葡萄花油田機械效率對節電的影響

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1葡萄花油田機械效率對節電的影響

葡萄花油田以機械采油為主，抽油機利用油井內采油器械的往復運動，產生對油層的吸抽壓力，使地下石油沿著采油管道向上運動已達到出油的效果。現階段葡萄花油田普遍采用的抽油機是游梁式抽油機，即在電動機的驅動下，以平衡桿一端的標配平衡塊帶動抽油桿，使井下的抽油泵做往返活塞式運動，將石油從井下抽出地面，抽油機系統是由地面和井下兩大部分組成，機械效率受各部分效率影響，不僅包括地面系統電動機、減速箱、四連桿等部分，同時也受泵、抽油桿柱、油套管柱等影響。機械效率低使得葡萄花油田采油消耗大量的電力，這不僅造成機械損耗加大，更浪費能源，加大了生產成本，這些電力的一半是被采油機的電機所消耗掉。抽油機出油率低同時消耗大量的電力，給油田效益帶來很大的阻力。所以必須分析機械效率的影響，改進采油方法，節約能耗，提高效率節約生產成本，減少資源的浪費，保證油田低成本運行和高效生產。經過分析，機械效率低下主要由抽油機效率所引起，而抽油機作業過程中能量消耗因素很多，經過分析具體有以下幾方面:

2電動機自身的損耗

電動機是驅動抽油機工作的主要設備，也是抽油機耗電的主要設備。它在電力損耗上主要表現在輸出損耗和不當操作損耗。輸出損耗是當前電動機的輸出功率在接近額定功率的條件下工作時，電動機的能量損耗比較嚴重。因為電動機的效率已經接近了額定效率，其負荷劇烈程度加大，同時在采油系統工作中，電動機的輸出功率會出現瞬時功率極大值，而極大值可能超過額定功率;也會出現瞬時功率極小值，極小值很可能因為電動機不輸出功率的情況下出現輸出功率遠超出額定功率的變化范圍，而有負功率產生。如此一來，電動機的效率降低，所帶來的損耗也就會隨之變大。有的采油設備所產生的電動機的損耗高達30%～40%，十分嚴重。如果功率不匹配，將會嚴重影響機械效率，出現電力損耗，影響經濟性。同時機器本身因長時間工作所出現的機械疲勞和自然磨損所呈現的一定程度電量的增加狀態。另一種是操作人員沒有按照正確方法和操作順序進行采油作業所造人為電動機電量的增加。這兩種電動機損耗電量現象都應及時對其進行維護處理，以免長期工作造成電能過度消耗。

2.1機械系統中帶傳動導致能耗

帶傳動，是在帶輪上的柔性帶進行動力傳遞的一種機械運動方式，在機械系統中，因為帶傳動所導致的能量損失一般分為兩種。其中一種是因為彈性滑動、打滑，或者皮帶與輪槽徑向滑動摩擦而造成的能量消耗和損失，和所載負荷有關。另一種是因為多條皮帶同時傳動，各種皮帶之間存在長度誤差，如皮帶輪槽出現誤差，就會造成能量消耗。

2.2機械的磨損損耗

不同類型的抽油機，在結構、參數、以及機械組合都不盡相同，但是每個抽油機都存在著機械磨損，對整個系統有著不同的影響，包括皮帶、減速箱、連桿、齒輪等等，減速箱所導致的能耗問題主要是指齒輪損失與軸承損失。采油系統中減速箱的三副軸承都是滾動軸承，由于采油的轉速和軸的直徑的增大，軸承的能耗損失會隨之而增大，且在齒輪傳動時，就要發生摩擦，內部齒輪摩擦變形，因而帶來能量的消耗、損失，同時受保養，潤滑油脂等影響較大，皮帶是帶動部分部件，經長時間運轉產生摩擦造成損耗，這些機械運動裝置經長時間工作運轉，其工作效率已經大打折扣，要保持原有工作效率就會對電量的消耗大幅增加，不但加大電量消耗，而且容易引起嚴重的機械故障，造成生產設備損壞，影響油田生產。

2.3機械系統中抽油桿、抽油泵和抽油管柱導致能耗

抽油桿上下往復運動，才能完成采油。在上下沖程過程中都會出現抽油桿和油管摩擦、韓流發生摩擦。導致能耗的損失。機械系統中抽油泵所造成的能量消耗一般有三個原因，一是機械能量消耗，這由于柱塞和泵筒或者襯套之間的進行機械摩擦所導致的能耗產生，二是容積能量消耗，這種損失主要指柱塞與泵筒或者襯套之間漏失所產生的能量消耗，一般損失與漏失量成正比，因此減少柱塞與泵筒或者襯套之間的漏失，能夠較好地降低容積能量消耗損失。三是水力能量消耗。這種能量消耗主要是指原油流經泵閥時由于水力阻力引起的能量消耗。抽油管柱能量消耗主要是能量消耗和水力損失，由油管漏失和井液沿油管流動引起的能耗。

2.4客觀設施的損耗

由于新開發的油井基礎條件相對較差，采油配套設施不完備，架設輸電線路較長和抽油機數量少而形成電力能耗較高，采油效益也會受到一定影響。

3應對方法

針對葡萄花油田機械效率損耗電能的影響因素，提出了幾點提高機械效率的節電方法:

3.1提高電動機的負載率

電機低負荷率下的效率低和功率因數低是抽油機浪費電能的原因之一，設計機械采油系統的電機和負載情況，保證電機負載率達到最佳負載率，電動機負載率提高7－12%，系統效率平均提高3%左右，當電機負載率低于25%時，就應該考慮更換低一個容量級別的電動機，而達到節電要求［5］。

3.2選用合理抽油機

加強葡萄花油層地質基礎理論和現場測試研究，分析選用適合區域的抽油機，如果條件允許，盡可能使用節能型抽油機。且由于油井井況多變，因此要經常調節平衡，以有效的功率比值來分析整體的機械效率，損耗最低的抽油機械提取采油參數，達到抽油效率高，電能損耗小。改變機械部件組合，由于抽油機的不同各個部件組合會產生不同的機械效率，以現場數據分析為基礎，盡可能調整和使用一些高效率低損耗的零部件，如高效傳動帶、高效深井泵等新型節能高效裝備，降低整體系統的磨損，進而提升機械效率，使電能損耗降低。

3.3安裝自動調節裝置

通過測量電動機電壓，調整電動機功率因數和運行電流數，來自動設定電動機運行，以此來調整電機電壓大小，此自動裝置的安裝使用，也可以最大限度的控制抽油機的工作狀態，分析原油供應是否充足，來調節采油機電機功率，加快采油進度。保證抽油機不做無效的運轉，以得到節電的效果。

3.4對工作人員進行培訓和節能教育

人是工作的主體，雖然抽油機機械效率影響著節電的成果，但是人為因素也極為重要，要使工作人員認清節電重要性，要熟練掌握節電操作方法流程，同時工作期間要嚴格遵守各項規章制度，以減少電力資源的浪費現象。

4結論

葡萄花油田機械效率的提高能充分的為現階段油田節電、節能等成本控制提供支持，通過提出的應對方法，使葡萄花油田的機械效率有了很大改進，鑒于油田穩保產量，降低能耗，增大效益的和諧發展的開發方式的提出，相信葡萄花油田提升機械效率節電方法在油田的應用也會更加廣泛。

作者:趙晶陽 單位:大慶油田公司第七采油廠第二油礦712隊