浅谈可变冲次节能传动装置在鲁克沁油田的应用

陆世宏，郭永宝，李斌

（吐哈油田鲁克沁采油厂，新疆 鄯善 838202）

游梁式抽油机因其结构简单、易损件少、故障率低、安装维修简单等优点，占机械采油设备95%以上，但也存在平衡效果差、系统效率低、启动困难的缺点，因此在现场，常按抽油机最大负荷来选配电动机。而抽油机正常运行时，平均负荷只有最大负荷的30%左右,形成“大马拉小车”的现象，造成了电能的浪费。同时，可用于调节冲次的皮带轮直接安装在电动机轴上，在调节抽油机冲次时，需要较大的人力、物力。以下是介绍一种可变冲次节能传动装置在抽油机上的对比实验及安装后节能、效益情况。

1 鲁克沁油田基本情况

鲁克沁油田是超深稠油油田，2007 年正式开发。目前，有生产油井600 余口，平均泵挂深度2500m，使用抽油机分别是配装电动机Y315M-10 型、55kW、的18 型和电动机Y315M-10 型、45kW 的16 型游梁式抽油机。抽油机冲次为2.0n/min、2.5n/min。皮带轮分别为φ150mm 和φ180mm。

2 可变冲次节能传动装置

2.1 结构组成

BNJS297-2/2.4-37-380V 型可变冲次节能传动装置由：YE3-225S-4 型37kW 的电动机、减变速装置、变速手柄、φ200mm 皮带轮等部件组成见图1。

图1 可变冲次节能传动装置

2.2 工作原理

在运转时，减变速装置将电机的高速旋转通过齿轮机构变为低速旋转传递给皮带轮。利用变速箱减速比比较宽的特性（200-730R/MIN），减速增扭减小电动机功率，提高了电动机效率；增大皮带轮直径，达到增大皮带包角，增加摩擦力，降低损耗，提高系统效率。通过变速手柄实现2.0n/min 和2.5n/min 相互转换。

2.3 BNJS297-2/2.4-37-380V 型可变冲次节能传动装置性能特点

（1）降 低电机功率。以4极高效节能lE4（37kW）电动机为驱动力，采用变速装置减速后，比原有电机输出转速低，通过降速增加转矩，降低电机功率，提高电动机效率。

（2）增大皮带轮直径。可变冲次节能传动装置转速都比原有电机转速低，可变冲次节能传动装置输出端配装的皮带轮直径比现场使用的Y315M-10 型电机的皮带轮直径大（冲次不变），增大皮带包角，有效地增大皮带传动效率，提高了电机功率因数和抽油机系统效率。

（3）高精度传动变速技术。采用高精度新颖的斜齿轮传动变速机械，具有减速比多、2 档输出转速、传动效率高、运转平稳、噪音小、安装方便等优点。

（4）降低劳动强度。调整冲次只需停机切换变速手柄，3min 内完成冲次调整，无须其他工具。

3 监测对比节电效果

2016年3月15日和3月29日，对鲁克沁油田玉东2-87 井和玉15-11 井，2 台抽油机更换可调冲次节能传动装置电机前后进行了对比监测。

3.1 现场设备概况（表1）

3.2 监测执行标准

（1）GB/T15316-2009《节能监测技术通则》。

（2）SY/T5264-2012《油田生产系统能耗测试和计算方法》。

（3）SY/T6422-2008《石油企业节能产品节能效果测定》。

3.3 监测内容

抽油机冲程、冲次、油压、套压、液面深度、电机输入功率、平衡度和功率因数等参数。

3.4 监测结果分析与结论

依据SY/T6422-2008《石油企业节能产品节能效果测定》，在鲁克沁油田玉东2-87 井和玉15-11 井上，对2 台抽油机电机更换前后进行了测试，数据见表2。

(1)玉东2-87 井将原来使用的Y315M-10 型电机更换BNJS297-2/2.4-37-380V 型可变冲次节能传动装置后，功率因数由0.17 提高到0.24，提高了0.07，综合节电率为27.3%，抽油机的系统效率由16.07%提升到21.25%。吨液百米提升有功耗电量由1.69kW·h/（102m·t）降低为1.28 kW·h/（102m·t），减少0.41kW·h/（102m·t）。吨液百米提升无功耗电量由9.59kWar·h/（102m·t）降低为5.08kW·h/（102m·t），减少4.51kW·h/（102m·t），玉东2-87 井更换可变冲次节能传动装置电机后日节约电能51.28kW·h。

表1

表2

（2）玉15-11 井将原来使用的Y315M-10 型电机更换BNJS297-2/2.4-37-380V 型可变冲次节能传动装置后，功率因数由0.30 提高到0.40，提高了0.10，综合节电率为16.10%，抽油机的系统效率由36.35% 提升到42.20%。吨液百米提升有功耗电量由0.75kW·h/（102m·t）降低为0.65kW·h/（102m·t），减 少0.10kW·h/（102m·t）。吨液百米提升无功耗电量由2.42kW·h/（102m·t）降低为1.47kW·h/（102m·t），减少0.95kW·h/（102m·t），玉15-11 井更换可变冲次节能传动装置电机后日节约电能39.26kW·h。

4 应用实施效果

（1）2018 年4 月9 日至5 月6 日，鲁克沁油田更换、安装了115 台可调冲次节能传动装置，其中更换了55kW电机68 台，45kW 电机47 台。2018 年11 月21 日 至24日，委托节能监测站对更换后节能装置进行了抽测评价，测试数量24 台，其中10 台18 型抽油机，14 台16 型抽油机，占安装总台数的20%。通过测试数据处理分析（测试数据汇总表略）得到：平均有功率节电率5.52%，平均无功节电率54.11%，平均综合节电率13.11%，平均日节约电量57.26kW·h。

该项目共更换实施115 台，年可节约电量：57.26×115×330=217.30×104（kW·h），年可节约电费：217.30×104×0.72=156.45（万元）。

（2）每年每口油井按调整冲次2 次计算，年可节约人工调整冲次费用（合同价）：2×115×500 元/次=11.5（万元）。

综合以上，实施应用可调冲次节能传动装置115 台，每年可节约生产成本167.95 万元，效果显著,具有进一步推广应用的参考价值。