油井常用節電技術及現場應用效果分析

2022-09-23 04:06:02 字數 3251 閱讀 5349

抽油機井是油田主要的採油方式,也是油田能耗的重要組成部分。本文從常用節電技術和節電管理技術兩個方面,介紹了近幾年來勝利油田孤東採油廠在抽油機井配電系統中所採取的節電措施,對應用效果進行了分析評價,為抽油機井節電技術的優選提供了借鑑。

1 引言

抽油機井採油是油田採油的主要方式,其用電負荷佔油田用電負荷的30%以上,因此降低抽油機井用電負荷對降低油田能源消耗有重大意義。近幾年,勝利油田在抽油機井上應用了一系列節電技術,通過對這些節電技術的應用效果以及對摸索"三低"抽油機井最佳能耗的生產方式、抽油機井最佳能耗平衡率、盤根鬆緊度3個現場試驗的總結評價,為抽油機井節電技術的優選和節電措施的系統化、標準化提供了借鑑。

2 抽油機井常用的節電技術

2.1 節能電機

抽油機井的電機拖動裝置為滿足啟動大轉矩的要求,採取就高不就低做法,這樣不可避免地形成電機匹配功率與光桿實用功率差值過大的不合理配置。

(1)dfcjt-4型抽油機井節能防盜一體化拖動裝置。該裝置主要由ymj高啟動轉矩電機和c系列抽油機控制箱組成。與普通轉差率電動機拖動抽油機相比,這種電動機具有很高的啟動轉矩,可以使抽油機在高負荷下啟動,但正常執行時又使電動機的負荷率更合理,使效率、功率因素都達到最佳水平,解決了抽油機電動機大馬拉小車問題。

(2)永磁電動機的轉子中有釹鐵硼永磁材料,可以在很長的時間內保持很強的磁場。由於轉子轉速與定子旋轉磁場完全同步,無轉差損耗,且轉子不需要外加勵磁電源,無勵磁損耗,即轉差率為0;因此功率因數高,啟動力矩大。裝機容量和普通電機相比降低45%,效率可以達到94%-96%,功率因數一般在0.

9以上,啟動力矩大,最大可達3.6倍,即使在20%輕負荷時功率因數亦可達0.85以上,且不需電容補償。

因此對這種要求有較大啟動力矩負荷的抽油機來說,電機容量可以降低。

2.2 節能配電箱

(1),其內建電腦能自動辨識出電動機適合斷電的位置。該裝置充分利用系統的勢能釋放與慣性,在載荷發電執行時,不是調節電壓的有效值和頻率,而是直接切斷電源,將節能潛力挖掘到最大。

(2)zjk智慧型節電控制器中的內建電腦對電動機的運轉負荷情況進行全過程的自動檢測,通過運算引數發出指令,實現電動機的星角形接法在執行中的自動轉換,以達到最佳的節電的效果。此外,該裝置還利用電容器對電機進行無功補償。

2.3 電動機就地無功補償技術

根據負荷特點,在單井配電箱安裝相應容量的電容器,實現對單井電機進行就地無功補償,提高電壓質量,減少電網損耗,電機功率因數可達0.9以上。

3 抽油機井常用的節電管理技術

3.1 確定合理的間抽時間

由於地層滲透率低、射開厚度小等原因,有些抽油機井在生產引數調到最小時供液仍嚴重不足。這樣的井一方面因久抽使幫浦幹磨造成凡爾漏失檢幫浦,另一方面使抽油機井空轉,造成電能浪費。針對這一問題,運用量油測液面的方法來確定每口嚴重供液不足井的合理間抽時間,以go8-12-14井為例進行試驗:

①停抽23h,動液面由1010 m降至525m,恢復了485m(停抽前lh,動液面恢復較快,恢復了近90m,此後動液面恢復速度逐漸緩慢,平均每小時恢復20-30m。由此可以推算,動液面恢復到600m,需要19h);

②起抽6h,動液面由525m將公升至1001m,動液面由600m抽至1001 m需要5h;

③根據以上規律,將該井間抽時間定為5h。依此方法,確定了其他2口井的間抽時間,3口井平均生產時間4.5 h,日節電507kwh。

3.2 間抽井最佳能耗生產引數的確定

oec系列微電腦採油控制器是用於抽油機井自動間開控制的智慧型節電裝置。該裝置以有杆抽油系統設計理論為依據,通過負荷與時間的連續取樣,採用pid控制技術判斷井下供液能力並跟蹤動液面變化,優化間開制度,避免了抽油機無效運轉。為了挖掘間抽井節能潛力,在保證產液不變的前提下,開展了調大間抽井生產引數、縮短間抽時間以節約能耗的試驗。

以go7-25-2546井為例,該井日產液22t,日產油1t,綜合含水93.5%,動液面930m,衝程3m,衝次4.5次/min。

將衝次由4.5次/min調至6次/min,調大生產引數前間抽時間5.5 h,每小時能耗8.

078kwh;調後間抽時間4h,每小時能耗8.778kwh,日節電9.43kwh。

3.3 抽油機最佳能耗平衡率

測試在不同平衡率的情況下,抽油機的工作能耗,以確定最佳平衡率,使抽油機能耗始終保持在最佳狀態。以go4-12-16井為例,該井抽油機型號為10-4.2-53hb,幫浦徑70mm,衝程4.

2m,衝次6次/min,電機型號y280一6,功率55kw,日產液121t,日產油8t,綜合含水93.6%,動液面541m。測試表明,抽油機井平衡率在90%-100%之間能耗最低,80%以下及110%以上能耗高。

3.4 抽油機皮帶鬆緊度的確定

確定抽油機皮帶鬆緊度按以往的規範和要求,需要四點一線,皮帶上好後下壓皮帶一指寬為鬆緊適合;但是這個標準是以人為經驗為主,缺乏量化標準,同時皮帶鬆緊在什麼程度為最佳能耗點也需要得出乙個結論。因此需要進行抽油機皮帶鬆緊度最佳能耗點的測試確定。抽油機井皮帶鬆緊度不同,能耗差別為1.

8%。4 節電措施及其應用效果評價

在勝利油田孤東採油廠採油三礦採油六隊應用上述節電技術取得了顯著效果:

①全隊安裝dfcjt-4型抽油機井節能防盜一體化拖動裝置10臺,節電率20.1%,年節電187810kwh,每kwh按0.53元計算,獲效益99542元;

②安裝永磁電動機11臺,節電率18.6%。年節電168630kwh,獲效益89374元;

③安裝adec型抽油機電動機自適應動態節能控制器4臺,節電率19.3%,年節電63964kwh,獲效益33901元;

④安裝zjk智慧型節電控制器6臺,節電率17.5%,年節電86997kwh,獲效益46109元;

⑤單井安裝電容補償器3口,節電率2.9%,年節電7208 kw h,獲效益3820元;

⑥間抽井節電率80%,3口井年節電555165 kwh,間抽井最佳能耗生產引數調整1口,日節電9.43kwh,年節電3441kwh,獲效益296061元;

⑦單井合理調整平衡率、皮帶鬆緊度,單井節電率7%,年節電5365kw h,獲效益2844元。

5 幾點認識

(1)"三低"抽油機井實施合理的間抽時間,摸索間抽井最佳能耗生產引數,是降低"三低"抽油機井生產耗電的重要管理手段。

(2)永磁電機、節能配電箱的節電率為15%一20%,是降低抽油機井生產耗電的重要技術手段。

(3)合理調整平衡率及皮帶鬆緊度單井節電率達7%,是降低抽油機井生產耗電的主要管理手段。

(4)採用永磁電機、節能配電箱、電容補償,合理調整平衡率、皮帶鬆緊度,單井節電率可達40%左右,是油田抽油機井應大力推廣的有效節電措施。

(5)抽油機井節能降耗工作應納入油井的日常管理中,並根據油田生產動態變化不斷改進、完善。

(6)加強節能裝置的維護、保養是確保節能工作長期有效開展的前提條件。

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