機械采油井系統(tǒng)節(jié)能測試方法(編輯修改稿)
2025-01-04 10:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 輸入功率， kW； ? ηi—— 機械采油井單井系統(tǒng)效率； ? n—— 一個區(qū)塊機械采油井測試井數(shù)。 ??????niiPniiiPa1111 ??某種機械采油井總的輸入功率 ? P1ti—— 第 i種機械采油測試井總的輸入功率， kW； ? P1tj—— 第 i種機械采油井系統(tǒng)第 j口井的輸入功率， kW； ? ni—— 第 i種機械采油井的井數(shù)。 ???i1i11njjti PP機械采油井平均系統(tǒng)效率 ? ηm—— 一個區(qū)塊（或廠）機械采油井平均系統(tǒng)效率； ? ηai—— 第 i種機械采油井系統(tǒng)的平均效率； ? m—— 機械采油方式種數(shù)。 ??????mitimiaitiPP1111m??抽油機井平衡度的測量 ? 用數(shù)字電流儀表測試抽油機井上下沖程的最大電流。 ? 抽油機井平衡度計算公式如下： ? L＝（ I下 max/ I上 max） 100 ? 式中： L—— 抽油機井平衡度 ,％； ? I下 max—— 下沖程最大電流， A； ? I上 max—— 上沖程最大電流 , A。 五、抽油機系統(tǒng)中的能量損失及提高各環(huán)節(jié)的能效分析 ? （一）能量損失 ? （二）提高抽油機采油系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的能效分析 （一）能量損失 ? ? 2. 傳動帶損失 ? ? ? ? ? ? 電動機 電動機功率損失 ， 主要為能量轉(zhuǎn)換損失和摩擦損失 皮帶 減速箱 換向機構(gòu) 盤根盒 管柱 抽油泵 抽油桿柱 抽油機采油系統(tǒng)輸入功率 抽油機采油系統(tǒng)有效功率 帶傳動功率損失 ， 主要為摩擦損失 減速箱功率損失 ， 主要為摩擦損失 換向機構(gòu)功率損失 ， 主要為相對運動件間摩擦損失 盤根盒功率損失 ， 主要是光桿與盤根間的摩擦損失 抽油桿柱功率損失 ， 主要是桿與管 、 桿與井液間的摩擦損失 。 抽油泵功率損失 ， 主要是容積損失和水力損失 管柱功率損失 ， 主要為水力損失和漏失 圖 14 抽油機采油系統(tǒng)能量傳遞與損失示意圖 （二）提高抽油機采油系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的能效分析 ? 1. 電動機 ? 如果電動機運行在額定負荷或額定負荷附近，則電動機屬于節(jié)能經(jīng)濟運行。但多數(shù)抽油機 (尤其是常規(guī)游梁式抽油機 )在工作過程中，為滿足啟動或最大功率點的要求，其電動機的平均輸出功率與額定輸出功率之比通常為 ～ ，有的甚至更低。因此在一個沖程中的大多數(shù)時間里電動機處于輕載運行，即所謂“大馬拉小車”的情況，其效率和功率因數(shù)都很低，這就造成較大的能量損失。從現(xiàn)場實測看，有些電動機平均效率只有 60%～ 70%，與普通異步電動機的額定效率90%?95%相比，提高效率潛力較大 。 效率 % 負載率 % 國家標準規(guī)定： 當電動機的負載 率低于 40%時應(yīng) 進行改造或更換 油田電動機節(jié)能主要分為四個方面 ? (1) 人為地改變電動機的機械特性，以實現(xiàn)與負荷特性的柔性配合，從而提高系統(tǒng)效率，實現(xiàn)節(jié)能。這種方法主要是采用變頻調(diào)速的方法。 ? (2) 從設(shè)計上改變電動機的機械特性 (如高轉(zhuǎn)差電動機和超高轉(zhuǎn)差電動機 )，從而改善電動機與機、桿、泵整個系統(tǒng)的配合，減少系統(tǒng)能耗。 ? (3) 研制高效節(jié)能電動機，擴大高效區(qū)范圍，提高電動機效率，降低裝機功率，從而減少電動機損失。 ? (4) 采用節(jié)能型抽油機電動機控制裝置，這種電動機控制裝置除具有一般控制箱的基本功能外，可根據(jù)電動機的運行情況，動態(tài)調(diào)節(jié)電動機的電壓或進行無功補償，降低電動機損失。 2. 帶傳動 ? 工程上常用的皮帶的傳動效率都比較高，最高可達 98%，即其傳動損失僅為 2%。 20世紀 80年代末在大慶油田進行的一些試驗證明，在抽油機上使用窄 V聯(lián)組帶較之使用其它類型的皮帶，損失最小。這種帶傳動動力大，摩擦損失小，滑差率小，丟轉(zhuǎn)少，傳動效率最高達 98%，并且?guī)л喼睆胶蛯挾榷济黠@減小。經(jīng)現(xiàn)場實測，使用這種傳動帶比使用普通三角帶平均可節(jié)電 %。因此，在我國現(xiàn)有技術(shù)條件下，帶傳動部分效率的提高潛力已很小。 3. 減速箱 ? 主要包括軸承和齒輪的摩擦損失。對于減速箱，核心問題是潤滑，如果潤滑效果差，不僅使能耗增加，而且使軸承和齒輪很快磨損，因此要保證減速箱內(nèi)軸承和齒輪的潤滑。如果潤滑良好，減速箱的總損失約為 9%?10%，即傳動效率為 90%左右。從工程角度上看，這基本是目前大功率減速器傳動效率的最高值。因此，在管理和維護措施得當?shù)臈l件下，減速箱的效率不會有大的提高。 4. 換向及平衡 ? 對于游梁式抽油機，換向部分主要是四連桿機構(gòu)或其變形。對于無游梁抽油機，換向機構(gòu)主要是天輪、滾筒或鏈條等。該部分的主要損失是相對運動件間的摩擦損失以及鋼絲繩的變形損失。如果潤滑保養(yǎng)良好，該部分的傳動效率一般可達 95%，在換向機構(gòu)一定的情況下，該部分的效率不會有大的提高。 ? 近年來出現(xiàn)了許多抽油機的平衡方式，如游梁偏置平衡、懸重偏置游梁復合平衡、下偏杠鈴型游梁復合平衡、擺桿式游梁抽油機的復合平衡、調(diào)徑變矩純下偏平衡等。采用這些平衡方式能不同程度地改善曲柄軸凈扭矩曲線，降低曲柄軸扭矩的峰值，減小扭矩曲線的波動。 ? 國內(nèi)外的理論研究和測試結(jié)果表明，如果以抽油機的能耗最小為抽油機平衡最佳的判斷準則，則上下沖程的峰值扭矩不一定相等，調(diào)平衡時，需要按照能耗最小的原則，通過計算或測試得出最佳平衡重的調(diào)整點。實踐證明，通過合理的調(diào)整平衡，每口油井可節(jié)約有功功率 ?，平均節(jié)電 ，節(jié)電效果顯著。每口
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