游梁式抽油机电机节电措施分析.doc

游梁式抽油机电机节电措施分析2009-07-31|作者：顾永强牛军毕新忠|来源：资源网|【大中小】【打印】【关闭】引言游梁式抽油机结构简单可靠性高使用维护方便适应现场工况在采油生产设备中占90％以上在今后相当长的时间内仍将是油田的首选设备。电费在采油成本中所占的比例为70％左右如何节约电力成为节能工作的首要任务。与游梁式抽油机相匹配的是油田常用的三相异步电动机在理想情况下的效率为90％左右目前大多功率因数小于0.4负载率不足30％浪费电力严重。抽油机使用的电动机工作载荷是带冲击的周期性交变载荷与按恒定载荷设计制造的通用电动机的工作特征不匹配。通用电动机的机械特征是硬特征在运行过程中其转速随载荷变化不大而抽油机的交变载荷增加了电动机的电动损耗再加上选择的抽油机与实际需要不匹配降低了整机的地面效率。分析抽油机的用电特征根据每台抽油机具体的“症结”所在综合考虑制定出相应的节电措施实现抽油机的经济运行。1电动机带动抽油机生产存在浪费电力的弊端1.1电动机负载低为保证抽油机的启动要求和在运行时有足够的过载能力通常所配的电动机装机功率较大而电动机正常运行时都是轻载运行造成抽油机负载率低与电动机不匹配形成“大马拉小车”的生产状况使线路、变压器、电动机的功率损耗增大；电动机的运行效率取决于负载率轻载时电动机的效率很低当负载增加到一定值时变化则很小有实验证明：负载率〈0.4时效率的变化不大负载率>0.7时效率最高。当电动机负荷很低时电动机仍要从电网吸取较大的无功功率从而降低了功率因数这就是目前电机功率因数低的主要原因。1.2平衡率低现场使用的抽油机平衡率低严重的不平衡造成电力的浪费造成多数电动机电流变化不均匀使电动机内耗大大增加影响整个抽汲系统的效率。1.3存在发电现象现有的节电措施大都是针对电机低负荷率下效率低和功率因数低造成的电能浪费的情况而抽油机浪费电能的另一个重要原因是抽油机拖动电机发电有实验证明：目前使用的各种类型的电动机都多少存在这种情况。由于抽油机负载波动很大在抽油机的正常运转中会出现抽油机减速箱输入轴的运转速度大于电机对它的驱动速度的情况这时抽油机就拖动电机发电其发的电不会完全与电网同步和存在线路损耗可以肯定电机发的电不能完全被电网利用。在整个电能—机械能—电能的转换过程中能有很大的一部分能量被浪费掉。2游梁式抽油机节能产品的特点和应用情况在现场大多应用的常规型游梁式抽油机工作特点是承受交变载荷悬点运动速度和加速度的变化使载荷极不均匀工作能耗偏高不平衡现象普遍存在地面系统效率偏低用电多。异向型游梁式抽油机具有峰值扭矩低、所需电动机功率低等特点运转时平衡效果较好。在相同的情况下其系统效率比常规型高2.5-4％。前置式游梁抽油机具有平衡效果好、光杆最大载荷小、节能效果好等特点。其缺点是悬点载荷低于额定悬点载荷造成抽油机资源的浪费工作时前冲力大影响机架的稳定性使它的应用受到制约。现场应用的节能电动机主要有：变级调速、电磁调速电机（滑差电机）、变频调速、高转差率电机（超高转差率电机）、永磁同步电机（包括永磁调速电机）、双功率电机几种下面对它们的特性和现场应用情况做一简单陈述。变频调速可以低速轻载启动抽油机冲次及上下冲程的速比可实现无级调节可以根据油井井况进行抽空控制自动调节抽汲参数有电流保护、过电压保护等作用但由于价格昂贵和维修不方便等的原因在现场应用极少。滑差电机可实现无极调速电机转轴与负载之间为软特征连接可以平滑启动但低速时损耗大、效率低由于应用调速电机的油井多为供液能力差、需实现低冲次运行的油井此种电机在现场应用不广泛。高转差率电机具有较高的转差率和软的机械特征较高的堵转转矩和较小的堵转电流较高的效率、功率因数适用于转动飞轮转矩较大和不均匀冲击载荷特别是抽油机用冲击载荷。YCG200L－8型电机不同负载率下的输出功率值如下表：双功率电机是胜利油田与石油大学（华东）合作研究生产的采用改变绕组的接法来改变电机的极数和输出功率以便与机械负载的负载特征相匹配可以简化其变速系统从而实现节能的目的。目前主要应用在需要调节冲次的油井数量有限。永磁电机是一种同步电机具有体积小、重量轻结构简单效率高功率因数高运行稳定的特点。特别在抽油机轻载时在一定范围内的效率还要高于额定值的94％最高可达96％又可获得任意高的功率因数最高为0.98左右还可起到补偿电容器的作用启动力矩大过载能力强从根本上解决了“大马拉小车”的现象节电效果非常明显。目前在采油一矿已应用170多台节电效果良好受到普遍欢迎。