抽油机井变频控制技术节能效果评价

2016-02-05谭智罗树国曹鼎洪刘洪军侯志欣谢芳大庆油田有限责任公司第七采油厂

石油石化节能 2016年8期

谭智罗树国曹鼎洪刘洪军侯志欣谢芳（大庆油田有限责任公司第七采油厂）

抽油机井变频控制技术节能效果评价

谭智罗树国曹鼎洪刘洪军侯志欣谢芳（大庆油田有限责任公司第七采油厂）

抽油机井变频控制技术能够通过优化调整电动机转速，降低电动机的输出功率峰值和波动范围，使电动机的运行轨迹和抽油机的运行状态更加合理。最终该技术能够达到降低抽油机井举升能耗，改善深井泵工作状态，提高抽油机井系统效率的目的。结合现场实测数据对该技术进行效果分析，为变频控制技术在油田上的进一步推广提供参考。

抽油机井；变频；控制；技术

1 技术特点

随着变频控制技术的迅速发展[1]，抽油机的运行状态得到了较好的改善。变频控制技术是集信息、自控、计算机、调速、传感器等技术为一体的电动机控制技术，该技术主要是通过监测电动机的负载变化规律，对电动机的运行过程实现模糊控制，使电动机始终保持最佳状态下运行，有效地降低电动机的功率损耗，解决抽油机的载荷过低问题。抽油机井变频控制技术具有以下特点：

1）具有软启动功能，可以使电动机的输入电流、输出扭矩和输出功率均从零平滑上升至正常运行状态，消减启动峰值。

2）通过降低高扭矩区的电动机转速，实现降低电动机峰值功率的目的。

3）当电动机输出轴的转速高于电动机磁场转速时，电动机存在负发电现象，该装置此时通过提高电动机转速，使电动机磁场转速大于或等于电动机输出轴的转速，消除电动机负发电的问题。

4）通过参数设定，缩短光杆在上死点和下死点的停留时间，从而缩短阀球的停滞时间，减少泵漏失量。

5）考虑电动机的使用寿命，将冲速的调整范围设定为20%～120%，在此范围内，可以对冲速进行手动或自动的无级调整。

2 应用效果

在葡萄花油田1#井上试验抽油机井变频控制技术，试验后，该井冲速由4.4 min-1降到3.6 min-1，产液量稳定，沉没度由88.4 m上升到129.1 m，系统效率由6.3%提高到8.2%（表1）。

表1 生产参数测试效果对比

2.1电参数测试

使用CDY-1A型测电参数测试仪测试，该井安装功率随动数控装置后，日节电17.9 kWh，有功节电率达到27.1%，综合节电率达到34.2%；使用日制3166型电参数测试仪对该井测试2次，日节电分别为23.8 kWh和19.4 kWh，有功节电率分别为38.2%和31.3%，综合节电率分别为38.4%和31.6%（表2）。

2.2工况测试

在试验井上使用俄罗斯DK500型次声波回声仪对安装前后的功图变化情况进行了测试。从测试结果看，功图充满度提高，功况趋于合理（图1）。

通过以上测试数据可以看出，应用抽油机井变频控制技术后，可以在保证产液量不降的前提下，动态调整冲速，提高泵的充满程度并减少漏失量，进而改善功况运行状态，同时降低举升能耗，提高系统效率。

随着试验的深入，现场又抽取7口井进行效果跟踪对比（表3），平均单井吨液百米耗电由20.07 kWh下降到16.66 kWh，节电率达到16.99%。从跟踪效果看，无功功率下降较为明显，功率因数均达到了0.8以上，同时负功功率由0.214 kW降为0 kW，有效地消除了负功对电动机的影响。

图1 试验前后功图测试效果对比

3 结论及认识

抽油机井变频控制技术是在抽油机运行的全过程中，通过对电动机转速的动态调控，使电动机实现低转速高功率、高转速低功率运行目的，从而有效降低电动机输出功率的峰值和波动范围，最终达到最大限度地降低抽油机井举升能耗的目的。从现场应用情况看，抽油机井变频控制技术可以在保证产液量不降的前提下，根据油井功况变化，动态调整抽汲频率，改善电动机运行状态，实现单井产量和能耗的最佳匹配。

[1]孙晓丽.功率随动数控拖动装置的应用效果分析[J].石油石化节能，2012（11）：15-18.

（编辑李珊梅）