几种抽油机节能装置节能效果及性能比较.doc

几种抽油机节能装置节能效果及性能比较一、概述自从100多年前以燃烧石油制品为动力的机器诞生以来对石油的需求量飞速增长也为石油工业的发展提供了契机。随着采油业的发展产生了被广泛使用的油井举升设备——抽油机。抽油机的种类繁多技术发明有数百种。从采油方式上可分为两类即有杆类采油设备和无杆类采油设备。有杆类采油设备又可分为抽油杆往复运动类（国内外大量使用的游梁式抽油机和无游梁式抽油机）和旋转运动类（如电动潜油螺杆泵）；无杆类采油设备也可分为电动潜油离心泵液压驱动类（如水力活塞泵）和气举采油设备。我国的油田不像中东的油田那样有很强的自喷能力多为低渗透的低能、低产油田大部分油田要靠注水压油入井再用抽油机把油从地层中提升上来。以水换油或者以电换油是我国油田的现实因而电费在我国的石油开采成本中占了相当大的比例所以石油行业十分重视节约电能。目前我国抽油机的保有量在10万台以上电动机装机总容量在3500MW每年耗电量逾百亿kWh。抽油机的运行效率特别低在我国平均效率为25.96％而国外平均水平为30.05％年节能潜力可达几十亿kW·h。除了抽油机之外油田还有大量的注水泵、输油泵和潜油泵等设备总耗电量超过油田总用电量的80％可见石油行业也是推广“电机系统节能”的重点行业。抽油机节能包括节能型抽油机和抽油机节能电控装置的研制与推广两个方面对此两大技术的研究方兴未艾。介绍和宣传的文章很多众说纷纭莫衷一是。厂家的产品性能介绍亦有“王婆卖瓜”之嫌。因此有必要将目前常见的几种类型的抽油机节能电控装置作一个科学的分析比较以供用户选用时参考。在全国各油田进行试验或已投运的节能电控装置不下数十种之多大体上可以分为以下几个类型下面分别加以讨论。二、间抽控制器由于抽油机是按照油井最大化的抽取量来进行选择的并且还留有设计余量。另外随着油井由浅入深的抽取井中液面逐渐下降泵的充满度越来越不足直到最后发生空抽的现象如果不加以控制就会白白地浪费大量的电能。对于这种油井最简单的方法是实行间抽即当油井出液量不足或发生空抽时就关闭抽油机等待井下液量的蓄积当液面超过一定深度时再开启抽油机这样就提高了抽油机的工作效率避免了大量的电能浪费。间抽控制的原始做法是派人定时到油井去开停抽油机即使在发达国家目前也还有不少油井采用这种人工控制方式以便解决抽油机的低效和浪费问题。这种做法每天要派人去井场操作好几次经过长期试验才能摸索出适合各油井的间抽规律费工费时。于是就引入了定时钟只须设定开、停机时间便能自动地进行间抽控制但是这仍然无法解决令抽油机的工作能力动态地响应油井负荷的变化以达到最佳的节能效果同时还有可能会影响油井的产量。为了解决上述问题通过安装相关的传感器精确感知油井负荷的动态变化实现智能间抽控制。为此可采用各种不同的传感器达到控制目的下面分别予以介绍。液面探测器：如果能直接测出井中的液面那么就可以用它来控制抽油机的运行。当液面高度超过泵时就启动抽油机；当液面降到泵的吸入口处时就关闭抽油机避免空抽的发生。早期的方法是使用永久式的井下压力传感器来检测液面现代则是利用声波装置从地面上自动监测井下液面深度但是由于装置复杂维修费用高而没有得到普及。流量传感器：在井口通过流量传感器检测油井的出液量是实现抽油机控制最直接也是最有效的方法。但是由于国内的油井产量太低有些油井的产量每天只有几m3甚至不足1m3合10cm3/s。这么小的流量检测对于各种类型的流量传感器来讲都是一个难题再加上井中采出的油液中含有大量的泥沙和蜡块经常会发生堵塞现象因而也未能获得推广应用。电流传感器：应当说电机电流的检测是最方便、最可靠也是最为廉价的方法。当发生空抽时下冲程开始时游动阀并没有打开光杆载荷为杆柱重量及游动阀上部液柱的重量之和可平衡掉大部分的配重的重量电动机只要用很小的能量就可将杆柱送入井底电机电流较小；当油井中泵的充满度较高时下冲程开始不久游动阀即打开泵中液面托住了游动阀上部的液柱重量并且使抽油杆柱也浸没在液体中因而光杆载荷只是杆柱在液体中的浮重这也就意味着电机将用较大的能量来举起曲柄或游梁尾部的平衡块的重量才能将杆柱送入井底因而电流就较大。抽油杆载荷传感器：普遍采用的方法是通过特制的传感器对抽油机的光杆载荷进行检测因为光杆载荷是井下泵运行情况的最好监视器并且它不受平衡配重的影响。泵的充盈系数（包括空抽）通过对抽油杆载荷的分析可以很容易地被检测出来。另外更重要的是抽油杆载荷数据加上抽油杆位置的信息正是分析井下工况的“示功图”的必备数据利用这些信息可对抽油机的运行情况进行全面的分析。在光杆或游梁上安装测力传感器可以测出抽油杆的载荷数据。光杆测力传感器比较准确但易于损坏；安装在游梁上的传感器准确度比较低但比较耐用。三、电动机星三角转换节能由于抽油机的功率档次有限而每一口油