1.70m3∕d，月耗电量198万kw.h，采油系统电量约占总用电量的55%。

采用游梁式抽油机—有杆抽油泵采油系统。机型以CYJW10-3-37为主，各类电机总功率6800Kw，其中普通三相异步电机423台，占81%。电机平均输入功率3.8Kw，单井平均耗电91kw.h∕天。采油系统具有设备多，但单台设备功率低的特点，这也限制部分节电技术的应用推广。

2 采油系统节电措施及效果

2.1 推广节能电机

该区于2008年大规模投产，投产后设备设施未进行批量更新，仍然以15Kw普通三相异步电机为主，电机启动电流大，功率因数0.35，平均输入功率3.8Kw，能耗高。因大规模节能电机更新费用较大，故该区对高耗能普通三相异步电机实施逐年更替。

2015年推广使用高转差电机51台，更替过程中一是用较小容量的电机取代目前较大容量的普通电机做到合理的功率匹配，从而减少其固定损耗。且高转差电机具有平坦的效率特性曲线，在抽油机上运行比普通电机可获得较高的平均效率；二是发挥高转差电机的特性，大大减少乃至消除电机运行时的发电状态，减少能量因无益传递过程中的损耗。对比三相异步电机，使用高转差点击后下冲程峰值电流由16.26A↓9.01A，上冲程峰值电流由20.68A↓14.66A，平均节电率为16%。但该电机为非变频电机，不能通过变频柜直接控制调节抽油机生产参数。

2.2 电动机就地无功补偿，提高功率因数

无功补偿所用到的物理原理是将容性负荷与感性负荷进行并联，并将它们放在同一系统中,使二者能够互相进行能量的转换。因此，便能使感性负荷所需要的无功功率从容性负荷处通过转换而得到，有效提高功率因数，同时也能尽可能的减少无功损耗，从而减少整体功率的损耗及电能的损失。由于抽油机电机在运行过程中的负载变化很难达到最佳配置的标准，所以电机实际的负载率较低，同时又因为单井电动机的无功补偿无法及时到位，导致油区整体的低压配电系统的功率较低。采用12kvar电容就近平衡无功,对功率因数低的175台普通三相异步电机安装无功补偿，安装后平均功率因数由0.53↑0.96，平均工作电流由20A↓14A，减少线损600kwh.天。且安装后抽油机运行电流曲线更为平稳，利于电机平稳运行。

2.3 实验太阳能储能自平衡尾游梁，提高平衡度

太阳能储能自平衡抽油机尾游梁采用智能化无线控制方式，自动化程度高，可实现无人职守调整抽油机平衡，具有自动调整平衡、节能、安全可靠，降低抽油机运行中的不平衡耗电。安装后平衡度由51%↑97%，系统效率由7.8↑11.5%，节电率达到11%。该设备仅实验2台，大规模推广仍有待继续跟踪后期使用情况。但从该设备使用情况可得出：调整抽油机平衡度可有效降低用电量。因此，该区开展10型抽油机调平衡工作，通过测试系统效率，对128口平衡不合格井进行配重调整，优化后平衡度由57%↑92%，日节电868kw.h∕天。

2.4 使用新型三抽设备

实验直线电机无杆采油4口。直线电机无杆采油技术是一种新型的采油方式，通过井下的直线电机带动抽油泵柱塞往复运动实现原油举升。省去地面抽油设备，提高抽油效率。能有效解决斜井采油、油管杆偏磨的难题，并降低井筒治理费用。对比分析试验前后生产数据：泵效由33.9%↑77.4%，节电率15%。

同时，为从根本上解决机型偏大，井下系统与地面系统不匹配造成能耗较高的问题。2015年后新投井均安装8型抽油机，逐步提高8型抽油机占比。目前已经使用型号CYJ8-3-26HY(SW)的8型数字化抽油机47台，可通过变频调整冲次。测试结果表明，同样生产参数的8型抽油机较10型抽油机耗电量低13%，系统效率高11%。

2.5 大力推广油井间开

油井间开已成为低产井提效最为经济、简单、有效的措施。该区平均单井产能仅1.02t∕d，间开潜力巨大。2016年夏季实施间开226井次，占开井数的43%，平均间开时间12h，较全开可节约用电1万kw.h∕天。冬季受为确保井组集输管线运行正常，避免结蜡造成管线堵塞，需是井组油井不同时段进行间开。故设计抽油机自动定时间开装置。该装置通过在控制柜中加装时间继电器，实现无人职守井组抽油机定时自动启停。安装后，2016年冬季间开井次较2015年增加65口，可多节约电量月3000kw.h∕天。同时通过跟踪间开后的液面功图变化，提出优化建议56口。根据间开井合理流压和液面变化调整5口。在确保间开节能降耗的同时，降低对产量的影响。

3 结语

（1）推广使用高转差电机和开关磁阻电机等新型节能电机可有效降低采油系统用电，节电率分别为16%和20%。

（2）实施电动机就地无功补偿，可解决普通三相异步电机有效功率低的问题，降低电网线损。

（3）直线电机无杆采油技术节电率15%左右，但该工艺配套需继续研究，降低井下电缆等附件故障率。

[1]景万德。直线电机无杆采油技术试验效果评价[J]。中国设备工程，2012（02-0056-03）.

[2]赵明明。抽油机井太阳能自平衡改造方法研究及试验[J]。石油石化节能，2016（2）

胡宇舟（1989-），男，2012年7月毕业于西南石油大学，石油工程专业，学士学位，现为长庆油田第九采油厂技术员。