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葡萄花油田機(jī)械效率對(duì)節(jié)電的影響論文
1葡萄花油田機(jī)械效率對(duì)節(jié)電的影響
葡萄花油田以機(jī)械采油為主，抽油機(jī)利用油井內(nèi)采油器械的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生對(duì)油層的吸抽壓力，使地下石油沿著采油管道向上運(yùn)動(dòng)已達(dá)到出油的效果�，F(xiàn)階段葡萄花油田普遍采用的抽油機(jī)是游梁式抽油機(jī)，即在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，以平衡桿一端的標(biāo)配平衡塊帶動(dòng)抽油桿，使井下的抽油泵做往返活塞式運(yùn)動(dòng)，將石油從井下抽出地面，抽油機(jī)系統(tǒng)是由地面和井下兩大部分組成，機(jī)械效率受各部分效率影響，不僅包括地面系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)、減速箱、四連桿等部分，同時(shí)也受泵、抽油桿柱、油套管柱等影響。機(jī)械效率低使得葡萄花油田采油消耗大量的電力，這不僅造成機(jī)械損耗加大，更浪費(fèi)能源，加大了生產(chǎn)成本，這些電力的一半是被采油機(jī)的電機(jī)所消耗掉。抽油機(jī)出油率低同時(shí)消耗大量的電力，給油田效益帶來很大的阻力。所以必須分析機(jī)械效率的影響，改進(jìn)采油方法，節(jié)約能耗，提高效率節(jié)約生產(chǎn)成本，減少資源的浪費(fèi)，保證油田低成本運(yùn)行和高效生產(chǎn)。經(jīng)過分析，機(jī)械效率低下主要由抽油機(jī)效率所引起，而抽油機(jī)作業(yè)過程中能量消耗因素很多，經(jīng)過分析具體有以下幾方面:
2電動(dòng)機(jī)自身的損耗
電動(dòng)機(jī)是驅(qū)動(dòng)抽油機(jī)工作的主要設(shè)備，也是抽油機(jī)耗電的主要設(shè)備。它在電力損耗上主要表現(xiàn)在輸出損耗和不當(dāng)操作損耗。輸出損耗是當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的輸出功率在接近額定功率的條件下工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)的能量損耗比較嚴(yán)重。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的效率已經(jīng)接近了額定效率，其負(fù)荷劇烈程度加大，同時(shí)在采油系統(tǒng)工作中，電動(dòng)機(jī)的輸出功率會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)功率極大值，而極大值可能超過額定功率;也會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)功率極小值，極小值很可能因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)不輸出功率的情況下出現(xiàn)輸出功率遠(yuǎn)超出額定功率的變化范圍，而有負(fù)功率產(chǎn)生。如此一來，電動(dòng)機(jī)的效率降低，所帶來的損耗也就會(huì)隨之變大。有的采油設(shè)備所產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)的損耗高達(dá)30%～40%，十分嚴(yán)重。如果功率不匹配，將會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)械效率，出現(xiàn)電力損耗，影響經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)機(jī)器本身因長時(shí)間工作所出現(xiàn)的機(jī)械疲勞和自然磨損所呈現(xiàn)的一定程度電量的增加狀態(tài)。另一種是操作人員沒有按照正確方法和操作順序進(jìn)行采油作業(yè)所造人為電動(dòng)機(jī)電量的增加。這兩種電動(dòng)機(jī)損耗電量現(xiàn)象都應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行維護(hù)處理，以免長期工作造成電能過度消耗。
2.1機(jī)械系統(tǒng)中帶傳動(dòng)導(dǎo)致能耗
帶傳動(dòng)，是在帶輪上的柔性帶進(jìn)行動(dòng)力傳遞的一種機(jī)械運(yùn)動(dòng)方式，在機(jī)械系統(tǒng)中，因?yàn)閹鲃?dòng)所導(dǎo)致的能量損失一般分為兩種。其中一種是因?yàn)閺椥曰瑒?dòng)、打滑，或者皮帶與輪槽徑向滑動(dòng)摩擦而造成的能量消耗和損失，和所載負(fù)荷有關(guān)。另一種是因?yàn)槎鄺l皮帶同時(shí)傳動(dòng)，各種皮帶之間存在長度誤差，如皮帶輪槽出現(xiàn)誤差，就會(huì)造成能量消耗。
2.2機(jī)械的磨損損耗
不同類型的抽油機(jī)，在結(jié)構(gòu)、參數(shù)、以及機(jī)械組合都不盡相同，但是每個(gè)抽油機(jī)都存在著機(jī)械磨損，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)有著不同的影響，包括皮帶、減速箱、連桿、齒輪等等，減速箱所導(dǎo)致的能耗問題主要是指齒輪損失與軸承損失。采油系統(tǒng)中減速箱的三副軸承都是滾動(dòng)軸承，由于采油的轉(zhuǎn)速和軸的直徑的增大，軸承的能耗損失會(huì)隨之而增大，且在齒輪傳動(dòng)時(shí)，就要發(fā)生摩擦，內(nèi)部齒輪摩擦變形，因而帶來能量的消耗、損失，同時(shí)受保養(yǎng)，潤滑油脂等影響較大，皮帶是帶動(dòng)部分部件，經(jīng)長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生摩擦造成損耗，這些機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置經(jīng)長時(shí)間工作運(yùn)轉(zhuǎn)，其工作效率已經(jīng)大打折扣，要保持原有工作效率就會(huì)對(duì)電量的消耗大幅增加，不但加大電量消耗，而且容易引起嚴(yán)重的機(jī)械故障，造成生產(chǎn)設(shè)備損壞，影響油田生產(chǎn)。
2.3機(jī)械系統(tǒng)中抽油桿、抽油泵和抽油管柱導(dǎo)致能耗
抽油桿上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，才能完成采油。在上下沖程過程中都會(huì)出現(xiàn)抽油桿和油管摩擦、韓流發(fā)生摩擦。導(dǎo)致能耗的損失。機(jī)械系統(tǒng)中抽油泵所造成的能量消耗一般有三個(gè)原因，一是機(jī)械能量消耗，這由于柱塞和泵筒或者襯套之間的進(jìn)行機(jī)械摩擦所導(dǎo)致的能耗產(chǎn)生，二是容積能量消耗，這種損失主要指柱塞與泵筒或者襯套之間漏失所產(chǎn)生的能量消耗，一般損失與漏失量成正比，因此減少柱塞與泵筒或者襯套之間的漏失，能夠較好地降低容積能量消耗損失。三是水力能量消耗。這種能量消耗主要是指原油流經(jīng)泵閥時(shí)由于水力阻力引起的能量消耗。抽油管柱能量消耗主要是能量消耗和水力損失，由油管漏失和井液沿油管流動(dòng)引起的能耗。
2.4客觀設(shè)施的損耗
由于新開發(fā)的油井基礎(chǔ)條件相對(duì)較差，采油配套設(shè)施不完備，架設(shè)輸電線路較長和抽油機(jī)數(shù)量少而形成電力能耗較高，采油效益也會(huì)受到一定影響。
3應(yīng)對(duì)方法
針對(duì)葡萄花油田機(jī)械效率損耗電能的影響因素，提出了幾點(diǎn)提高機(jī)械效率的節(jié)電方法:
3.1提高電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率
電機(jī)低負(fù)荷率下的效率低和功率因數(shù)低是抽油機(jī)浪費(fèi)電能的原因之一，設(shè)計(jì)機(jī)械采油系統(tǒng)的電機(jī)和負(fù)載情況，保證電機(jī)負(fù)載率達(dá)到最佳負(fù)載率，電動(dòng)機(jī)負(fù)載率提高7－12%，系統(tǒng)效率平均提高3%左右，當(dāng)電機(jī)負(fù)載率低于25%時(shí)，就應(yīng)該考慮更換低一個(gè)容量級(jí)別的電動(dòng)機(jī)，而達(dá)到節(jié)電要求［5］。
3.2選用合理抽油機(jī)
加強(qiáng)葡萄花油層地質(zhì)基礎(chǔ)理論和現(xiàn)場測試研究，分析選用適合區(qū)域的抽油機(jī)，如果條件允許，盡可能使用節(jié)能型抽油機(jī)。且由于油井井況多變，因此要經(jīng)常調(diào)節(jié)平衡，以有效的功率比值來分析整體的機(jī)械效率，損耗最低的抽油機(jī)械提取采油參數(shù)，達(dá)到抽油效率高，電能損耗小。改變機(jī)械部件組合，由于抽油機(jī)的不同各個(gè)部件組合會(huì)產(chǎn)生不同的機(jī)械效率，以現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)，盡可能調(diào)整和使用一些高效率低損耗的零部件，如高效傳動(dòng)帶、高效深井泵等新型節(jié)能高效裝備，降低整體系統(tǒng)的磨損，進(jìn)而提升機(jī)械效率，使電能損耗降低。
3.3安裝自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置
通過測量電動(dòng)機(jī)電壓，調(diào)整電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)和運(yùn)行電流數(shù)，來自動(dòng)設(shè)定電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，以此來調(diào)整電機(jī)電壓大小，此自動(dòng)裝置的安裝使用，也可以最大限度的控制抽油機(jī)的工作狀態(tài)，分析原油供應(yīng)是否充足，來調(diào)節(jié)采油機(jī)電機(jī)功率，加快采油進(jìn)度。保證抽油機(jī)不做無效的運(yùn)轉(zhuǎn)，以得到節(jié)電的效果。
3.4對(duì)工作人員進(jìn)行培訓(xùn)和節(jié)能教育
人是工作的主體，雖然抽油機(jī)機(jī)械效率影響著節(jié)電的成果，但是人為因素也極為重要，要使工作人員認(rèn)清節(jié)電重要性，要熟練掌握節(jié)電操作方法流程，同時(shí)工作期間要嚴(yán)格遵守各項(xiàng)規(guī)章制度，以減少電力資源的浪費(fèi)現(xiàn)象。
4結(jié)論
葡萄花油田機(jī)械效率的提高能充分的為現(xiàn)階段油田節(jié)電、節(jié)能等成本控制提供支持，通過提出的應(yīng)對(duì)方法，使葡萄花油田的機(jī)械效率有了很大改進(jìn)，鑒于油田穩(wěn)保產(chǎn)量，降低能耗，增大效益的和諧發(fā)展的開發(fā)方式的提出，相信葡萄花油田提升機(jī)械效率節(jié)電方法在油田的應(yīng)用也會(huì)更加廣泛。
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