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新式抽油机环保电机抉择办法的研讨
编辑:娱乐吧亚洲第一品牌 发布日期:2018-09-13

  游梁抽油机是一个复杂系统(system),在这个系统中抽油杆是不能被忽视的。电动机是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子(如鼠笼式闭合铝框)形成磁电动力旋转扭矩。娱乐吧亚洲第一品牌由于临界转差率反比于电源频率,可以在临界转差率接近1时直接启动,因此,过载能力和启动性能不再需要过多地考虑,而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力,及确保电机的使用寿命。微型电动机是指直径小于160mm或额定功率小于750W的电机,微型电动机常用于控制系统或传动机械负载中,用于实现机电信号或能量的检测、解析运算、放大、实行或转换等功能。通常抽油杆都在1000m以上,甚至是2000m.这样长的抽油杆在运行(Windows)过程中弹性(Elasticity)形变已经很明显,尤其是换向加速度大时抽油杆形变更大。这种形变使光杆与泵中的活塞(piston)的运动规律产生很大的差异。在大多数情况下抽油杆的弹性形变减少了活塞的实际行程,即降低了抽油泵(Deep well pump)的充满系数,使游梁抽油机系统效率(efficiency)降低。油越稠抽油杆的弹性形变越大,冲次越高抽油杆的弹性形变越大,对提高泵效越不利.
  (2)电磁滑差电机。这种电机实质上是在普通电机轴与负载轴之间增加一个电磁离合器(Clutch),其传递(transmission)扭矩随电磁离合器的励磁电流的大小而变化,励磁电流是根据电机电流进行反馈(feedback)控制(control)的。在冲击载荷时,离合器滑差增大。这使电机与系统达到较好的配合,还可以实现平滑调速。系统节能(jieneng)除去励磁损耗和滑差损耗所剩无几,滑差大时要多耗能。另外电磁离合器和励磁控制系统的成本(Cost)比电机还要高。目前这种电机主要是解决低冲次的问题。
  (3)双功率电机.双功率电机与普通电机的区别在于定子(组成:定子铁芯、定子绕组和机座)绕组不同,定子绕组是一个串联绕组,是一个有抽头的绕组。比如37kW的电机,可以将定子绕组设计成一个为37kW,另一个为22kW.
  控制柜中有一个电流检测电路,并且能够实现绕组的自动切换。起动时可投入大功率绕组,运行时可投入小功率绕组,小功率绕组的效率和功率因数都很高。这样就较好地解决了大马拉小车的问题。普通电机的Y转换也属于双功率电机,只是Y接时功率偏小。双功率电机成本和普通电机差不多,而且适合于旧电机节能改造(refome)。
  (4)超高转差电机.这种电机的转子(rotor)是一种高阻转子。利用高阻转子实现软特性,当遇到换向冲击载荷时,转速下降。减速机和电机的扭矩变化趋于平缓,峰值(peak)扭矩大大降低,从而改善了机、杆、泵的配合,提高了泵的充满系数,增加产液量,达到系统节能的目的。这种电机的不足是滑差高,损耗较大,效率低。与超高转差电机特性相同的还有绕线式异步电机。绕线式异步电机的转子通过滑环,串联一个适当的电阻,同样可以实现软特性,电机不会过热。这种软特性电机起动电流小,起动转矩大。其成本比普通电机高约50%.
  (5)变频(frequency conversion)调速电机。这种方案(plan)是在普通电机的电源(power supply)上加一个,可以降低电机的容量(Capacity),负荷率得到较大提高,电源功率因数接近1,可以调整上、下冲程的速比,能改善抽油机系统的配合,还可以实现平滑调速。美中不足的是抽油机发电时不能回馈,要通过电阻把发电能量放掉;低冲次时电机和变频器(Variable-frequency Drive)发热严重,起动转矩和过载能力不大。另外,一次投入大,现场管理难度大,而且变频器本身也有功率损耗(约5%10%),变频器的谐波对电网有影响,并会使电机附加损耗增大。
  节能电机的选择方法(method)游梁抽油机是机、杆、泵组成的复杂系统,电机的节能效果不仅取决于电机和系统本身,还取决于油井工况。我国的主要油田处于开采的中后期,油井工况非常复杂。除高含水外,还有低渗透,供液不足,含砂含蜡(candle),以及稠油等情况。下面对几种常见的工况进行讨论。
  (1)对于高含水,泵挂浅(在1000m以内),中冲次(4次左右)的情况。泵挂浅,冲次不高,抽油杆弹性形变不很大,主要是解决大马拉小车的问题,一般可选择8极的双功率电机或8极的稀土永磁电机。如果选择双功率电机节能效果能达到12%以上;如果选择稀土永磁电机(在不退磁(demagnetization)的情况下),其节能效果能达到15%以上。
  (2)对于高含水,泵挂深(在1500m以上),中冲次(4次左右)的情况。泵挂深,尽管冲次不高,抽油杆弹性形变也比较大,主要考虑(consider)系统效率问题。
  建议选择8极的高转差电机,高转差电机的机械(machinery)特性界于普通电机和超高转差电机之间,不是很硬,也不很软。但起动转矩高,起动电流小,过载能力大,可以降低一个功率等级。对解决大马拉小车、以及抽油杆弹性形变问题都能起到一定一般情况下节能效果能达到12%以上。
  (3)对于高含水,高冲次(57次),泵挂在1000m或更深的情况。由于冲次高、泵挂深,抽油杆弹性形变较大,主要是要解决泵效的问题。应该选择软特性电机,使系统实现柔性(Flexible)配合,提高系统效率。还能较大地减小减速机峰值扭矩,减少抽油杆脱断的几率。选择超高转差电机或绕线式异步电机,节能效果都能达到15%,甚至更高些。
  在冲次不高的情况下,换向加速度不大,抽油杆的弹性形变不大。因此选用8极的双功率节能电机或稀土永磁电机是比较合适的。或选择8极的高转差电机,也能较好地解决大马拉小车的问题,节能效果都能达到12%以上。
  结束语根据油井工况合理地选择节能电机,再进行适当地无功补偿,游梁抽油机采油系统总体上实现20%的节能目标(cause)是能够达到的。影响游梁抽油机电机节能效果的因素很多,要结合具体情况采取节能措施(指针对问题的解决办法)。同一种电机在不同的油井节能效果大不相同,同一口井不同的节能电机节能效果也大不相同。
  
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