摘要：抽油机井是胜利油田主要的采油方式，也是油田能耗的重要组成部分。本文从常用节电技术和节电管理技术两个方面，介绍了近几年来胜利油田孤东采油厂在抽油机井配电系统中所采取的节电措施，对应用效果进行了分析评价，为抽油机井节电技术的优选提供了借鉴。 关键字：抽油机井 节电 方法 效果评价 1 引言 抽油机井采油是油田采油的主要方式，其用电负荷占油田用电负荷的30％以上，因此降低抽油机井用电负荷对降低油田能源消耗有重大意义。近几年，胜利油田在抽油机井上应用了一系列节电技术，通过对这些节电技术的应用效果以及对摸索“三低”抽油机井最佳能耗的生产方式、抽油机井最佳能耗平衡率、盘根松紧度3个现场试验的总结评价，为抽油机井节电技术的优选和节电措施的系统化、标准化提供了借鉴。 2 抽油机井常用的节电技术 2.1 节能电机 抽油机井的电机拖动装置为满足启动大转矩的要求，采取就高不就低做法，这样不可避免地形成电机匹配功率与光杆实用功率差值过大的不合理配置。 （1）DFCJT－4型抽油机井节能防盗一体化拖动装置。该装置主要由YMJ高启动转矩电机和C系列抽油机控制箱组成。与普通转差率电动机拖动抽油机相比，这种电动机具有很高的启动转矩，可以使抽油机在高负荷下启动，但正常运行时又使电动机的负荷率更合理，使效率、功率因素都达到最佳水平，解决了抽油机电动机大马拉小车问题。 （2）永磁电动机的转子中有钕铁硼永磁材料，可以在很长的时间内保持很强的磁场。由于转子转速与定子旋转磁场完全同步，无转差损耗，且转子不需要外加励磁电源，无励磁损耗，即转差率为0；因此功率因数高，启动力矩大。装机容量和普通电机相比降低45%，效率可以达到94%－96%，功率因数一般在0.9以上，启动力矩大，最大可达3.6倍，即使在20％轻负荷时功率因数亦可达0.85以上，且不需电容补偿。因此对这种要求有较大启动力矩负荷的抽油机来说，电机容量可以降低。 2.2 节能配电箱 （1）ADEC型抽油机电动机自适应动态节能控制器是根据抽油机在一个冲程中实际消耗功率的变化情况进行通电和断电控制的，其内置电脑能自动辨识出电动机适合断电的位置。该装置充分利用系统的势能释放与惯性，在载荷发电运行时，不是调节电压的有效值和频率，而是直接切断电源，将节能潜力挖掘到最大。 （2）ZJK智能节电控制器中的内置电脑对电动机的运转负荷情况进行全过程的自动检测，通过运算参数发出指令，实现电动机的星角形接法在运行中的自动转换，以达到最佳的节电的效果。此外，该装置还利用电容器对电机进行无功补偿。 2.3 电动机就地无功补偿技术 根据负荷特点，在单井配电箱安装相应容量的电容器，实现对单井电机进行就地无功补偿，提高电压质量，减少电网损耗，电机功率因数可达0.9以上。 3 抽油机井常用的节电管理技术 3.1 确定合理的间抽时间 由于地层渗透率低、射开厚度小等原因，有些抽油机井在生产参数调到最小时供液仍严重不足。这样的井一方面因久抽使泵干磨造成凡尔漏失检泵，另一方面使抽油机井空转，造成电能浪费。针对这一问题，运用量油测液面的方法来确定每口严重供液不足井的合理间抽时间，以GO8-12-14井为例进行试验： ①停抽23h，动液面由1010 m降至525m，恢复了485m（停抽前lh，动液面恢复较快，恢复了近90m，此后动液面恢复速度逐渐缓慢，平均每小时恢复20－30m。由此可以推算，动液面恢复到600m，需要19h）； ②起抽6h，动液面由525m将升至1001m，动液面由600m抽至1001 m需要5h； ③根据以上规律，将该井间抽时间定为5h。依此方法，确定了其他2口井的间抽时间，3口井平均生产时间4.5 h，日节电507kWh。 3.2 间抽井最佳能耗生产参数的确定 OEC系列微电脑采油控制器是用于抽油机井自动间开控制的智能节电装置。该装置以有杆抽油系统设计理论为依据，通过负荷与时间的连续采样，采用PID控制技术判断井下供液能力并跟踪动液面变化，优化间开制度，避免了抽油机无效运转。为了挖掘间抽井节能潜力，在保证产液不变的前提下，开展了调大间抽井生产参数、缩短间抽时间以节约能耗的试验。以GO7－25－2546井为例，该井日产液22t，日产油1t，综合含水93.5%，动液面930m，冲程3m，冲次4.5次／min。将冲次由4.5次／min调至6次／min，调大生产参数前间抽时间5.5 h，每小时能耗8.078kWh；调后间抽时间4h，每小时能耗8.778kWh，日节电9.43kWh。 3.3 抽油机最佳能耗平衡率 测试在不同平衡率的情况下，抽油机的工作能耗，以确定最佳平衡率，使抽油机能耗始终保持在最佳状态。以GO4-12-16井为例，该井抽油机型号为10－4.2－53HB，泵径70mm，冲程4.2m，冲次6次／min，电机型号Y280一6，功率55kW，日产液121t，日产油8t，综合含水93.6%，动液面541m。测试表明，抽油机井平衡率在90％－100％之间能耗最低，80％以下及110％以上能耗高。 3.4 抽油机皮带松紧度的确定 确定抽油机皮带松紧度按以往的规范和要求，需要四点一线，皮带上好后下压皮带一指宽为松紧适合；但是这个标准是以人为经验为主，缺乏量化标准，同时皮带松紧在什么程度为最佳能耗点也需要得出一个结论。因此需要进行抽油机皮带松紧度最佳能耗点的测试确定。抽油机井皮带松紧度不同，能耗差别为1.8%。 4 节电措施及其应用效果评价 在胜利油田孤东采油厂采油三矿采油六队应用上述节电技术取得了显著效果： ①全队安装DFCJT－4型抽油机井节能防盗一体化拖动装置10台，节电率20.1%，年节电187810kWh，每kWh按0.53元计算，获效益99542元； ②安装永磁电动机11台，节电率18.6%。年节电168630kWh，获效益89374元； ③安装ADEC型抽油机电动机自适应动态节能控制器4台，节电率19.3%，年节电63964kWh，获效益33901元； ④安装ZJK智能节电控制器6台，节电率17.5%，年节电86997kWh，获效益46109元； ⑤单井安装电容补偿器3口，节电率2.9%，年节电7208 kW h，获效益3820元； ⑥间抽井节电率80%，3口井年节电555165 kWh，间抽井最佳能耗生产参数调整1口，日节电9.43kWh，年节电3441kWh，获效益296061元； ⑦单井合理调整平衡率、皮带松紧度，单井节电率7％，年节电5365kW h，获效益2844元。 5 几点认识 （1）“三低”抽油机井实施合理的间抽时间，摸索间抽井最佳能耗生产参数，是降低“三低”抽油机井生产耗电的重要管理手段。 （2）永磁电机、节能配电箱的节电率为15％一20%，是降低抽油机井生产耗电的重要技术手段。 （3）合理调整平衡率及皮带松紧度单井节电率达7%，是降低抽油机井生产耗电的主要管理手段。 （4）采用永磁电机、节能配电箱、电容补偿，合理调整平衡率、皮带松紧度，单井节电率可达40％左右，是油田抽油机井应大力推广的有效节电措施。 （5）抽油机井节能降耗工作应纳入油井的日常管理中，并根据油田生产动态变化不断改进、完善。 （6）加强节能设备的维护、保养是确保节能工作长期有效开展的前提条件。
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