机采井节能现场试验课件.ppt

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1、,机采井节能现场试验,目 录,一、主要成果 二、主要研究内容 三、试验措施工作量及效果 四、结论与认识,十一五”期间，预计到2010年在不采取节能措施的情况下，我厂机采井的能耗将达到60586.01104kwh。按照公司节能20%的规划目标要求，2010年，机采井的能耗应控制在48371.12104kwh。(55315.57104kwh),前 言,“十一五”机采井节能规划目标,一、主要成果,1、项目计划目标已经达到,计划完成情况统计表,二、主要研究内容,1、界定了抽油机节能一体化拖动装置的含义 、机采井拖动装置的节能原理 由能量守恒原理可知，机采井的节能实质上是指“机采井的机械特性与电机特性间

2、的合理匹配”，从而确保电机始终在高效区内运行。,抽油机节能一体化拖动装置 指电机具有多速、多功率或超高转差率等特性，并配有专用实现电机上述特性的控制柜，此时的合二或合三(含特殊变压器)为一时称之为一体化拖动装置。,2、提出了常规Y系列电机节能改造方案 目前油田常用的节能电机主要有六种，即；两种节能电机和四种一体化拖动装置。 、两种节能电机 高启动转矩电机 永磁同步电机 四种一体化拖动装置（所用电机） 高转差电机 复式电机 双极双速电机 双功率电机,二、主要研究内容,抽油机井用Y系列电机的节能改造方案 实施“永磁”改造 实施双（多）功率改造 a实施双绕组改造 b实施“多抽头”改造,2、提出了常规

3、Y系列电机节能改造方案,实施“永磁”改造 将定子线圈更换,利用永磁铁转子来取代原电动机转子.原Y系列旧电机的可利用部分少。,实施双功率改造,多抽头改造：在更换的定子绕组上抽头，只要改变绕组的接法就可实现电机具有多个功率等级。,双绕组改造：更换定子绕组时,在单槽内下入双线，即形成了两套绕组组成双功率，即：启动绕组和工作绕组，在控制系统中应用了Y转换，实现了三功率的需求。,2、提出了常规Y系列电机节能改造方案,2、提出了常规Y系列电机节能改造方案,U1U2，V1V2，W1W2为启动绕组U2U3，V2V3，W2W3为运行绕组,电机启动将启动绕组接成形；正常运行时，两套绕组串联接成形、能满足负载率为5

4、0%时对电机转矩的要求；当负载率为30%以下时，启动绕组接成Y形。,常规电机实施永磁改造效果统计表（供参考）,2、提出了常规Y系列电机节能改造方案,常规电机节能改造试验(01-06年)对常规电机实施永磁改造,对常规电机实施双绕组改造 我厂1999-2002年间在采油三矿实施了68台常规电机的双绕组改造，其平均节电率达到了20.04%。,双绕组电机改造情况统计表,2、提出了常规Y系列电机节能改造方案,推荐实施双绕组改造方案实施永磁改造：费用高与新的永磁同步电动机相比平均相差4924元（不含控制箱），与新Y系列电机的平均价格相比高出10887.86元。,2004年永磁电机（380V）价格表,2、提

5、出了常规Y系列电机节能改造方案,常规电机改为双绕组电机,2003年实施双绕组节能改造价格表,平均改造费用与新电动机相差2634.81元，较修理费增加643.3元，配备专用控制柜费用为3250元。,2、提出了常规Y系列电机节能改造方案,经济效益分析 实施永磁改造的投资回收期为27.8个月； 实施双绕组改造的投资回收期仅为13.1个月，如扣除损坏电机正常维修费用4398.565元，则6.347个月可收回改造费用。,从投入产出比上看，常规电机改为双绕组电机比改永磁同步电机回收期提前1年，可见常规电机改为双绕组电机是最佳的节能改造方案。,2、提出了常规Y系列电机节能改造方案,3、完善了抽油机拖动装置的

6、合理匹配理论 抽油机拖动装置的选择是依据满足抽油机曲柄旋转扭矩的要求来设计电机。,二、主要研究内容,依据抽油机净扭矩曲线计算均方根扭矩,电机扭矩的计算方法：,由于不同种类的机型及工况其净扭矩曲线存在差异，因此其均方根扭矩的值是不同的，为了说明这一点在此模拟了三种工况。,二、主要研究内容,模拟工况条件基础数据表,选用了三种不同类别的抽油机即：CYJ10-4.2-53HB（普通常规机）；CYJY10-4.2-53HB（偏置机）；YCYJ10-5-48HB（双驴头）。,二、主要研究内容,三种机型不同的净扭矩曲线如下：,三种机型的扭矩特性参数对比表 （扭矩单位：kN.m）,二、主要研究内容,在电机选择

7、中须考虑以下两种情况：满足抽油机设计最大工作扭矩的要求。依据抽油机负载实施电机的合理匹配。,满足抽油机设计最大工作扭矩的要求例如：CYJY10-3-37HB 扭矩为37kN.m（n=9r/min） 所需最小电机扭矩为：450.0N.m 选用Y280S-8 37 kW 电机时其扭矩为477.5 N.m，完全满足要求,选用Y280S-6 45 kW 电机时其扭矩为438.52 N.m，基本满足要求,二、主要研究内容,依据实际负载实施电机的合理匹配,模拟三种工况下计算消耗电机功率对比表 （功率单位：KW）,二、主要研究内容,工况二、工况三就是电机逐级匹配的潜力所在。,例如:在工况二中CYJ10-4.

8、2-53HB 均方根扭矩为24.659 kN.m，所需电机扭矩为229.91N.m，使用Y280S-8 22 kW的电机其扭矩为283.92N.m能够满足要求。,在工况三中CYJ10-4.2-53HB均方根扭矩为15.550 kN.m，所需电机扭矩为189.12N.m，使用Y280S-8 18.5 kW的电机其扭矩为238.75N.m能够满足要求。,结论：在电机逐级的匹配中上述研究成果是指导此项工作的理论基础。,二、主要研究内容,三、试验措施工作量及效果,1、在整条线路上试验应用了两种节能装置，其平均有功节电率达到了21.2% 在4-40-排西21714线路的6口抽油机井上试验了“ADEC型抽

9、油机自适应动态节能控制器”，与复式电机节能拖动装置。 节能控制器的高压有功节电率为20.99%，低压有功节电率为18.3%。 ADEC型抽油机自适应动态节能控制器，是根据抽油机负荷的周期性变化，通过电力电子器件动态地实现断续用电的运行方式。,低压测试结果汇总表,ADEC型抽油机自适应动态节能控制器,高压计量结果汇总表,结论：由于“ADEC型抽油机自适应动态节能控制器”为应用断续供电的原理来实现节能，故此该控制器仅适用于常规游梁式抽油机。 试验情况显示，该节能控制器平均提高机采井系统效率9.49个百分点平均单井日节电45.6kW.h。,ADEC型抽油机自适应动态节能控制器,高压有功节电率为21.

10、5%，低压有功节电率为20.63%。,低压测试结果汇总表,复式电机节能拖动装置,高压计量结果汇总表,结论：复式电机节电率较高的原因在于其实现了电机输出扭矩与抽油机运行负载间的合理匹配。 试验情况显示，复式电机平均提高机采井系统效率10.24个百分点、平均单井日节电53.8kW.h。,复式电机节能拖动装置,2、开展50口井的节能硬件设备试验 开展40口井的双速、双功率一体化拖动装置的试验 结合我厂06年的机采节能方案，有针对性的开展了40口井的双速、双功率一体化拖动装置的现场试验，试验情况显示40口井的平均有功节电率为15.09%。 承德20口井的双速、双功率一体化拖动装置的有功节电率为15.4

11、9%。 利普20口井的双速、双功率一体化拖动装置的有功节电率为14.69%。,三、试验措施工作量及效果,电机设计结果统计表,承德20口井的双速、双功率一体化拖动装置,试验效果统计表,承德20口井的双速、双功率一体化拖动装置,试验情况显示，承德电机平均提高机采井系统效率5.19个百分点，平均单井日节电40.94kW.h。,利普20口井的双速、双功率一体化拖动装置,电机设计结果统计表,利普20口井的双速、双功率一体化拖动装置,利普电机试验效果统计表,试验情况显示，利普电机平均提高机采井系统效率5.17个百分点，平均单井日节电35.95kW.h。,试验情况显示10口井的平均有功节电率为7.119%。

12、,开展10口抽油机井的节能控制柜试验,试验井节能控制柜设计情况统计表,节能控制柜试验效果统计表,开展10口抽油机井的节能控制柜试验,结论：补偿类配电箱平均提高机采井系统效率3.27个百分点，平均单井日节电19.25kW.h。,在确保产量基本不变的情况下，见到了显著的节能效果，平均节电率达到了24.87%。,电机匹配情况统计表,3、开展3口井的拖动装置合理匹配试验,电机匹配效果统计表,结论：统计结果显示，平均提高机采井系统效率6.82个百分点，平均单井日节电86kW.h。,3、开展3口井的拖动装置合理匹配试验,在产液量不降的情况下，二次减速轮平均提高机采井系统效率5.152个百分点，平均单井日节

13、电36.456kW.h,降低参数试验效果统计表,4、开展10口供液不足井的降低参数试验,整体优化设计结果,5、开展整体优化4口井,在整体优化设计中对泵径及地面拖动装置等均实施了优化。平均节电率为11.2%吨液能耗降低2.32kW.h，提高单井系统效率18.95%。,整体优化效果统计表,5、开展整体优化4口井,对我厂大量应用的节能电机、节能控制柜及二次轮的投资回收期进行分析。 双速、双功率节能电机 单井日节电38.48kW.h，单台设备价格21649.329元。 投资回收期为：1041.875天，合2.85年。 节能配电箱 单井日节电19.25kW.h，单台设备价格3489.408元。 投资回收

14、期为：335.68天，合0.92年。 二次轮 单井日节电36.46kW.h，单台设备价格5206.5元。 投资回收期为：285.6天，合0.78年。,6、经济效益分析,四、结论与认识,1、机采井拖动装置的选择应遵循拖动装置的输出扭矩与举升设备的负载扭矩间的合理匹配。 2、对更新下来的常规Y系列电机实施检测，在确认其完好的条件下应首先开展电机逐级匹配工作。 3、对匹配更新下来的常规Y系列电机实施双功率节能改造，淘汰目前在用的JQ、JO系列电机。 4、变频器作为电机的配套设施是方便机采井调整工作参数的工具之一。,5、机采井的合理能耗控制是一动态过程，在生产过程中需要时时调整，建议加强这方面的管理。 6、变频器所产生的高次谐波对电网的污染程度应引起我们的注意，建议开展此方面的研究。,四、结论与认识,谢谢大家！,