潜油电泵井应用节能新技术效果分析-发表论文网

潜油电泵井应用节能新技术效果分析
宋颜生
摘要：原有的潜油电泵能耗比较高，比常规抽油机耗电量增加9.2%。根据电泵井运行实际，通过合理优化方案设计，应用各项节能降耗技术，采取综合治理措施，为下一步加大不同技术措施、方案应用力度提供了依据。应用表明，对比分析了各项设计、技术措施应用效果，节能措施效果明显。
关键词：新技术应用方案优化潜油电泵节能降耗
由于潜油电泵机组运转的工作特性，耗电量较高，油井的供液能力与所使用机组功率不能合理的匹配，出现大马拉小车的现象。其主要原因是电泵井功率利用率比较高，可以达到80%以上。但由于装机功率能耗比较大，电泵仍在按照原来的转速、排量运行，不能及时达到排量与地层供液能力相匹配的抽汲举升目的，所以造成能量的无故损耗。另外，现有的潜油电泵机组本身能量消耗大，没有应用先进的电泵节能技术，也是造成电泵能耗高的一个方面。针对电泵井能耗高问题，2009年以来应用了变频器、永磁电机、减级泵、自动补偿柜等节能装置和采取了换小泵、优化方案设计等节能措施。通过各类措施的对比，节能效果明显。
一、措施应用与节能效果
1.1 中压变频器
2009年以来，根据油井产量与电泵的排量情况，在全厂应用中压变频器5台，应用后欠载停机的不能正常运转情况得到有效缓解。措施前后效果对比，平均单井日耗电由845 kwh下降到557kwh，日节电288kwh，节电率达到34.05%。系统效率由21.59%提高到25.85%,提高4.26个百分点，见表1。
表1中压变频器应用效果对比表
频率
（Hz）项目产液
（t/d）机组效率
（%）有功功率
（Kw）日耗电
（Kwh）系统效率
（%）节电率
（%）

44 安装前 86 65.85 35.20 845 21.59 34.05
安装后 86 74.19 23.22 557 25.85
差值 0 8.35 -11.98 -288 4.26
1.2 稀土永磁同步潜油电机
2009年以来，利用检泵时机，在我厂应用稀土永磁同步潜油电机2台套。措施前后效果对比，平均单井有功功率由37.48 Kw下降到37.04 Kw。节电率为3.58%。平均单井日耗电由955kwh下降到921kwh。日节电 34kwh。系统效率由16.08%提高到21.35%。提高了5.27个百分点。利用作业施工时，替换原常规电机，无需多余工序及费用，可以提高功率因数，降低无功功率，但因潜油电泵井无功功率仅占消耗功率较小一部分，装机功率本身变化不大，所以节能效果不明显。
1.3 减级泵
根据原有电泵的运行和油井供液情况，结合减级泵的选井原则。在检泵过程中，同步下入减级潜油电泵。从2009年以来，在适合的油井上应用2口井。在泵排量保持基本不变的条件下，平均单井有功功率由30.95Kw下降到26.88Kw，降低4.08kw。节电率达到13.17%。平均单井日耗电由743kwh下降到645kwh，日节电98kwh，系统效率由28.49%提高到29.21%,提高了0.72个百分点。平均单井装机功率由26Kw下降到22Kw，降低4Kw。理论上节电率可以达到10%以上。应用减级泵利用作业检泵时机，替换原常规潜油泵，不需要增加施工成本及作业费用。
1.4 更换应用小排量减级泵效果
分析检泵井产液量较小，供液能力不足，同样利用检泵的时机，应用小排量减级泵。自去年以来，在适合的油井上应用2口井。泵排量由175型下降到100型，装机功率由39Kw下降到22Kw，降低17Kw，达到了降低节能降耗目的。平均单井有功功率由39.28 Kw下降到26.01Kw，有功功率降低13.27Kw，节电率为33.55%，平均单井日耗电由943kwh下降到624kwh，日节电319kwh，系统效率由18.33%提高到24.60%。提高了6.33个百分点，见表2。分析表明，在产量基本保持不变的情况下，更换应用小排量减级泵，可以大幅度的降低装机功率和消耗功率，能够取得比较好的节能效果，有效地提高了各项指标。
表2换小排量应用减级泵效果统计表
项目泵型
（m3/d）装机功率
（Kw）日产液
（t/d）排量效率
（%）有功功率
（Kw）日耗电
（Kwh）系统效率
（%）节电率
（%）
应用前 175 39 117 66.57 39.28 943 18.33 33.55
应用后 100 22 113 113.00 26.01 624 24.60
差值 -75 -17 -4 46.43 -13.27 -319 6.33
1.5 自动补偿控制柜
根据现有的电泵井的能耗情况，对能耗较大的1口井应用了自动补偿控制柜。有功功率由57.03Kw下降到56.47Kw，有功功率降低0.57Kw，节电率为6.25%，平均单井日耗电由1455kwh下降到1364kwh，日节电91kwh，系统效率由25.78%提高到26.50%，提高了0.68个百分点，见表3。工作原理是采用电子技术对电压、电流实时采样，通过对采样数据和设定值比较，取得电压、电流实时相位差，计算所需无功补偿量，然后自动控制相应数组电容投入电网，完成对系统无功功率的补偿。该装置安装后效果明显，电流由37.47A下降到31.07A、功率因数由0.847提高到0.998，反映有功、无功都在下降，机组进入稳步运行状态。
表3自动补偿控制柜效果对比表
项目泵型
（m3/d）日产液
（t/d）排量效率
（%）无功功率
（Kw）有功功率
（Kw）日耗电
（Kwh）系统效率
（%）节电率（%）
应用前 250 264 105.60 35.79 57.03 1455 25.78 6.25
应用后 250 267 106.80 3.58 56.47 1364 26.50
差值 0 3 1.20 -32.22 -0.57 -91 0.68
1.6应用新技术取得节能效果
2009年以来，全厂范围内应用各项节能技术共计12口井。在产液量保持基本不变的情况下，平均单井有功功率由37.01Kw下降到29.22Kw，有功功率降低7.79Kw，节电率为20.96%，平均单井日耗电由946kwh下降到748kwh，日节电198kwh，系统效率由21.57%提高到25.29%，提高了3.44个百分点。
二、经济评价
自2009年以来，某厂共应用了4项节能技术措施，节能降耗效果不尽相同。按照电价0.57元/kwh计算，中压变频器每套多投入成本8万元，补偿控制柜每套多投入4万元，稀土永磁电机每台多投入1.5万元，减级泵每台套与原电泵价格相同。暂算3年各项措施取得的经济效益为节电取得效益与投入之间的差值。
经济效益=日节电×电价×年度×360-投入成本
（1）中压变频效益=288×0.57×3×360×10-4-8=9.73万元；
（2）稀土永磁电机效益=34×0.57×3×360×10-4-1.5=0.51万元；
（3）减级泵效益=（98+319）/2×0.57×3×360×10-4=12.87万元；
（4）补偿控制柜效益=91×0.57×3×360×10-4-4=1.60万元。
分析表明，减级泵应用效果最好，其次为中压变频器，第三为补偿控制柜。
三、结束语
潜油电泵井虽然耗能较高，但节能降耗潜力较大，只要采取合理节能措施，应用节能新技术，优化方案设计，可以有效的降低潜油电泵井耗电量。减级泵经济效益最好，其次为中压变频器，第三为补偿控制柜。中压变频器的节能效果最好，其次为减级泵，第三为补偿控制柜。根据单井的实际生产情况，可以大力推广应用先进的新技术节能降耗技术措施。
参考文献：
[1] 宋祖德.潜油电泵管理手册[M].北京：石油工业出版社，1988.