数字化抽油机在安塞油田节能效果研究

2014-12-08张波

中国设备工程 2014年7期

张波

中国石油长庆油田第一采油厂，陕西延安 716000

一、概况

普通游梁式抽油机一度作为油田开发的主要设备，从常规抽油机开始到异相曲柄抽油机、复合平衡抽油机、双驴头抽油机及弯梁变矩抽油机等各种游梁式抽油机，主要针对抽油机的自身平衡效果来设计制造，从而达到降低抽油机的配备功率和节能目的，但没有与油井相关的参数进行有效的结合，没有调整抽油机运行参数的合理运行。现场存在抽油机运行参数与油井参数相差较大，抽油机系统效率低下的问题。数字化抽油机可根据油井负荷大小调参，使抽油机达到最佳的平衡状态，并根据油井产液量使抽油机工作在合理冲次，最大限度发挥抽油机的工作能力，达到低碳开发和节能开采的目的。

二、数字化抽油机功能

1.通信结构

数字化系统是数字化抽油机的大脑和中枢。具有油井参数和电参数的采集传输、抽油机远程启停、语音提示/报警、软启动和过载保护、最佳工作冲次的判断及调节、抽油机平衡的判断与调节以及与站控系统软件的通信等功能。数字化设备部分主要包括数字化抽油机智能控制柜、抽油机平衡电机的控制与供电线缆及载荷传感器、位移传感器等（图1）。

2.机械结构

图1

图2

图3

数字化抽油机（图2）是在游梁式抽油机的基础上研制的一种新型节能抽油机，其主体部分与前置式游梁抽油机基本相同。将曲柄平衡变为游梁平衡，通过改善动态平衡效果实现节能，在结构形式上属于游梁式抽油机类。它的最大特点是采用了弯形游梁结构；另一个特点是在游梁与支架之间装有调冲程时锁住游梁的支撑装置。在相同的抽汲工况下，与常规抽油机相比，数字化抽油机峰值扭矩、均方根扭矩及净扭矩曲线波动都小，且消除了负扭矩，其平衡效果理论上好于常规抽油机，可有效延长抽油机和驱动电机的寿命，其装配电机功率小于常规抽油机。

三、数字化抽油机应用效果

1.自动调节平衡

数字化抽油机根据自动监测并实时显示抽油机的平衡状况，可手动或自动将抽油机调整到最佳的平衡状况，降低峰值电流，达到保护减速器和节能的目的。通过软件可设定平衡度，如90%～100%为最佳平衡状态，当采集的传感器数据计算之后，自动启动平衡电机进行至最佳。

2.自动调节冲次

数字化抽油机运行过程中，根据功图量油软件数据接口传感器监测得到的泵功图或泵充满度，应用最佳冲次技术设计的判定软件计算后，发送指令给变频器，调整电动机输入频率，调整到最合理的抽油机冲次。

3.测试效果分析

为了检验调数字化抽油机的现场使用效果，对常规抽油机、数字化抽油机的几项使用参数进行了测试对比。结合筛选安塞油田近500口井测试资料的综合结果表明，数字化抽油机比同型号常规抽油机所使用的电机额定功率小，电机功率因数比常规抽油机高0.43，地面效率比常规抽油机高 10.74%，平衡度比常规抽油机高9%，无功功率比常规抽油机低0.601，具有一定节能效果。以单井G128-158为例，原先使用普通七型抽油机，现采用数字化配套的CYJW7-2.5-18HF抽油机后，数字化抽油机动态平衡率高，电动机和减速箱输出扭矩小，与同规格常规抽油机相比，电动机降低2～3 个型号，减速器降低 1～2 个型号。用混凝土代替部分铸铁配重，成本比同规格常规抽油机有较大下降。性能参数及功图对比如图3所示。