浅谈我国抽油机电控装置的发展普通V带

浅谈我国抽油机电控装置的发展

浅谈我国抽油机电控装置的发展 2011年12月09日 来源： 李 宏 闫苏莉 西安石油学院 李玉生 王 琪 延长油矿管理局电力处 1 引 言 抽油机（俗称叩头机）是石油开采中的必备设备。一般每个原油生产井都最小使用一个抽油机将蕴藏在地下（或海水中）的石油通过抽油管抽出。据不完全统计，我国陆海共有石油生产油井八万多个，也就是说石油行业共有八万多台抽油机在运行。图1给出了抽油机的简化结构图，其组成可分为抽油杆、拖动电机、平衡重铁块、油梁、旋转轴、凸轮传动机构、传送皮带、安装支架八大部分。抽油机的每个周期可分为上提抽油杆、下放抽油杆、从上提抽油杆转换为下放抽油杆、从下放抽油杆转换为上提抽油杆四个大的阶段，所以导致了抽油机的负荷电流曲线如图2所示。这就决定了抽油机的负载为一周期性变化的负载。 图1 抽油机简化结构图 图2 抽油机负荷曲线图 据截止2000年初的统计资料表明，我国石油企业电力系统总用电量327.22×108KWh，其中油气田生产系统用电206.03×108KWh,油气田最高用电负荷3057.4MW，生产用电单耗134.8KWh/t。据估计，中国石油天然气股份公司平均每吨油成本中的电费支出约占20~30%，地方油田生产成本中的电费支出更大，电费支出中抽油机的耗电量占相当大的比重，所以按总公司制定的低成本、高效益原则，保证最大限度的挖掘节电潜力，对抽油机的机械系统和电气控制系统进行节能改造，可带来相当可观的经济效益。本文分析了抽油机电控装置的发展现状，进而探讨了其发展趋势。 2 抽油机节能潜力巨大 过去大部分石油原油生产井的抽油机采用图1所示的结构（在一些地方油田到今这种控制模式仍有相当多的使用量）。即直接以交流电机作为原动机，通过皮带传动，凸轮机构把电动机的旋转运动转化为抽油杆的上 、下往复式运动，而交流电机的控制仅是一个开关，如图3所示。从该图可见，这种控制方式具有以下几个特点： 图3 过去抽油机的控制方案 第一，电机直接起动，起动电流大（一般异步电机起动电流为额定电流的5~7倍）。由于抽油机的井位远离供电主电网，且一般选取配电变压器容量有限，所以起动中较大的电流引起供电电压的下降，经对延长西区采17#石油生产井的实测，起动过程中电网电压降落达25~30V，因而对同一井区有数口采油井（或数台抽油机）共用一个变压器的场合，要求每一台抽油机彼此之间延时一段时间起动，从而尽可能减小电网电压在起动过程中的降落。 第二，缺相及过载无法保护，经常造成电机烧坏。由于图3所示控制方案无法监测电机是否缺相运行，所以当电网缺相(如变压器断线，电机内部断线或接触不良造成缺相)时，极易使电机烧坏。对过载来讲，图3所示线路亦没有检测与保护手段，经常造成电机虽未缺相但过载运行而烧坏，几乎在各油田都有很多烧坏的抽油机驱动电机。 第三，功率因数很低。由于抽油机图2所示的负荷曲线，加之电机为感性负载，这种方案在抽油机运行中加到电机两端的电压为恒定的电网电压，因而运行中随负荷的不同，功率因数很低，经对延长油矿西区采17#石油生产井在图3所示线路控制下的功率因数进行实测，功率因数最低时为0.125，最高时仅0.54，所以耗电严重。现以全国的8万多台抽油机平均拖动电机功率为15kW、生产时间平均负荷率按80%（实际拖动电机平均功率大于15kW）计算，全国每年抽油机耗电不少于80000×15×365×24×0.8=8409600000=84.096×108KWh。若采取先进的节能控制装置，把运行效率及功率因数提高，使总节电率提高10%，则年可节约电能不少于84.096×108=84.096×108KWh。按每度电费0. 4元计算，则可直接产生经济效益不少于84.096×108×0.4=3.36384×108元=336384000≈3.4亿元。 3 抽油机电控装置百花齐放、百家争鸣 据统计，我国石油开采成本为发达国家（如美国）的好几倍，中国石油天然气总公司从1996年到1998年的三年里通过先进的用电管理技术，使中油集团公司高峰电力得到有效控制，取得直接经济效益27.9亿元。十五期间进一步提出降耗增效策略、降低石油开采成本及提高总体效益成为石油企业共同关注的一个热点。作为石油生产中用电消耗大户之一的抽油机节能受到了各油田的普通重视。对抽油机节电装置的研究，引起了国内电力电子及特种电源行业的普遍关注，到今在各油田正在中试或已投运的电

养血生发胶囊治白发吗

气血虚脱发吃什么中成药效果好

薇婷

补肾亏的药哪个好

11个月宝宝脾虚湿热吃什么好