抽油机井变频柜在油田现场的应用
2、技术管理因素
采油厂是典型低渗油田,有大量低产低效的油井,这些井电机以六级电机为主,抽油机以五型和六型为主。即使工作参数很小时,工作制度仍很大,泵效很低。如118块最小机型为5-1.8-18HF,该机型在最小理排下产量是12.52(1.8×6×Φ32),泵效在23%以下。这些井泵效低,井下效率小,无功损耗大。对于调低冲次油井,换小直径皮带轮,成本低,使用方便,但皮带轮直径不能过小,否则皮带包角过小影响皮带使用寿命和雨雪天皮带打滑。常规六型抽油机(减速箱大皮带轮外径是800mm,减速箱总传动比31.714)配备8级电机最多能降到4次/分,配备6级电机最多降到5.3次/分。常规五型减速箱大皮带轮外径和减速箱总传动比小于六型抽油机,最低冲次还降不到这个程度。
二、提高系统效率技术应用分析
如何提高机械采油井系统效率,降低油井吨液耗电、减少原油开采成本,促进油田生产效益,已成为油田生产急需解决的重要问题。抽油机井要提高系统效率从两个方面人手:优选节能设备和优化生产参数。
1、节能设备分析
节能设备主要包括节能抽油机、节能电机和节能配电箱。节能抽油机价格高,主要用于新建产能和设备更新上,对于老井主要是进行抽油机节能技术改造,通过降低减速箱峰值扭矩,使电机功率下降,但是初期投入较高,投资回收期长,实施数量非常少。因此节能设备优选对象主要是电机和配电箱,实现目标是通过提高电动机效率和负荷率,提高运行效率和功率因数或者是从系统考虑,改变电动机的机械特性,使抽油机、杆、泵整个系统达到较佳配合,提高系统效率。
节能电机主要有稀土永磁电机、高转差电机。节电箱主要是Y一△转换、功率因数控制器和无功功率补偿以及变频调速等。
①稀土永磁电机
稀土永磁同步电机转子为稀土磁钢,采用异步启动,同步工作方式,转子转速与定子旋转磁场完全同步,无转差损耗,转子不需要外加励磁电源,消除了励磁损耗,具有起动力矩大、过载能力强、效率高、功率因数高等特点。与Y系列电机和超高转差相比稀土永磁电机节电明显,功率因数提高(表1)。但是比Y系列电机还硬的机械特性,使负有功和功率最小值增加,加剧抽油机系统振动(图4、图5)。
表1稀土永磁电机应用效果对比
图4:Y系列电机电参数曲线
图5:稀土电机电参数曲线
②高转差电机
高转差率电机与Y系列电机相比,加大了转子电阻及转子损耗,使电机机械特性变“软”,减少了提拉速度和加速度,从而使抽油机系统的峰值阻力矩减少,降低了输出功率。缺点电机效率和功率因数低。其转差率靠提高转子电阻实现的,增加了滑差损耗,其输出功率降低,输入功率不一定降低。因此用它换Y系列电机有一定适合区间。
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