抽油机超越离合器节能增产技术应用与分析.docVIP

抽油机超越离合器节能增产技术应用与分析? ? ??罗艳玲，吴克明，尹敬山? （大庆油田有限责任公司?第六采油厂）? ? 摘?要：抽油机安装超越离合器后，可使抽油机原双向动力传动系统变为单向动力传动，不平衡负荷不再反拖电机发电，消除负功，提高电机和皮带的传动效率,?在皮带轮轮径不变的情况下，抽油机可以动态微量调整冲次,?降低交变载荷，提高泵效，在达到油井增产的同时，提高系统效率，达到节能目的。本文介绍了超越离合器在喇嘛甸油田现场应用的节能效果，证明该技术具有很好的推广价值，认为这是解决抽油机节电的又一重大发展方向。? 关键词：?抽油机井；超越离合器；节能降耗? 喇嘛甸油田已进入高含水后期开发阶段，机械采油井生产用电量已占油田总用电量的1/3左右。对于游梁抽油机的节电已有许多研究和应用，并已取得较明显的节能效果。但是，挖掘抽油机节能潜力、创造更大的经济效益，仍然是采油工程技术研究的重点工作。? 1??抽油机电机发电与节电? 抽油机的用电普遍存在着电机平均负荷率低和抽油机拖动电机发电的现象。由于这种状态发生时没有明显的不良反映和后果，因而没有引起人们的足够重视，以致很少有人对它进行研究和处理。但是，抽油机电机的这种异常发电状态如果不及时控制，长期下去就可能对油田现场电网和电机造成不良影响，因此有必要首先分析研究抽油机工作中电机的发电运行机理，以便采取措施对其进行有效的控制。? 1.1??存在发电现象? 由于抽油机负载波动很大，在抽油机的正常运转中会出现抽油机的运转速度大于电机对它的驱动速度的情况，这时抽油机就拖动电机发电。从现场实测的上百井次的抽油机用电功率曲线来看（图1、2），都存在抽油机拖动电机发电的情况，最大发电功率可达40?kW。? ?? ? 图1??某抽油机井实测扭矩特性曲线???????????图2??某抽油机井实测电功率曲线? 1.2??抽油机拖动电机发电浪费机理浅析? 1.2.1从能量转换的角度考虑，电网的电能由电机转换为机械能，传送给抽油机。设此时转换效率为η1，当减速箱输入轴的转速大于电机对它的驱动速度时，抽油机拖动电机运转，抽油机将一部分能量传送给电机，由电机再将这部分能量转换为电能馈送回电网。设此时的转换效率为η2，整个电能--机械能--电能转换过程的总效率η0＝η1*η2，因为总效率是2个小于1的数的乘积，所以?? ????作者简介：罗艳玲（1971－），助理工程师，现从事油田地质开发工作。? ???????????????????????????????????????????????? ? 2? 总效率很低，说明在整个电能--机械能--电能的转换过程有很大一部分能量被浪费掉。? 1.2.2??电机电能被电网的利用，还有待于进一步研究。但是，由于电动机发的电不会完全与电网同步和存在线路损耗，可以肯定电机发的电不能完全被电网利用。? 1.2.3??发电量由抽油机平衡状态决定。由现场实测示功图和电功率曲线对比可看出，一口井的供液情况相对好时，平衡好，发电少；供液情况差时，平衡差，发电多。? 在我国新颁布的电业法中明确规定，用电器的功率因数必须达到0.85以上，否则将处以120%的罚款，这对使用电业部门电力的油田来说，提高抽油机的功率因数迫在眉睫，而解决“倒发电”又是首当其冲的问题。? 2??抽油机超越离合器技术原理? 超越离合器是一种只能单方向传输动力的机械机构，如自行车的飞轮。一般情况下，当曲柄的转速大于电动机作用于曲柄的驱动速度时，电动机做负功。而安装超越离合器后，在电动机做负功的瞬时由于棘轮的脱开可实现瞬态超越，使得原双向动力传动系统变为单向动力传动，动力不能反传回去，此时电机相当于空载运行，不平衡负荷不再反拖电机发电，消除了负功，可提高电机和皮带的传动效率，最终可达到增产和节能的目的。? 可将超越离合器安装在减速箱大皮带轮或电机皮带轮上，在基本不改变抽油机原有工作制度情况下，达到节能的目的；对抽油机的改动较小，安装便捷，重要的是对现场管理没有任何附加的影响。? 对一个有离合器的抽油装置，离合器在负的净转矩期间从转满到离合，零转矩施加在组合皮带轮轴上，这种离合器允许齿轮、曲柄、连杆、游梁、驴头以及光杆在抽油杆柱或平衡块的重力作用下自由下落。根据负转矩时间长短，离合器至少每冲程周期离合一次。? 此次现场应用的是新型磁力复位棘轮棘爪式超越离合器--MR超越离合器，该离合器用永磁件作为离合的部件，其优异性能在抽油机应用上得到充分体现。相对于滚柱或楔块式超越离合器，MR超越离合器的使用扭矩和工作寿命的关系曲线得到显著改善，该离合器最高已经在抽油机上额定工作扭矩下满载连续运行了3年。? 3??超越离合器现场应用与分析? 3.1??超越离合器现场应用? 2004年在喇嘛甸油田共安装试验了8口井，在减速箱皮带轮上安装