淺談可變沖次節(jié)能傳動裝置在魯克沁油田的應(yīng)用

陸世宏，郭永寶，李斌

（吐哈油田魯克沁采油廠，新疆 鄯善 838202）

游梁式抽油機因其結(jié)構(gòu)簡單、易損件少、故障率低、安裝維修簡單等優(yōu)點，占機械采油設(shè)備95%以上，但也存在平衡效果差、系統(tǒng)效率低、啟動困難的缺點，因此在現(xiàn)場，常按抽油機最大負荷來選配電動機。而抽油機正常運行時，平均負荷只有最大負荷的30%左右,形成“大馬拉小車”的現(xiàn)象，造成了電能的浪費。同時，可用于調(diào)節(jié)沖次的皮帶輪直接安裝在電動機軸上，在調(diào)節(jié)抽油機沖次時，需要較大的人力、物力。以下是介紹一種可變沖次節(jié)能傳動裝置在抽油機上的對比實驗及安裝后節(jié)能、效益情況。

1 魯克沁油田基本情況

魯克沁油田是超深稠油油田，2007 年正式開發(fā)。目前，有生產(chǎn)油井600 余口，平均泵掛深度2500m，使用抽油機分別是配裝電動機Y315M-10 型、55kW、的18 型和電動機Y315M-10 型、45kW 的16 型游梁式抽油機。抽油機沖次為2.0n/min、2.5n/min。皮帶輪分別為φ150mm 和φ180mm。

2 可變沖次節(jié)能傳動裝置

2.1 結(jié)構(gòu)組成

BNJS297-2/2.4-37-380V 型可變沖次節(jié)能傳動裝置由：YE3-225S-4 型37kW 的電動機、減變速裝置、變速手柄、φ200mm 皮帶輪等部件組成見圖1。

圖1 可變沖次節(jié)能傳動裝置

2.2 工作原理

在運轉(zhuǎn)時，減變速裝置將電機的高速旋轉(zhuǎn)通過齒輪機構(gòu)變?yōu)榈退傩D(zhuǎn)傳遞給皮帶輪。利用變速箱減速比比較寬的特性（200-730R/MIN），減速增扭減小電動機功率，提高了電動機效率；增大皮帶輪直徑，達到增大皮帶包角，增加摩擦力，降低損耗，提高系統(tǒng)效率。通過變速手柄實現(xiàn)2.0n/min 和2.5n/min 相互轉(zhuǎn)換。

2.3 BNJS297-2/2.4-37-380V 型可變沖次節(jié)能傳動裝置性能特點

（1）降 低電機功率。以4極高效節(jié)能lE4（37kW）電動機為驅(qū)動力，采用變速裝置減速后，比原有電機輸出轉(zhuǎn)速低，通過降速增加轉(zhuǎn)矩，降低電機功率，提高電動機效率。

（2）增大皮帶輪直徑。可變沖次節(jié)能傳動裝置轉(zhuǎn)速都比原有電機轉(zhuǎn)速低，可變沖次節(jié)能傳動裝置輸出端配裝的皮帶輪直徑比現(xiàn)場使用的Y315M-10 型電機的皮帶輪直徑大（沖次不變），增大皮帶包角，有效地增大皮帶傳動效率，提高了電機功率因數(shù)和抽油機系統(tǒng)效率。

（3）高精度傳動變速技術(shù)。采用高精度新穎的斜齒輪傳動變速機械，具有減速比多、2 檔輸出轉(zhuǎn)速、傳動效率高、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小、安裝方便等優(yōu)點。

（4）降低勞動強度。調(diào)整沖次只需停機切換變速手柄，3min 內(nèi)完成沖次調(diào)整，無須其他工具。

3 監(jiān)測對比節(jié)電效果

2016年3月15日和3月29日，對魯克沁油田玉東2-87 井和玉15-11 井，2 臺抽油機更換可調(diào)沖次節(jié)能傳動裝置電機前后進行了對比監(jiān)測。

3.1 現(xiàn)場設(shè)備概況（表1）

3.2 監(jiān)測執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

（1）GB/T15316-2009《節(jié)能監(jiān)測技術(shù)通則》。

（2）SY/T5264-2012《油田生產(chǎn)系統(tǒng)能耗測試和計算方法》。

（3）SY/T6422-2008《石油企業(yè)節(jié)能產(chǎn)品節(jié)能效果測定》。

3.3 監(jiān)測內(nèi)容

抽油機沖程、沖次、油壓、套壓、液面深度、電機輸入功率、平衡度和功率因數(shù)等參數(shù)。

3.4 監(jiān)測結(jié)果分析與結(jié)論

依據(jù)SY/T6422-2008《石油企業(yè)節(jié)能產(chǎn)品節(jié)能效果測定》，在魯克沁油田玉東2-87 井和玉15-11 井上，對2 臺抽油機電機更換前后進行了測試，數(shù)據(jù)見表2。

(1)玉東2-87 井將原來使用的Y315M-10 型電機更換BNJS297-2/2.4-37-380V 型可變沖次節(jié)能傳動裝置后，功率因數(shù)由0.17 提高到0.24，提高了0.07，綜合節(jié)電率為27.3%，抽油機的系統(tǒng)效率由16.07%提升到21.25%。噸液百米提升有功耗電量由1.69kW·h/（102m·t）降低為1.28 kW·h/（102m·t），減少0.41kW·h/（102m·t）。噸液百米提升無功耗電量由9.59kWar·h/（102m·t）降低為5.08kW·h/（102m·t），減少4.51kW·h/（102m·t），玉東2-87 井更換可變沖次節(jié)能傳動裝置電機后日節(jié)約電能51.28kW·h。

表1

表2

（2）玉15-11 井將原來使用的Y315M-10 型電機更換BNJS297-2/2.4-37-380V 型可變沖次節(jié)能傳動裝置后，功率因數(shù)由0.30 提高到0.40，提高了0.10，綜合節(jié)電率為16.10%，抽油機的系統(tǒng)效率由36.35% 提升到42.20%。噸液百米提升有功耗電量由0.75kW·h/（102m·t）降低為0.65kW·h/（102m·t），減 少0.10kW·h/（102m·t）。噸液百米提升無功耗電量由2.42kW·h/（102m·t）降低為1.47kW·h/（102m·t），減少0.95kW·h/（102m·t），玉15-11 井更換可變沖次節(jié)能傳動裝置電機后日節(jié)約電能39.26kW·h。

4 應(yīng)用實施效果

（1）2018 年4 月9 日至5 月6 日，魯克沁油田更換、安裝了115 臺可調(diào)沖次節(jié)能傳動裝置，其中更換了55kW電機68 臺，45kW 電機47 臺。2018 年11 月21 日 至24日，委托節(jié)能監(jiān)測站對更換后節(jié)能裝置進行了抽測評價，測試數(shù)量24 臺，其中10 臺18 型抽油機，14 臺16 型抽油機，占安裝總臺數(shù)的20%。通過測試數(shù)據(jù)處理分析（測試數(shù)據(jù)匯總表略）得到：平均有功率節(jié)電率5.52%，平均無功節(jié)電率54.11%，平均綜合節(jié)電率13.11%，平均日節(jié)約電量57.26kW·h。

該項目共更換實施115 臺，年可節(jié)約電量：57.26×115×330=217.30×104（kW·h），年可節(jié)約電費：217.30×104×0.72=156.45（萬元）。

（2）每年每口油井按調(diào)整沖次2 次計算，年可節(jié)約人工調(diào)整沖次費用（合同價）：2×115×500 元/次=11.5（萬元）。

綜合以上，實施應(yīng)用可調(diào)沖次節(jié)能傳動裝置115 臺，每年可節(jié)約生產(chǎn)成本167.95 萬元，效果顯著,具有進一步推廣應(yīng)用的參考價值。