新型節(jié)能抽油機(jī)應(yīng)用技術(shù)評(píng)價(jià)

趙麗麗（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

幾年來，在抽油機(jī)井上實(shí)施的節(jié)能措施只局限于更換節(jié)能型的變壓器、電動(dòng)機(jī)和電控箱，這些節(jié)能設(shè)備雖然投入少，但節(jié)能效果并不理想，平均節(jié)電率不超過15%。因此，有必要試驗(yàn)應(yīng)用節(jié)能效果更好的新型節(jié)能抽油機(jī)，復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)是一種高效節(jié)能抽油機(jī)。

1 復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)

復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)結(jié)構(gòu)組成：機(jī)身、平臺(tái)、復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)、懸繩器、皮帶、剎車裝置、配重、導(dǎo)輪、變頻柜等。

復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)在設(shè)計(jì)上省去了減速箱和四連桿機(jī)構(gòu)，同時(shí)配套使用復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)。電網(wǎng)供給的三相交流電源，經(jīng)智能化變頻柜順序變成相位相反的驅(qū)動(dòng)電源，交替驅(qū)動(dòng)位于頂部的復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)做正反旋轉(zhuǎn)，從而拖動(dòng)抽油桿上下運(yùn)動(dòng)、抽汲原油。復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)具有大扭矩、低轉(zhuǎn)速、高效率、低噪音、高功率因數(shù)和壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，在整體結(jié)構(gòu)上取消了普通游梁抽油機(jī)中電動(dòng)機(jī)以外的所有機(jī)械傳動(dòng)部分，是一種大沖程、低沖速、高效率、低能耗的新型油田抽油設(shè)備（圖1）。

復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)HYTCYJW 系列有8型、10型、12型、14型。最大沖程8 m，最大沖速4 min-1，裝機(jī)功率分別為15、20、25、30 kW。具體參數(shù)見表1。

圖1 復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)的節(jié)能包括電動(dòng)機(jī)本身的節(jié)能和抽油機(jī)結(jié)構(gòu)的節(jié)能。

1.1 電動(dòng)機(jī)的節(jié)能

復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)與普通的電動(dòng)機(jī)相比，同型號(hào)抽油機(jī)適配功率明顯小于普通電動(dòng)機(jī)。以CYJ10-4.2-53HB 型抽油機(jī)為例，為其適配的普通電動(dòng)機(jī)的功率為55 kW，配置復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)時(shí)，功率只需要20 kW。從電動(dòng)機(jī)自身?yè)p耗的角度講，20 kW電動(dòng)機(jī)的損耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于55 kW電動(dòng)機(jī)的損耗。

普通電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)抽油機(jī)時(shí)，電動(dòng)機(jī)本身的運(yùn)行功率因數(shù)小（多數(shù)在0.5以下），雖然配以功率因數(shù)補(bǔ)償裝置可以提高電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)，但是由于抽油機(jī)負(fù)載的脈動(dòng)特點(diǎn)，抽油機(jī)上下沖程時(shí)電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)變化非常大，常常造成過補(bǔ)償和欠補(bǔ)償，補(bǔ)償效果非常不理想，線路的無功損耗無法得到有效的降低。復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)采用特殊材料，與普通電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)完全不同，在運(yùn)行過程中有效地保證了電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行功率因數(shù)不低于0.7，很大程度上降低了線路的無功損耗，達(dá)到了無功節(jié)能的目的。

表1 復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)機(jī)型及技術(shù)參數(shù)

表2 復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)應(yīng)用對(duì)比數(shù)據(jù)

1.2 抽油機(jī)結(jié)構(gòu)節(jié)能

復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)的配重和佩掛載荷形成對(duì)支撐點(diǎn)的重力平衡，在抽油機(jī)運(yùn)行時(shí)，只有在上、下沖程死點(diǎn)時(shí)電動(dòng)機(jī)需要輸出負(fù)荷功率，而在其他階段電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在近似空載狀態(tài)，有效地節(jié)約了電能。該抽油機(jī)去除了傳統(tǒng)抽油機(jī)的變速箱、驢頭、四連桿等復(fù)雜的部件，不但節(jié)省了電能消耗，而且簡(jiǎn)化了抽油機(jī)的生產(chǎn)加工工藝。另外，由于該抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相比普通抽油機(jī)維護(hù)和維修更加方便，也節(jié)省了大量的維修費(fèi)用。

2 試驗(yàn)應(yīng)用

復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)在薩北油田進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用，對(duì)比開展試驗(yàn)前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)，原井產(chǎn)量69.7 t/d，有功功率13.07 kW，安裝復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)后產(chǎn)量68 t/d，有功功率7.88 kW，節(jié)電率為39.7%（表2），取得了較好的節(jié)能效果。

與日產(chǎn)量在70 t 左右、液面在630～750 m 之間的23 口常規(guī)14 型抽油機(jī)相比，有功功率降低了3.42 kW，節(jié)電率為30.26%，系統(tǒng)效率提高了11.83%（表3）。

表3 復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)與14型機(jī)能耗對(duì)比數(shù)據(jù)

與日產(chǎn)量在70 t 左右、液面在630～750 m 之間的19 口常規(guī)10 型抽油機(jī)相比，有功功率降低了3.32 kW，節(jié)電率為29.64%，系統(tǒng)效率提高了13.56%（表4）。

表4 復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)與10型機(jī)能耗對(duì)比數(shù)據(jù)

3 幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

1）復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)與常規(guī)游梁式抽油機(jī)相比，能最大限度地降低抽油機(jī)井能耗，達(dá)到較好的節(jié)能效果。

2）復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)具有大沖程、低沖速的特點(diǎn)，能夠提高泵效，減緩桿管偏磨，延長(zhǎng)檢泵周期。

3）復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)調(diào)參容易，沖程和沖速均可通過變頻柜調(diào)整，減少了日常生產(chǎn)維護(hù)工作量，提高了運(yùn)行時(shí)率。

4）復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)相關(guān)配套技術(shù)有待進(jìn)一步完善。