游梁式抽油机井发电问题探讨

张忠杰（大庆油田技术监督中心）

游梁式抽油机因其技术成熟可靠，一直是油田主力采油设备，游梁式抽油机在整个工作循环内载荷是不均匀的，如果平衡状况不好，无论上冲程还是下冲程都会引起抽油机对电动机做功，使电动机处于发电运行状态，也就是出现发电现象，此时抽油机运行就是一个电能转换机械能与机械能转化电能的过程[1-3]，这种现象会引起抽油机整个系统效率降低、能耗增加，同时还会造成电网能量反复吞吐问题，会影响电网的供电质量。

1 游梁式抽油机井发电变化规律

为了研究抽油机发电量受平衡状况的影响规律，在标准模拟井（常规游梁式抽油机CYJ10-3-37HB，泵深1000m）应用日置3169功率分析仪，分别测试了同种工况不同电流平衡率的电参数，通过测试结果分析发现，由于游梁式抽油机固有的运动和动力特性，在不采取任何控制措施的情况下，无论怎样调整平衡，电动机发电现象大部分情况下都存在，只是受平衡影响发电多少不一样，即发电电量不一样，见表1。

从不同电流平衡率发电变化情况可以看出，随着电流平衡逐渐增大，上冲程呈现发电从零逐渐增大的变化趋势；下冲程呈现从发电较大到接近零的变化趋势，发电越小，抽油机能耗越低。

表1 标准井不同平衡率能耗测试数据

2 目前对发电的处理方法

石油天然气行业标准SY/T5264—2006《油田生产系统能耗测试和计算方法》规定，在计算输入功率时，要减掉发电，也就是认为抽油机把电网输送来的电又返回给电网一部分。大庆油田进行节能产品评价时执行该标准，而国内有其他油田把发电电量算到已耗电量部分。

2.1 发电不同处理方法对抽油机井系统效率值的影响

表2 不同发电处理方法抽油机井系统效率计算

表3 不同发电处理方法对节能产品评价影响表（标准井泵径φ44mm、冲程3m、冲速9min-1）

从表2标准井系统效率分析可以看出，如果按行业标准SY/T5264—2006，计算电动机功率时减掉发电，与不减发电对比，所计算出的抽油机井系统效率要平均高出6.5个百分点。

2.2 发电不同处理方法对节能产品评价的影响

从表3可以看出，如果按行业标准SY/T5264—2006，计算电动机功率时减掉发电，所计算出的节能产品效果要远低于不减发电的效果，这就是有时现场测试的效果要好于正式评价效果的原因之一。

3 发电是否再利用试验

3.1 变压器下端发电测试试验

通过一个变压器同时给下端的标准井抽油机和作业机供电，标准井工况是泵径φ44mm，冲程3 m，冲速9min-1，液面860m，作业机空载运行，采用3套3169功率分析仪分别在抽油机和作业机同时和分别运行的情况下，在分线路和总线路上同时测试（图1），观察电表有反转现象，说明有发电返回到电表上。电量测试数据见表4。

图1 变压器下端发电测试流程图

表4 标准井变压器下端抽油机和作业机耗电测试数据

从表4测试结果看出，作业机和抽油机同时运转，和二者单独运转合计相比，总的发电电量和有功电量均减少，说明发电已被作业机利用了一部分。

3.2 变压器端发电测试结果

在标准井抽油机的电动机端和给标准井供电的变压器端各安装一套3169功率分析仪，启动标准井抽油机运行，分别在不同液面情况下同时测试这两端的有功功率和发电功率。

变压器上端测试数据分析说明，发电可以返回到变压器上端电网上，但返回比例很小，只有1%左右的发电电量返回到了变压器上端，大部分都在返回路上损耗掉了。

4 结论

1）电动机发电量可以被同一变压器下的其它电器所利用，但大庆油田大部分都是一台变压器带一口抽油机井，所发出的电量基本都被损耗掉了，已无法被电网上其它电器所利用。

2）既然发电量无法被电网有效利用，在评价节能产品效果和计算系统效率时，不应该减掉发电，所以有必要修改节能产品评价标准。

3）完全消除发电的节能技术应该是抽油机井节能技术的合理发展方向。

4）发电返回电网对电网的供电质量产生多大影响还有待于电力专家们开展进一步研究工作。

[1]金锋.抽油机节能研究[J].油气田地面工程,1998,17(5):1-4.

[2]张继震,马广杰,孙景丽,等.游梁抽油机的用电发电与节电[J].石油矿场机械,2001,30（4）:36-38.

[3]孙正贵,徐军,匡耀武,等.游梁式抽油机的倒发电现象的消除与节能[J].承德石油高等专科学报,2003,5（1）:28-30.