LP/CJ T抽油机节能装置的应用分析

2012-11-15邱淑云大庆油田有限责任公司第九采油厂

石油石化节能 2012年3期

邱淑云（大庆油田有限责任公司第九采油厂）

LP/CJ T抽油机节能装置的应用分析

邱淑云（大庆油田有限责任公司第九采油厂）

针对普通电动机效率低，无补偿电容，铜损、铁损大，浪费电以及无法快速调整参数等缺点，油田采用了L P/C J T系列抽油机节能拖动装置。该装置较好地避免了普通电动机的缺陷。文中简要介绍了该装置的原理,重点介绍了L P/C J T抽油机节能拖动装置的现场应用情况，其应用效果明显,具有较好的应用价值。

抽油机电动机节能拖动装置

由于抽油机的功率档次有限，而每口油井的参数都不一样，在选配抽油机和配用电动机时都留有一定的功率余量；随着油田的深入开发,油井产液能力在下降，抽油机的负荷也相应减小，这就造成了抽油机的实际负载率普遍偏低，大部分抽油机的负载率在20%~30%之间，最高也不会超过50%，形成“大马拉小车”的现象。目前采油九厂普遍应用的是普通电动机，无电容补偿器，在轻载运行时，电动机铜损、铁损较大，导致电动机功率因数小，效率低，能耗大；普通电动机的启动转矩小，为了保证抽油机能够正常启动必须选用比抽油机正常运行时所需功率大的电动机，也造成了“大马拉小车”的耗能局面；并且只有一种输出功率，无法实现快速调整油井冲速。针对以上现象，采用了CJT抽油机节能装置，CJT系列抽油机节能拖动装置由Y CCH系列超高转差率电动机和H Y-2系列节能控制部分组成，专门设计制造用于驱动游梁式抽油机.

1 节能装置的结构及特点

节能拖动装置主要由CJT电动机和JFD控制箱组成，JFD控制箱主要有以下五部分构成：保护器、空气开关、交流接触器、补偿电容、转换开关，见图1。

节能装置的特点：对供电容量需求降低40%，降低吨液电耗30%左右，提高抽油机系统效率10%~35%，泵有效冲程增加，相同冲速下产液量提高，延长抽油机设备的使用寿命。

2 节能装置的节能原理

三相电源通过空气开关“QF”、电动机综合保护器“D D B”、交流接触器“K M”、转换开关“3LBB-63”对电动机供电。由“K M”及转换开关“3LBB-63”的通断来实现对电动机的控制。在空气开关处并联电容器，并与变压器补偿电容配套使用，实现在线动态补偿，减少电动机及低压线路的能耗。对电动机的高低速的控制，是通过转换开关“3LBB-63”来实现的。

交流异步电动机的无功就地补偿就是将补偿电容器组直接与电动机并联运行，电动机启动和运行时所需的无功功率由电容器提供，有功功率则仍由电网提供，因而可以最大限度地减少拖动系统对无功功率的需求，使整个供电线路的容量及能量损耗以及开关设备和变压器的容量都相应减小，大大提高了供电质量，从这个角度来说，容量减小就可以节能。

CJT电动机为双速双功率电动机（高速大功率，低速小功率），可以在油井供液能力大时用高速挡运行，提高单位时间产油量，在供液能力弱时，用低速挡运行，保证生产并且节约电量，从而达到节约电能的目的。

选取6口井安装前后进行系统效率测试，测试结果见表1，安装后与安装前相比，上电流减小，下电流增大，有功功率增大，无功功率减小，视在功率减小，功率因数增大，系统效率增大。由此，可以看出，LP/CJT抽油机节能拖动装置节能效果明显。

表1 节能电动机应用效果统计

CJT电动机软的机械特性造就了抽油机运行过程中电动机功率的有功分量和无功分量的变化，促使输入功率的降低。普通电动机的T=f（s）机械曲线告诉我们，若负载超过Tmax，则电动机不能正常运行，因此，转速在n～nH范围变化较小（n是指普通电动机最大转矩对应的转速，nH是指普通电动机额定转矩对应的异步转速）。而CJT电动机的机械转动曲线告诉我们，T2st＞Tst，且速度变化范围大，从0～nH均能运转（T2st是指CJT电动机的堵转转矩，Tst是指普通电动机的堵转转矩）。抽油机固有的设计及运行特点与现场实际运行工况相比，不可避免地出现了“大马拉小车”的不合理匹配。抽油机维持在PH点的负载，在现场从未出现过，绝大部分负载在电动机额定功率（指输出功率）20%～30%左右。对普通电动机而言，如此运行，其效率和功率因数特低。对CJT电动机来讲，由于曲线平坦，η及c o sϕ在负载变化情况下，其值变化不大，从而相对来讲其η及c o sϕ高于普通电动机，致使有功功率降低，功率因数提高，减轻了电网及变压器的负担，降低了线路电能的损耗。