中國石油天然氣集團公司(以下簡稱中國石油)到目前已經(jīng)發(fā)展成為一家集油氣勘探開發(fā)、煉油化工、油品銷售、油氣儲運、石油貿(mào)易、工程技術(shù)服務和石油裝備制造于一體的綜合性能源公司。既是能源生產(chǎn)大戶,也是能源消耗大戶,近年來年均綜合能源消耗量約占全國能耗總量的2%-3%。油氣田生產(chǎn)是主營業(yè)務板塊之一,能源消耗量約占全公司的一半,節(jié)能降耗工作對于中國石油改變經(jīng)濟增長方式、建設資源節(jié)約型企業(yè)至關(guān)重要。
堅持“突出重點、效益優(yōu)先、典型示范、成熟先行”的原則,結(jié)合老油田二次開發(fā),優(yōu)先安排實施技術(shù)成熟、效果顯著、具有典型示范作用的重點項目,實施一批以機采、注水、電力系統(tǒng)節(jié)電和集輸系統(tǒng)節(jié)氣、節(jié)油為重點的節(jié)能技術(shù)改造項目,加大伴生氣回收利用的力度。從2004年起重點組織實施了優(yōu)化簡化“雙十”工程,連續(xù)三年安排了優(yōu)化簡化“雙十”工程專項項目?!笆晃濉逼陂g,編制了油氣田節(jié)能專項規(guī)劃,計劃在油氣田業(yè)務投資48億元節(jié)能專項項目,目前已經(jīng)下達24億元投資。




節(jié)能的三種途徑包括:結(jié)構(gòu)節(jié)能、技術(shù)節(jié)能和管理節(jié)能,其中,我國當前技術(shù)節(jié)能的貢獻率僅為13.4%。這就意味著,按照當前技術(shù)進步的節(jié)奏是無法滿足實現(xiàn)“十一五”節(jié)能目標的要求,發(fā)展節(jié)能技術(shù)的空間很大。
在電機方面,針對抽油機的負荷特點,廣泛應用了高(超高)轉(zhuǎn)差電機、雙速電機、永磁電機、變頻調(diào)速電機等,形成了石油天然氣行業(yè)標準《CJT系列抽油機節(jié)能拖動裝置》(SY/T5226—2005)。例如,大慶油田“十一五”以來,對6600多口井實施了節(jié)能技術(shù)改造,其中,包括更換節(jié)能抽油機、節(jié)能電機和控制箱,實施抽油機和電機節(jié)能改造等,措施井平均單井日節(jié)電25kWh,抽油機系統(tǒng)效率平均提高3個百分點。
油田游梁式抽油機結(jié)構(gòu)簡單,可靠性高,使用維護方便,適應現(xiàn)場工況,在采油生產(chǎn)設備中占75%以上,隨著油田進入高含水的開發(fā)中后期,尤其是電費在采油成本中所占的比例逐年升高,如何打造油井電動機的節(jié)能增效是下步工作的一項重要任務。




油田常用的三相異步電動機,在理想情況下的效率為90%左右,且大多功率因數(shù)小于0.4,負載率不足30%,浪費電力嚴重。抽油機使用的電動機工作載荷是帶沖擊的周期性交變載荷,與按恒定載荷設計制造的通用電動機的工作特征不匹配。通用電動機的機械特征是硬特征,在運行過程中其轉(zhuǎn)速隨載荷變化不大,而抽油機的交變載荷增加了電動機的電動損耗,再加上選擇的抽油機與實際需要不匹配,降低了整機的效率。
目前電動機帶動抽油機弊端:電動機負載低。為保證抽油機的啟動要求和在運行時有足夠的過載能力,通常所配的電動機裝機功率較大,而電動機正常運行時都是輕載運行,造成抽油機負載率低,與電動機不匹配,形成“大馬拉小車”的生產(chǎn)狀況,使線路、變壓器、電動機的功率損耗增大;電動機的運行效率取決于負載率,輕載時電動機的效率很低,當負載增加到一定值時,變化則很小,有實驗證明:負載率<0.4時,效率的變化不大,負載率>0.7時,效率最高。當電動機負荷很低時,電動機仍要從電網(wǎng)吸取較大的無功功率,從而降低了功率因數(shù),這就是目前電機功率因數(shù)低的主要原因。
平衡率低?,F(xiàn)場使用的抽油機平衡率低,嚴重的不平衡造成電力的浪費,造成多數(shù)電動機電流變化不均勻,使電動機內(nèi)耗大大增加,影響整個抽汲系統(tǒng)的效率。




存在發(fā)電現(xiàn)象?,F(xiàn)有的節(jié)電措施大都是針對電機低負荷率下效率低和功率因數(shù)低造成的電能浪費的情況,而抽油機浪費電能的另一個重要原因是抽油機拖動電機發(fā)電,有實驗證明:目前使用的各種類型的電動機都多少存在這種情況。由于抽油機負載波動很大,在抽油機的正常運轉(zhuǎn)中會出現(xiàn)抽油機減速箱輸入軸的運轉(zhuǎn)速度大于電機對它的驅(qū)動速度的情況,這時,抽油機就拖動電機發(fā)電,其發(fā)的電不會完全與電網(wǎng)同步和存在線路損耗,可以肯定電機發(fā)的電不能完全被電網(wǎng)利用。在整個電能—機械能—電能的轉(zhuǎn)換過程中能有很大的一部分能量被浪費掉。
抽油機在石油開采中的地位非常重要,而國內(nèi)目前使用的抽油機的運行效率偏低,尤其是在其電機的使用方面上,所以要改造抽油機首先要從提高運行效率的方面上著手。