双速高转差率电动机在油田的应用

2016-09-07于鹏常悦大庆油田技术监督中心大庆油田有限责任公司第三采油厂

石油石化节能 2016年5期

于鹏　常悦　（.大庆油田技术监督中心；.大庆油田有限责任公司第三采油厂）

双速高转差率电动机在油田的应用

于鹏1常悦2（1.大庆油田技术监督中心；2.大庆油田有限责任公司第三采油厂）

随着石油的开采，油田电能消耗比重越来越高，约占油田生产成本的1/3，人们一直关注如何节约能源，降低油田的生产成本，取得经济和社会效益。为了节能降耗采取了许多措施，其中采用双速高转差率电动机作为抽油机的驱动电动机，是改进抽油机系统的一个重要措施。通过对双速高转差率电动机与普通电动机理论与现场测试相比，可以提高有功节电率、无功节电率和综合节电率，节能潜力巨大。

抽油机；双速高转差率电动机；节能降耗

石油作为重要的能源，在众多领域发挥着重要的作用，有着“黑色黄金”的美誉。随着石油的开采，采出液中含水率也在逐渐的提高，开采成本也相应增加。如何节能、降低成本已成为当今油田开采的主要研究内容。而电动机是油田开采的重要组成部分，也是主要的耗能设备，文中对双速高转差率电动机的节能降耗进行了监测和分析。

1　双速高转差率电动机的特性

根据抽油机的特性分析［1］，抽油机的负荷是周期变化的，以冲程为周期。因此，抽油机对驱动电动机有一定的要求，如要有较大的起动转矩，且机械特性较软，这些要求高转差率电动机都符合。

1.1提高启动转矩

当转子串电阻后，异步电动机的启动转矩会相应增大。高转差率电动机的比扭矩较大的特性与抽油机带载启动特性相适应。堵转电流和堵转转矩不可忽视，它们是分析电动机启动性能的重要因素，应全面考虑。

1.2机械特性变“软”

超高转差率电动机的机械特性“软”，其特性曲线见图1。由图1可以看出，电动机的负载对其转速影响很大，电动机的转速与负载成反比，且转差率变化明显，其机械特性很“软”。

这种特性使得电动机具有较大的转速范围，能够适应抽油机运行时载荷发生周期变化的情况，对减速器的扭矩峰值和扭矩极小值分别起到了减小和增大的作用。使抽油机系统平稳运行，因而可以延长设备的使用寿命。

图1　机械特性曲线

1.3载荷特性与电动机的选取

机采井工作的时候，负载情况很复杂。其负荷随着抽油机的运动，发生周期性变化，因此电动机就会经常处于过渡过程状态［2］。图2为曲柄转角和曲柄轴的扭矩的关系。电动机的输出功率等于角速度和轴输出扭矩的乘积。由于常规电动机的机械特性较硬，在抽油机运行的时候，使其近似匀速运转。因而曲柄转角发生变化时，电动机的电流和有功功率也会发生明显变化，如图3所示。