永磁电机与减速装置配套使用的效果分析

摘 要：油田所用抽油设备中抽油机占85%以上，而抽油机运转过程中有近70%的电能白白的损失了。如何在抽油机管理上下功夫，提高油井平衡率，提高抽油机井系统效率，可创造可观的经济效益。因此提高抽油机井的系统效率，提高油田的经济效益具有重要的意义，节能问题已经成为当前要解决的主要问题。永磁电机在现场的应用效果也为大家所肯定。近年来二级减速装置也因其明显的节能效果受到关注，文章将对此展开研究。

关键词：减速装置；永磁电机；节能

1 减速装置与永磁电机简介

常规抽油机的电动机输出轴与减速箱输入轴之间直接连接皮带，抽油机的总传动比由减速箱以及两个皮带轮的直径比决定，受设备影响，最低冲次只能调至3-4次，而减速装置克服了抽油机设备的限制，利用一套连接在一根轴上大小轮来调节抽油机的冲次。

永磁电机在额定负载下，其功率因数和效率都很高（功率因数达0.92-0.98，效率0.9-0.94左右），而且永磁电机换能效果好，它能有效地把抽油机下行程时的机械功转变成电能返回电网。此外在不需要补偿电容的情况下它具有很高的功率因数，有效的改善电网的质量，减少线路损耗和变压器铜耗等优点，实现了油田节能，有效地缓解油田供电紧张的局面。

2 现场试验运行数据分析

某油田共有油井418口，其中406口井均采用抽油机生产，有146口井产液量在2m3/d以下，泵效小于10%，能耗浪费现象严重。自6月28日至7月21日，13区块共安装减速裝置9套，其中除30-42井外，其他8口油井均同时安装永磁电机。

安装前各井根据功图计算的平均产液量为0.8m3/d，安装后为1.0m3/d；安装前的平均充满系数为0.06，安装后为0.19；安装前的平均冲次为3.9次/min，安装后为1.7次/min。

从功图计算的结果来看，随着冲次的降低，功图充满系数有大幅度的上升，计算产量随之增加。安装前只对2口井进行了计量车计量，平均产液量为1.25m3/d，而这三口井装完减速装置之后的平均计量产量为1.19m3/d，对产量基本没有影响，而8口井安装减速装置之后的平均计量产量为1.15m3/d，与功图计算产量基本吻合。

节能方面，装前各井平均上行电流31A，下行电流22A，装后平均上行电流为8A，下行电流为2A；由于缺少电流表，装前只对26-26井进行了电量计量，日耗电180Kw·h/d，装后对其中的5口井进行了电量计量，平均耗电量为56.2Kw·h/d，借鉴22-34以及26-34两口井的电量计量结果，13区块的油井平均日耗电量为160Kw·h/d，根据此数据计算安装减速装置以及节能电机的综合节电率为64.9%。

30-42井单独安装了减速装置，装前功图计算产量0.7m3/d，装后1.0m3/d；装前的充满系数为0.04，装后为0.16；装前的冲次为3.7次/min，装后为2.0次/min；装前计量产量1.2m3/d，装后为1.33m3/d；装前上行电流22A，下行电流17A，装后分别为19A和15A；装后平均耗电量60Kw·h/d。安装前后的数据见表1、表2。

前后对比可以看出，在产量没有大变化的情况下，耗电量大幅度下降。如果正常耗电量同样按160Kw·h/d计算，单独安装减速装置的节电率为62.5%。

3 经济效益分析

在不影响产液量的前提下，日平均节电103.2Kw·h，如果按0.62元/Kw·h计算，日节省金额64元。

假设油井投产时已安装永磁电机，减速装置的成本为2000元/套，成本回收期32天；如果需将异步电动机改造成永磁电动机成本为10000元，加上减速装置总成本为1.2万元，成本回收期188天，比单独安装永磁电机的成本回收期提前了415天。

30-42井日平均节电100Kw·h，节省成本62元，成本回收期33天。

4 结束语

在油田开发中，由于区块渗透性、液体流动性等方面的原因存在许多低产井，这些井泵效低与能耗高问题也越来越明显，解决这些问题已经成为各油田势在必行的问题。从某石油公司的现场应用效果可以看出减速装置和永磁电机的节能效果是很明显的，尤其是减速装置的节能效果更为突出。其不但明显得改善了泵的充满系数，提高了泵效，而且还大大降低了有功消耗和无功消耗，有效的解决了能源浪费的问题。通过经济效益分析，其存在着在油田低产井中大规模推广的潜力。

参考文献

[1]周文跃.冲次对有杆抽油系统的影响分析及抽油机节能减速装置的应用[J].石油天然气学报，2005（S6）.

[2]朱杰，张秋雁，王瑞霞，等.冲次对有杆抽油井开采效果影响评价及减速装置的应用[J].内蒙古石油化工，2006（03）.

作者简介：施东（1974，8-），男，黑龙江省大庆人，2008毕业于大庆石油学院，现从事采油工程工作。