機(jī)械采油井系統(tǒng)節(jié)能測試方法-資料下載頁
2024-12-08 10:04本頁面
【正文】 ? ? ? ? 變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)是在普通電動(dòng)機(jī)電源上加變頻器，可以降低抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的裝機(jī)容量，負(fù)荷率得到較大提高，并且改變了上、下沖程的速比，也改善了抽油系統(tǒng)的配合。變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)無論從電動(dòng)機(jī)本身還是從系統(tǒng)配合上都達(dá)到了節(jié)能目的。但這種方法一次投入大，現(xiàn)場管理難度大，而且變頻器本身也有功率損耗 (約3%)，變頻器的諧波對(duì)電網(wǎng)有影響，并會(huì)使電動(dòng)機(jī)附加損耗增大，且可靠性有待驗(yàn)證。 2. 超高轉(zhuǎn)差電動(dòng)機(jī) ? 80年代初我國開始研制超高轉(zhuǎn)差電動(dòng)機(jī)。這種電動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)是機(jī)械特性軟，遇到換向沖擊載荷或上沖程載荷大時(shí)，轉(zhuǎn)速下降，使抽油機(jī)和電動(dòng)機(jī)的扭矩和輸入功率變化趨于平緩，峰值扭矩明顯降低，從而改善了機(jī)、桿、泵的配合，提高了泵的充滿系數(shù)，達(dá)到系統(tǒng)節(jié)能的目的。如果抽油機(jī)的載荷波動(dòng)幅度大，應(yīng)選擇超高或高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)，以提高其運(yùn)行效率。這種電動(dòng)機(jī)適用于較高沖次或平衡不太理想的油井。 3. 電磁滑差電動(dòng)機(jī) ? 這種電動(dòng)機(jī)實(shí)質(zhì)上是在普通電動(dòng)機(jī)軸與負(fù)載軸之間增加一個(gè)電磁離合器，其傳遞扭矩值隨電磁離合器的勵(lì)磁電流的大小而變化，勵(lì)磁電流是根據(jù)電動(dòng)機(jī)電流進(jìn)行反饋控制的。在沖擊載荷時(shí)，離合器滑差增大，而電動(dòng)機(jī)本身不會(huì)發(fā)熱，可空載啟動(dòng)。這種電動(dòng)機(jī)可使系統(tǒng)達(dá)到較好的配合，降低了抽油桿和抽油泵的故障率，延長了檢泵周期，但系統(tǒng)節(jié)能量較小。另外電磁離合器和勵(lì)磁控制系統(tǒng)的成本也比較壽命較低。目前，仍處于實(shí)驗(yàn)階段 4．永磁同步電動(dòng)機(jī) ? 與感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)相比，永磁同步電動(dòng)機(jī)無需勵(lì)磁電流，可以顯著提高功率因數(shù)，減小定子電流和定子電阻損耗，而且在正常同步運(yùn)行時(shí)沒有轉(zhuǎn)子電阻損耗，總損耗降低，因此與同規(guī)格的感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)相比，效率可提高 2～ 8個(gè)百分點(diǎn)。而且永磁電動(dòng)機(jī)在 25%～ 120%額定負(fù)載范圍內(nèi)，均可保持較高的效率和功率因數(shù)。但啟動(dòng)和退磁問題仍在解決實(shí)驗(yàn)中 5．雙速電動(dòng)機(jī) ? 雙速電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與普通異步電動(dòng)機(jī)基本相同。區(qū)別只在于定子繞組的結(jié)構(gòu)不同。這種不同的繞組結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的倍級(jí)和非倍級(jí)變速，如 6級(jí)可變?yōu)?6/8級(jí)，8級(jí)可變?yōu)?8/12級(jí)等。 ? 根據(jù)油井的工況變化，這種電動(dòng)機(jī)可在兩個(gè)不同的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，比較容易地實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)井沖次的調(diào)整。使用這種雙速電動(dòng)機(jī)，不論在哪種極數(shù)下，抽油機(jī)不論停在什么位置，都能成功起動(dòng)。當(dāng)抽油機(jī)的負(fù)荷率從20%?80%變化時(shí)，電機(jī)都運(yùn)行在高效區(qū)。 ? 這種改變定子繞組的設(shè)計(jì)方法既適用于舊電動(dòng)機(jī)改造， 又適用于新電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)（陸梁油田應(yīng)用較成功）。 6. 自變功率電動(dòng)機(jī) ? 自變功率電動(dòng)機(jī)是把原來電動(dòng)機(jī)定子的一副繞組，變?yōu)橐淮魏投蝺筛崩@組；同時(shí)，在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)定子繞組內(nèi)部排線時(shí)，利用錯(cuò)槽技術(shù)使一、二次繞組的相位差為 90℃ 。在一次繞組的容量為 P1，二次繞組的容量為 P2的情況下，電機(jī)的容量為 P1+P2 COSφ；在未投入移相電容器時(shí)， φ的角度為 90176。 、二次繞組只提供無功功率不提供有功功率；在投入移相電容器后，隨著負(fù)荷的變化， φ角在 0～ 60176。 間進(jìn)行變化，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)額定容量的自動(dòng)變化，使電動(dòng)機(jī)在抽油機(jī)的整個(gè)運(yùn)行過程中始終處于高效運(yùn)行狀態(tài)。功率因數(shù)達(dá)到 ，省略補(bǔ)償柜，節(jié)電 8%以上。 （四）抽油機(jī)節(jié)能控制器 ? ? ? ? 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，這種設(shè)備可通過電力電子器件實(shí)時(shí)調(diào)整電動(dòng)機(jī)定子兩端的電壓，以適應(yīng)負(fù)載變化，改善系統(tǒng)配合，達(dá)到節(jié)能目的。這種設(shè)備還具有無功補(bǔ)償功能，能夠提高功率因數(shù)（但不太明顯）。這種控制器一般在抽油機(jī)輕載時(shí)節(jié)電效果明顯，重載或平衡不理想時(shí)節(jié)電效果不明顯。 2. 星角轉(zhuǎn)換節(jié)能控制器 ? 當(dāng)抽油機(jī)所帶的負(fù)載大于或等于額定負(fù)載的 1/3時(shí)，星角轉(zhuǎn)換節(jié)能控制器使電動(dòng)機(jī)處于△形接法，電動(dòng)機(jī)定子兩端的電壓為 380V，可滿足抽油機(jī)瞬時(shí)大扭矩啟動(dòng)的要求以及功率利用率較大油井的正常工作要求。當(dāng)抽油機(jī)負(fù)載小于 1/3額定負(fù)載時(shí)，控制箱使電動(dòng)機(jī)處于 Y接狀態(tài)，定子兩端的電壓為 220V，由此提高電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率，提高電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率，從而減小電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部損耗，達(dá)到節(jié)能目的，但在抽油機(jī)上不太適用。 3. 變頻節(jié)能控制器 ? 該種裝置采用閉環(huán)控制，具有溫度控制、工頻、變頻互換、過流、過壓欠壓、超溫、缺相、過載等保護(hù)功能，同時(shí)可以降低電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流、降低電動(dòng)機(jī)溫升，通過變頻調(diào)速功能和快速調(diào)整定子繞組兩端的電壓，實(shí)現(xiàn)節(jié)電功能，該方式節(jié)電率和功率因數(shù)較高，但成本較高、可靠性有待驗(yàn)證。 七、機(jī)采系統(tǒng)監(jiān)測項(xiàng)目與評(píng)價(jià)指標(biāo) ? （一）監(jiān)測項(xiàng)目 ? （二）評(píng)價(jià)指標(biāo) （一）監(jiān)測項(xiàng)目 ? 抽油機(jī)井監(jiān)測項(xiàng)目： ? ； ? ； ? 。 ? 潛油電泵井監(jiān)測項(xiàng)目： ? ； ? ； ? 數(shù)。 （二）評(píng)價(jià)指標(biāo) ，見表 1。 表 1 抽油機(jī)井節(jié)能監(jiān)測合格指標(biāo)表 油井種類 系統(tǒng)效率 ％ 平衡度 L % 電機(jī)功率因數(shù) 稀油井 ≥20/ （ K1K2） 80≤L≤110 ≥ 稠油井 ≥15 80≤L≤110 ≥ 表 1中 K1為油田滲透率對(duì)機(jī)采井系統(tǒng)效率影響系數(shù)（見表 2）， K2為泵掛深度對(duì)機(jī)采井系統(tǒng)效率影響系數(shù)（見表 3）。 油田滲透率、泵掛深度的影響 表 2 油田滲透率對(duì)機(jī)采井系統(tǒng)效率影響系數(shù) 油田類型 特低滲透油田 低滲透油田 中、高滲透油田 K1 表 3 泵掛深度對(duì)機(jī)采井系統(tǒng)效率影響系數(shù) 泵掛深度 1500m 1500～ 2500m 2500m K2 ，見表 4。 表 4 潛油電泵井合格指標(biāo) 系統(tǒng)效率 ％ 排量系數(shù) ％ 電機(jī)功率因數(shù) ≥25 ≥70 ≥ 謝謝大家
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