新型节能抽油机应用技术评价

赵丽丽（大庆油田有限责任公司第三采油厂）

几年来，在抽油机井上实施的节能措施只局限于更换节能型的变压器、电动机和电控箱，这些节能设备虽然投入少，但节能效果并不理想，平均节电率不超过15%。因此，有必要试验应用节能效果更好的新型节能抽油机，复式永磁电动机抽油机是一种高效节能抽油机。

1 复式永磁电动机抽油机

复式永磁电动机抽油机结构组成：机身、平台、复式永磁电动机、悬绳器、皮带、刹车装置、配重、导轮、变频柜等。

复式永磁电动机抽油机在设计上省去了减速箱和四连杆机构，同时配套使用复式永磁电动机。电网供给的三相交流电源，经智能化变频柜顺序变成相位相反的驱动电源，交替驱动位于顶部的复式永磁电动机做正反旋转，从而拖动抽油杆上下运动、抽汲原油。复式永磁电动机具有大扭矩、低转速、高效率、低噪音、高功率因数和寿命长的优点，在整体结构上取消了普通游梁抽油机中电动机以外的所有机械传动部分，是一种大冲程、低冲速、高效率、低能耗的新型油田抽油设备（图1）。

复式永磁电动机抽油机HYTCYJW 系列有8型、10型、12型、14型。最大冲程8 m，最大冲速4 min-1，装机功率分别为15、20、25、30 kW。具体参数见表1。

图1 复式永磁电动机抽油机现场应用

复式永磁电动机抽油机的节能包括电动机本身的节能和抽油机结构的节能。

1.1 电动机的节能

复式永磁电动机与普通的电动机相比，同型号抽油机适配功率明显小于普通电动机。以CYJ10-4.2-53HB 型抽油机为例，为其适配的普通电动机的功率为55 kW，配置复式永磁电动机时，功率只需要20 kW。从电动机自身损耗的角度讲，20 kW电动机的损耗远远低于55 kW电动机的损耗。

普通电动机驱动抽油机时，电动机本身的运行功率因数小（多数在0.5以下），虽然配以功率因数补偿装置可以提高电动机的功率因数，但是由于抽油机负载的脉动特点，抽油机上下冲程时电动机的功率因数变化非常大，常常造成过补偿和欠补偿，补偿效果非常不理想，线路的无功损耗无法得到有效的降低。复式永磁电动机采用特殊材料，与普通电动机结构完全不同，在运行过程中有效地保证了电动机的运行功率因数不低于0.7，很大程度上降低了线路的无功损耗，达到了无功节能的目的。

表1 复式永磁电动机抽油机机型及技术参数

表2 复式永磁电动机抽油机应用对比数据

1.2 抽油机结构节能

复式永磁电动机抽油机的配重和佩挂载荷形成对支撑点的重力平衡，在抽油机运行时，只有在上、下冲程死点时电动机需要输出负荷功率，而在其他阶段电动机运行在近似空载状态，有效地节约了电能。该抽油机去除了传统抽油机的变速箱、驴头、四连杆等复杂的部件，不但节省了电能消耗，而且简化了抽油机的生产加工工艺。另外，由于该抽油机的结构简单，相比普通抽油机维护和维修更加方便，也节省了大量的维修费用。

2 试验应用

复式永磁电动机抽油机在萨北油田进行了现场试验应用，对比开展试验前后生产数据，原井产量69.7 t/d，有功功率13.07 kW，安装复式永磁电动机抽油机后产量68 t/d，有功功率7.88 kW，节电率为39.7%（表2），取得了较好的节能效果。

与日产量在70 t 左右、液面在630～750 m 之间的23 口常规14 型抽油机相比，有功功率降低了3.42 kW，节电率为30.26%，系统效率提高了11.83%（表3）。

表3 复式永磁电动机抽油机与14型机能耗对比数据

与日产量在70 t 左右、液面在630～750 m 之间的19 口常规10 型抽油机相比，有功功率降低了3.32 kW，节电率为29.64%，系统效率提高了13.56%（表4）。

表4 复式永磁电动机抽油机与10型机能耗对比数据

3 几点认识

1）复式永磁电动机抽油机与常规游梁式抽油机相比，能最大限度地降低抽油机井能耗，达到较好的节能效果。

2）复式永磁电动机抽油机具有大冲程、低冲速的特点，能够提高泵效，减缓杆管偏磨，延长检泵周期。

3）复式永磁电动机抽油机调参容易，冲程和冲速均可通过变频柜调整，减少了日常生产维护工作量，提高了运行时率。

4）复式永磁电动机抽油机相关配套技术有待进一步完善。