抽油機井變頻柜在油田現場(chǎng)的應用詳細介紹

一、前言

新木采油廠(chǎng)地處吉林省松原市西北部，是一個(gè)低孔低滲的復雜斷塊油藏，開(kāi)井938口，其中抽油機井899口，螺桿泵井有38口，自噴井有1口，抽油機舉升是主要的采油方式。2005年在系統耗電中，采油系統耗電量占全廠(chǎng)電量的三分之一；在噸油成本中，電費支出約占生產(chǎn)成本的六分之一。06年統計現場(chǎng)測試數據：抽油機井電機平均功率利用率23.5％，平均功率因數0.53，系統效率僅為23.5％。系統效率低，提升空間大。分析影響系統效率的因素很多，歸納起來(lái)主要為有2個(gè)方面，即設備因素和技術(shù)管理水平。

1、設備因素

抽油機運動(dòng)特點(diǎn)是帶負荷啟動(dòng)，啟動(dòng)力矩大，為了滿(mǎn)足最大轉扭的需求, 同時(shí)為保證在結蠟、出砂和抽油機不平衡時(shí)有一定裕度，抽油機必須配備較大功率的電機、減速箱和變壓器。但是正常生產(chǎn)時(shí)抽油機驢頭承受的是周期性脈動(dòng)負荷，最大負荷與最小負荷差值大，在一個(gè)沖程中相當長(cháng)的時(shí)間輕載運行（圖1），大部分井運行功率僅是電機裝機功率20～30％，即所謂的“大馬拉小車(chē)”，使電機效率低，地面效率低。

采油廠(chǎng)抽油機以常規四連桿機構為主，常規型抽油機盡管有種種優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)也尤為突出。常規型抽油機載荷波動(dòng)系數（CLF）和懸點(diǎn)加速度大，配套電機功率大，平衡效果差，即使在平衡效果較好的情況下，減速箱峰值扭矩仍較大，負扭矩現象也很?chē)乐?，導致電?dòng)機進(jìn)入再生發(fā)電狀態(tài)（圖2），將多余能量反饋到電網(wǎng)，引起主回路母線(xiàn)電壓升高，勢必會(huì )對整個(gè)電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊，導致電網(wǎng)供電質(zhì)量下降，功率因數降低，使常規型抽油機效率低，能耗高。常規型抽油機由于其幾何尺寸和啟動(dòng)力矩需求，配套電機功率大，而運行時(shí)均值功率卻不大。

節能電機少，常規電機多。交流異步電機的效率和功率因數在額定值附近達到最大值（圖3），常規抽油機運動(dòng)特性決定電機長(cháng)期運行在低效區，電機電能利用差，造成了較低的功率因數和電能的浪費。而且很多電機多次維修和嚴重老化，使電機效率低，網(wǎng)損、銅損嚴重，無(wú)功損耗大。