电源技术中的抽油机井变频柜在油田现场的应用
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2020-11-05
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电源技术中的抽油机井变频柜在油田现场的应用电源技术中的抽油机井变频柜在油田现场的应用
一、前言 新木采油厂地处吉林省松原市西北部，是一个低孔低渗的复杂断块油藏，开井938口，其中抽油
机井899口，螺杆泵井有38口，自喷井有1口，抽油机举升是主要的采油方式。2005年在系统耗电中，采油系统
耗电量占全厂电量的三分之一；在吨油成本中，电费支出约占生产成本的六分之一。06年统计现场测试数据：
抽油机井电机平均功率利用率23.5％，平均功率因数0.53，系统效率仅为23.5％。系统效率低，提升空间大。分
析影响系统效率的因素很多，归纳起来主要为有2个方面，即设备因素和技术管理水平。 1、设备因素
抽油机运动特点是带负荷启动，启动力矩大，为了满足最大转扭的需求, 同时为保证在
一、前言一、前言
新木采油厂地处吉林省松原市西北部，是一个低孔低渗的复杂断块油藏，开井938口，其中抽油机井899口，螺杆泵井有
38口，自喷井有1口，抽油机举升是主要的采油方式。2005年在系统耗电中，采油系统耗电量占全厂电量的三分之一；在吨油
成本中，电费支出约占生产成本的六分之一。06年统计现场测试数据：抽油机井电机平均功率利用率23.5％，平均功率因数
0.53，系统效率仅为23.5％。系统效率低，提升空间大。分析影响系统效率的因素很多，归纳起来主要为有2个方面，即设备
因素和技术管理水平。
1、设备因素、设备因素
抽油机运动特点是带负荷启动，启动力矩大，为了满足最大转扭的需求, 同时为保证在结蜡、出砂和抽油机不平衡时有一
定裕度，抽油机必须配备较大功率的电机、减速箱和变压器。但是正常生产时抽油机驴头承受的是周期性脉动负荷，最大负荷
与最小负荷差值大，在一个冲程中相当长的时间轻载运行（图1），大部分井运行功率仅是电机装机功率20～30％，即所谓
的“大马拉小车”，使电机效率低，地面效率低。
图1：1个冲程悬点载荷曲线
图2：1个冲程电机功率曲线
采油厂抽油机以常规四连杆机构为主，常规型抽油机尽管有种种优点，但缺点也尤为突出。常规型抽油机载荷波动系数
（CLF）和悬点加速度大，配套电机功率大，平衡效果差，即使在平衡效果较好的情况下，减速箱峰值扭矩仍较大，负扭矩现
象也很严重，导致电动机进入再生发电状态（图2），将多余能量反馈到电网，引起主回路母线电压升高，势必会对整个电网
产生冲击，导致电网供电质量下降，功率因数降低，使常规型抽油机效率低，能耗高。常规型抽油机由于其几何尺寸和启动力
矩需求，配套电机功率大，而运行时均值功率却不大。
节能电机少，常规电机多。交流异步电机的效率和功率因数在额定值附近达到最大值（图3），常规抽油机运动特性决定
电机长期运行在低效区，电机电能利用差，造成了较低的功率因数和电能的浪费。而且很多电机多次维修和严重老化，使电机
效率低，网损、铜损严重，无功损耗大。
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