浅析影响孤东油田机采系统效率因素与应对措施

薄丽

摘要：本文分别从供电系统、拖动装置、抽油机、井下管柱等方面提出了切实可行的措施，指出提高系统效率全面考虑，综合治理，抓主要矛盾与次要矛盾，才能有效提高机采系统效率。

关键词：机采系统;效率;抽油机;节能措施

前言

油田既是产能大户又是耗能大户，努力提高生产各系统效率，是实现企业节能降耗的重要措施。提高机采系统效率在油田节能降耗工作中起着重要的作用，下面就提高系统效率措施进行分析。

一、供配电系统节能措施

1、线路改造

线路改造包括高压线路改造和低压线路改造，即在已定井网布局的前提下合理布置高低压线路，最大限度的减小低压线路长度，从而降低线损。

2、电容补偿

电容补偿是线路呈感性负载时有效降低电网电流、降低线损的常用措施。包括高压自动、固定补偿和低压就地固定、自动补偿四种补偿方式，推荐使用低压就地自动补偿与固定补偿相结合的方式。

3、变压器

（1）淘汰S7、SL7系列高耗能变压器，目前S7、SL7、S11、非晶合金及自调压等节能变压器，均具有空载损耗低、效率高等优点。

（2）做到变压器的经济运行，使用S11变压器比选用S9以下型号的变压器更经济，合理配置变压器的容量，小于0.3的变压器应更换，同时变压器在经济运行区域来进行变压器容量配置，如不能对变压器进行规模更换，高效变压器应优先安装于线路入口的远端，对于井间距离较远的采用单变压器。

4、油井配电控制

（1）调压型，包括Y一△转换、电压矢量叠加、可控硅控制等。调压型控制是调整电动机的输入电压;Y一△转换控制箱，是电动机启动或重载运行时电动机△形接法运行，当电动机负载率小于55%时自动将运行状态由△形接法转换成Y形接法，绕组相电压由380V降至220V，电动机铁损下降，综合节电率6～8%之间，但其使用范围窄，只能选择在启动负载大，运行负载小负载相对稳定的油井;电压矢量叠加控制是在Y一△转换控制上，采用矢量叠加补偿变压器二次绕组与电动机绕组串联，拓宽其调压范围，将Y一△转换控制的一点切换变成了多点切换;可控硅控制是通过控制可控硅控制角来调整可控硅的输出电压，其特点是调压范围宽，自动跟踪电动机的负载变化，实现连续调整输出电压。缺点是电路抗恶劣环境能力差，工作时有谐波干扰。

（2）调速型，有变频调速控制和控制变极电机调速控制。变频调速控制是利用变频器调整输出电源频率来调整电动机的转速达到调速的目的。变频控制主要有能量回馈式和能量就地释放式两种。能量回馈式变频控制是当电动机倒发电时通过能量回馈模块将电动机的倒发电量回馈给电网;能量就地释放就是利用电阻元件将电动机的倒发电量就地释放，从而保证变频器的正常工作。控制变极电机调速是作为多极电动机的极间切换。

（3）电容就地补偿型，包括固定补偿、自动补偿两种。

（4）间抽控制装置，是对供液不足的油井实行间歇抽油，保证抽油泵的充满系数，防止空抽，但不适合出砂比较严重的油井。

二、地面拖动系统节能措施

1、机械调速装置

油井冲次在4次/分以下，有电磁调速电机、变频调速、机械调速、多极电动机等。其中电磁调速电动机因其能耗高、效率低;机械调速是机械变速器与8极以下电动机结合，主要有两种，一是齿轮调速装置具有调节范围宽、配置电动机级数低、功率型号小，节能效果好等优点，配合皮带轮、变极电动机可使油井在0.5～4次/分运行，节电率在40～70%，但冲次不能实现连续调整，变速装置要及时保养;二是皮带轮调速装置是通过两个皮带轮大小不同实现调速，结构简单、投资少，但调整范围小，主动轮轮径较小容易出现烧皮带现象，由于轴承单项受力，使用寿命短，与8极或6极电动机使用节电率20%以上。

2、电动机的节能

（1）电动机的选择

①稀油井

稀油井选择永磁同步电动机和YX系列电动机，优选永磁同步电动机，其体积小、重量轻、效率高、启动力矩大，可低一个功率等级替代Y系列电动机，节电率在15%以上。但应避免高温、低温或剧烈震动防止退磁，使电动机性能下降。YX系列电动机与与Y系列电动机性能相同，但在电动机设计制造时采用了铁耗较低的磁性材料，改进了定、转子槽配合和风扇结构，使电动机的总损耗平均下降20%以上，效率提高3%左右。稀油井以8、6极对数电动机为主，冲次在10次/分可选择极对数为4的电动机。

②稠油井

稠油井一般冲次在0.5--4次/分。在同工况运行的情况下，永磁电动机加变频器组合可以实现无级调速，平均节电率在50%以上;齿轮变速器配置4、6极小功率Y系列电动机，节电率达54.53%;皮带调速器配8级Y系列电动机平均节电率在30%以上。

电动机变频器调速时，当变频器的输出电源频率低于25HZ时，电动机运容易发热，适用电动机变频调速冲次在2.0～4次/分;适用皮带轮调速器冲次在2.5～4次/分之间;齿轮变速器与变极电动机配合，适用冲次在0.5～3.5次/分。

（2）电动机的经济运行

①电源电压在+6%-10%;三相电压不平衡度不超过1.5%;电源频率在±1%，电压波形畸变率在5%。

②电动机在经济运行状态运行。

③根据油井生产工况来选择电动机，高冲次运行的油井应首选极对数较小电动机和永磁电动机;低冲次油井选择变频控制的永磁电动机或高效电动机，电动机极对数不大于8级;4～8次/分油井应选择6极或8极永磁电动机;4次/分左右油井可选择高转差电动机;距离线路入口较远的油井选高效电动机;启动负荷较大的油井应选择启动力矩较大的电动机，电动机的额定功率以满足抽油机最大负荷为宜。

④淘汰高耗能电动机，加强电动机的维护保养，避免电动机带病运行。

（3）电动机控制装置的合理配置

电动机运行时，最大负荷长期低于额定负载的45%时，应配置Y一△转换控制箱或可控硅控制箱，在45%～75%之间的应配置电压矢量迭加型控制箱或可控硅控制箱，在75%以上的可用普通控制箱或适当进行电容补偿。距离线路入口较远的油井，应采用电容自动补偿。

三、地面机械传动系统

1、皮带轮及皮带，选用V型节能皮带，保证主动轮皮带包角，及时检查并调整皮带的运行状况，保证皮带的“四点一线”等。

2、变速箱，对长时间运行的变速箱进行清洗保养，加大变速箱串轴、异响治理，及时添加润滑油，加大巡查力度，防止变速箱漏油及润滑油被盗，对于严重带病运行的变速箱进行及时更换。

3、四连杆机构，加强对轴承的检查、保养，对于轴套、滚珠损坏的轴承进行及时更换。

4、盘根盒，选摩擦系數较小的填充料，如石墨等，严禁使用皮带等摩擦系数大的填充料;压力适当，以不漏油为宜;使用调偏光杆密封器，保证盘根盒与光杆对正，防止偏磨。

四、地下抽油系统

地下抽油系统主要有上提泵挂、防止油杆偏磨、定期测试分析光杆功率保证泵充满系数、强化作业监督提高作业质量有效防止油管、油泵漏失等，强化井下工具、作业质量的监督。

五、综合治理

油井节能是通过输入系统最小的能量汲抽更多的原油，即吨液单耗或百米吨液单耗最低、油井效益最大化，油井节能应系统优化设计，辅助以节能设备的应用、节能措施的实施。首先根据地层供液能力确定抽油机、抽油泵，生产参数，然后根据生产参数确定拖动电机转速、功率，井口配电控制类型、功能;其次，强化油井日常管理，定期测试抽油机电参数、分析光杆功率、系统效率，分析存在问题及时整改，保证皮带轮、皮带、变速箱“四点一线”、光杆、盘根盒对中，抽油机平衡。

结论：

总之，机采系统的节能是综合意义的节能，影响系统效率的各因素之间相互影响，相互制约，因此油井节能措施的实施应坚持效益第一，抓主要矛盾兼顾次要矛盾，点面结合，管理与技术措施并重，才能实现真正意义上的节能降耗。