抽油机井节电方法及效果评价
段园宏
【摘 要】随着社会的发展，节能减排得到国家高度重视，大庆油田有限公司第六采油厂响应国家号召，作出了相应的措施。论文通过节电技术与节电管理技术两个方面，介绍了采油六厂最近几年来在抽油机井配电系统中所采取的节电措施及其应用效果，为有关企业提供参考。
【Abstract】With the development of society， energy-saving and emission reduction has been highly valued by the state. The Sixth Oil Production Plant， Daqing Oilfield Co. Ltd. has made corresponding measures in response to the call of the state. Through the two aspects of electricity-saving technology and electricity-saving management technology， this paper introduced the electricity-saving measures adopted by the Sixth Oil Production Plant in the pumping unit distribution system and its application results， to provide reference for the relevant enterprises.
【關键词】抽油机井；节电；效果评价
【Keywords】oil pumping unit； electricity-saving； effect evaluation
【中图分类号】TE933 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）08-0167-02
1 引言
抽油机井是目前油田采油最普遍的方式，其中抽油机在油田用电30%以上，占用油田用电负荷的三分之一，所以要降低油田用电不必要的消耗，降低抽油机井用电负荷是每个油田急需并迫切解决的问题。近几年，随着国家提倡节能减排，油田在节电技术上都做出了相应的措施，并通过这些措施及相应的技术，都有所改善，并得到相应的效果。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，以及摸索最佳消耗的生产方式、最佳消耗平衡率及盘根松紧度等做出相应的对策及实验，为油田中抽油机节能技术及管理提供相应的借鉴[1]。
2 节电技术在抽油机井中的应用
2.1 电机节能技术
先阶段电机节能技术采用的都是就高不就底的做法，为了满足大转矩的要求，一般抽油机井的电机都采用拖动装置，这样不可避免的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型抽油机井节能防窃一体化拖动装置可主要由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比较，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[2]。②永磁电动机的转子中使用的钕铁硼永磁材料，一般在长时间内都可以保证很强的磁场，但是由于转子转速与定子旋转磁场是同步，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S=0。因此功率因数高，启动力矩大。
2.2 配电箱节能技术原理
①ADEC型抽油机电动机自适应动态节能控制器节能原理，内置电脑能自动辨识出电动机的适合断电的位置，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。该装置充分发挥了惯性及势能释放，在载荷发电运行时，而并非是在频率与有效值的调节，而是直接切断供电电源，使得节能潜力挖掘到最大[3]。②ZJK智能节电控制器节能原理，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，自动实现电动机的星角形接法在运行中的自动转换，以达到最佳节电的目的[4]。
2.3 电动机就地无功补偿技术，提高功率因数
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 实验摸索合理的间抽时间
有些抽油机井由于地层渗透率低，射开厚度小等原因，在生产参数调到最小时仍严重供液不足。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，造成电能白白浪费。针对这一问题，我们运用量油测液面的方法来确定每一口严重供液不足井合理间抽时间，以5-3401井为例（表1），喇5-3401井日产液24t、日产油1t、综合含水95.9%、动液面1049m。依此方法，我们确定了其它2口井的间抽时间，3口平均生产时间4.5h，日节电507度。
3.2 实验摸索抽油机最佳能耗平衡率
根据测试与实验，不同平衡率的情况下，抽油机工作的能耗，以确定最佳平衡率，使抽油机能耗始终保持在最佳状态。
3.3 根据油井生产动态变化及时调整平衡
针对调平衡工作中存在的有关问题，我们坚持对热洗、测试、调参、作业后的井和产量波动大的井及时落实平衡率，发现不平衡井马上调整。2016年，我们共及时调整不平衡井117井次，实现年节电9.5万千瓦时。
4 效果评价
①全队安装DFCJT-4型抽油机井节能防窃一体化拖动装置10台，节电率20.1%，年节电187810 kW.h，每kW.h按0.53元计算，获效益99542元；与安装普通抽油机电机拖动装置差250000元，投入产出比：250000：99542=2.52；②全队安装永磁电动机11台，节电率18.6%，年节电168630 kW.h，每kW.h按0.53元计算，获效益89374元；与安装普通抽油机电机差99000元，投入产出比：99000：89374=1.11；③全队安装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63964kW.h，每kW.h按0.53元计算，获效益33901元；与安装普通配电箱差40000元，投入产出比：40000：33901=1.18；④全队安装ZJK智能节电控制器6台，节电率17.5%，年节电86997kW.h，每kW.h按0.53元计算，获效益46109元；与安装普通配电箱差51000元，投入产出比：51000：46109=1.06；⑤全队单井安装电容补偿器3口，节电率2.9%，年节电7208kW.h，每kW.h按0.53元计算，获效益3820元；电容补偿器180元，投入产出比：240：3820=0.06；⑥间抽井节电率80%，3口井年节电555165kW.h；间抽井最佳能耗生产参数调整1口，日节电9.43 kW.h，年节电3441 kW.h，每kW.h按0.53元计算，获效益296061元；⑦单井合理调整平衡率、皮带、盘根松紧度单井节电率9%，年节电6898kW.h，每kW.h按0.53元计算，获效益3655元。
5 几点认识
①根据抽油机井生产动态变化及时优化参数或采取合理的间抽时间，是提高抽油机井泵效和系统效率，降低油井生产耗电的重要手段。②加强抽油机井日常管理，挖掘耗能潜力，对降低油田生产能耗具有重要意义。③油井的日常管理中应把节能降耗作为日常管理的一部分，且时刻根据油田的生产随之调整，需要不断地创新、改进及完善节能的方式方法使其得到完善，为油田高水平、高效益、可持续发展做出贡献[5]。
【参考文献】
【1】张杰环.抽油机井节电技术及应用效果评价[J].油气田地面工程，2010，29（1）：45-46.
【2】阎砺铭，王丽娟.抽油机井节能产品节能效果评价[J].应用能源技术，2001（4）：31-33.
【3】闫敬东，陈军，姜家厅，等.抽油机用节能电动机节电效果测试和评价[J].石油机械，2000，28（4）：46-48.
【4】闫敬东，姜家厅.抽油机节能电动机节电效果测试和评价[J].油田节能，1999（4）：30-34.
【5】罗洪志.探究抽油机井热洗效果与节能的关系[J].化学工程与装备，2016（5）：94-95.
【摘 要】随着社会的发展，节能减排得到国家高度重视，大庆油田有限公司第六采油厂响应国家号召，作出了相应的措施。论文通过节电技术与节电管理技术两个方面，介绍了采油六厂最近几年来在抽油机井配电系统中所采取的节电措施及其应用效果，为有关企业提供参考。
【Abstract】With the development of society， energy-saving and emission reduction has been highly valued by the state. The Sixth Oil Production Plant， Daqing Oilfield Co. Ltd. has made corresponding measures in response to the call of the state. Through the two aspects of electricity-saving technology and electricity-saving management technology， this paper introduced the electricity-saving measures adopted by the Sixth Oil Production Plant in the pumping unit distribution system and its application results， to provide reference for the relevant enterprises.
【關键词】抽油机井；节电；效果评价
【Keywords】oil pumping unit； electricity-saving； effect evaluation
【中图分类号】TE933 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）08-0167-02
1 引言
抽油机井是目前油田采油最普遍的方式，其中抽油机在油田用电30%以上，占用油田用电负荷的三分之一，所以要降低油田用电不必要的消耗，降低抽油机井用电负荷是每个油田急需并迫切解决的问题。近几年，随着国家提倡节能减排，油田在节电技术上都做出了相应的措施，并通过这些措施及相应的技术，都有所改善，并得到相应的效果。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，以及摸索最佳消耗的生产方式、最佳消耗平衡率及盘根松紧度等做出相应的对策及实验，为油田中抽油机节能技术及管理提供相应的借鉴[1]。
2 节电技术在抽油机井中的应用
2.1 电机节能技术
先阶段电机节能技术采用的都是就高不就底的做法，为了满足大转矩的要求，一般抽油机井的电机都采用拖动装置，这样不可避免的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型抽油机井节能防窃一体化拖动装置可主要由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比较，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[2]。②永磁电动机的转子中使用的钕铁硼永磁材料，一般在长时间内都可以保证很强的磁场，但是由于转子转速与定子旋转磁场是同步，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S=0。因此功率因数高，启动力矩大。
2.2 配电箱节能技术原理
①ADEC型抽油机电动机自适应动态节能控制器节能原理，内置电脑能自动辨识出电动机的适合断电的位置，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。该装置充分发挥了惯性及势能释放，在载荷发电运行时，而并非是在频率与有效值的调节，而是直接切断供电电源，使得节能潜力挖掘到最大[3]。②ZJK智能节电控制器节能原理，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，自动实现电动机的星角形接法在运行中的自动转换，以达到最佳节电的目的[4]。
2.3 电动机就地无功补偿技术，提高功率因数
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 实验摸索合理的间抽时间
有些抽油机井由于地层渗透率低，射开厚度小等原因，在生产参数调到最小时仍严重供液不足。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，造成电能白白浪费。针对这一问题，我们运用量油测液面的方法来确定每一口严重供液不足井合理间抽时间，以5-3401井为例（表1），喇5-3401井日产液24t、日产油1t、综合含水95.9%、动液面1049m。依此方法，我们确定了其它2口井的间抽时间，3口平均生产时间4.5h，日节电507度。
3.2 实验摸索抽油机最佳能耗平衡率
根据测试与实验，不同平衡率的情况下，抽油机工作的能耗，以确定最佳平衡率，使抽油机能耗始终保持在最佳状态。
3.3 根据油井生产动态变化及时调整平衡
针对调平衡工作中存在的有关问题，我们坚持对热洗、测试、调参、作业后的井和产量波动大的井及时落实平衡率，发现不平衡井马上调整。2016年，我们共及时调整不平衡井117井次，实现年节电9.5万千瓦时。
4 效果评价
①全队安装DFCJT-4型抽油机井节能防窃一体化拖动装置10台，节电率20.1%，年节电187810 kW.h，每kW.h按0.53元计算，获效益99542元；与安装普通抽油机电机拖动装置差250000元，投入产出比：250000：99542=2.52；②全队安装永磁电动机11台，节电率18.6%，年节电168630 kW.h，每kW.h按0.53元计算，获效益89374元；与安装普通抽油机电机差99000元，投入产出比：99000：89374=1.11；③全队安装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63964kW.h，每kW.h按0.53元计算，获效益33901元；与安装普通配电箱差40000元，投入产出比：40000：33901=1.18；④全队安装ZJK智能节电控制器6台，节电率17.5%，年节电86997kW.h，每kW.h按0.53元计算，获效益46109元；与安装普通配电箱差51000元，投入产出比：51000：46109=1.06；⑤全队单井安装电容补偿器3口，节电率2.9%，年节电7208kW.h，每kW.h按0.53元计算，获效益3820元；电容补偿器180元，投入产出比：240：3820=0.06；⑥间抽井节电率80%，3口井年节电555165kW.h；间抽井最佳能耗生产参数调整1口，日节电9.43 kW.h，年节电3441 kW.h，每kW.h按0.53元计算，获效益296061元；⑦单井合理调整平衡率、皮带、盘根松紧度单井节电率9%，年节电6898kW.h，每kW.h按0.53元计算，获效益3655元。
5 几点认识
①根据抽油机井生产动态变化及时优化参数或采取合理的间抽时间，是提高抽油机井泵效和系统效率，降低油井生产耗电的重要手段。②加强抽油机井日常管理，挖掘耗能潜力，对降低油田生产能耗具有重要意义。③油井的日常管理中应把节能降耗作为日常管理的一部分，且时刻根据油田的生产随之调整，需要不断地创新、改进及完善节能的方式方法使其得到完善，为油田高水平、高效益、可持续发展做出贡献[5]。
【参考文献】
【1】张杰环.抽油机井节电技术及应用效果评价[J].油气田地面工程，2010，29（1）：45-46.
【2】阎砺铭，王丽娟.抽油机井节能产品节能效果评价[J].应用能源技术，2001（4）：31-33.
【3】闫敬东，陈军，姜家厅，等.抽油机用节能电动机节电效果测试和评价[J].石油机械，2000，28（4）：46-48.
【4】闫敬东，姜家厅.抽油机节能电动机节电效果测试和评价[J].油田节能，1999（4）：30-34.
【5】罗洪志.探究抽油机井热洗效果与节能的关系[J].化学工程与装备，2016（5）：94-95.
