新型節能抽油機應用技術評價

趙麗麗（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

幾年來，在抽油機井上實施的節能措施只局限于更換節能型的變壓器、電動機和電控箱，這些節能設備雖然投入少，但節能效果并不理想，平均節電率不超過15%。因此，有必要試驗應用節能效果更好的新型節能抽油機，復式永磁電動機抽油機是一種高效節能抽油機。

1 復式永磁電動機抽油機

復式永磁電動機抽油機結構組成：機身、平臺、復式永磁電動機、懸繩器、皮帶、剎車裝置、配重、導輪、變頻柜等。

復式永磁電動機抽油機在設計上省去了減速箱和四連桿機構，同時配套使用復式永磁電動機。電網供給的三相交流電源，經智能化變頻柜順序變成相位相反的驅動電源，交替驅動位于頂部的復式永磁電動機做正反旋轉，從而拖動抽油桿上下運動、抽汲原油。復式永磁電動機具有大扭矩、低轉速、高效率、低噪音、高功率因數和壽命長的優點，在整體結構上取消了普通游梁抽油機中電動機以外的所有機械傳動部分，是一種大沖程、低沖速、高效率、低能耗的新型油田抽油設備（圖1）。

復式永磁電動機抽油機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，裝機功率分別為15、20、25、30 kW。具體參數見表1。

圖1 復式永磁電動機抽油機現場應用

復式永磁電動機抽油機的節能包括電動機本身的節能和抽油機結構的節能。

1.1 電動機的節能

復式永磁電動機與普通的電動機相比，同型號抽油機適配功率明顯小于普通電動機。以CYJ10-4.2-53HB 型抽油機為例，為其適配的普通電動機的功率為55 kW，配置復式永磁電動機時，功率只需要20 kW。從電動機自身損耗的角度講，20 kW電動機的損耗遠遠低于55 kW電動機的損耗。

普通電動機驅動抽油機時，電動機本身的運行功率因數小（多數在0.5以下），雖然配以功率因數補償裝置可以提高電動機的功率因數，但是由于抽油機負載的脈動特點，抽油機上下沖程時電動機的功率因數變化非常大，常常造成過補償和欠補償，補償效果非常不理想，線路的無功損耗無法得到有效的降低。復式永磁電動機采用特殊材料，與普通電動機結構完全不同，在運行過程中有效地保證了電動機的運行功率因數不低于0.7，很大程度上降低了線路的無功損耗，達到了無功節能的目的。

表1 復式永磁電動機抽油機機型及技術參數

表2 復式永磁電動機抽油機應用對比數據

1.2 抽油機結構節能

復式永磁電動機抽油機的配重和佩掛載荷形成對支撐點的重力平衡，在抽油機運行時，只有在上、下沖程死點時電動機需要輸出負荷功率，而在其他階段電動機運行在近似空載狀態，有效地節約了電能。該抽油機去除了傳統抽油機的變速箱、驢頭、四連桿等復雜的部件，不但節省了電能消耗，而且簡化了抽油機的生產加工工藝。另外，由于該抽油機的結構簡單，相比普通抽油機維護和維修更加方便，也節省了大量的維修費用。

2 試驗應用

復式永磁電動機抽油機在薩北油田進行了現場試驗應用，對比開展試驗前后生產數據，原井產量69.7 t/d，有功功率13.07 kW，安裝復式永磁電動機抽油機后產量68 t/d，有功功率7.88 kW，節電率為39.7%（表2），取得了較好的節能效果。

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

表3 復式永磁電動機抽油機與14型機能耗對比數據

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

表4 復式永磁電動機抽油機與10型機能耗對比數據

3 幾點認識

1）復式永磁電動機抽油機與常規游梁式抽油機相比，能最大限度地降低抽油機井能耗，達到較好的節能效果。

2）復式永磁電動機抽油機具有大沖程、低沖速的特點，能夠提高泵效，減緩桿管偏磨，延長檢泵周期。

3）復式永磁電動機抽油機調參容易，沖程和沖速均可通過變頻柜調整，減少了日常生產維護工作量，提高了運行時率。

4）復式永磁電動機抽油機相關配套技術有待進一步完善。