游梁抽油机节能技术

游 梁 抽 油 机 节 能 技 术 液力传动系列装置 东 营 凯 维 石 油 科 技 有 限 责 任 公 司 1 凯维科技凯维科技 液力传动装置液力传动装置 游 梁 抽 油 机 节 能 技 术 液力传动系列装置 一 概况 在石油工业发展的进程中 采用抽油机有杆式采油一直在采油 工业中发挥着主导作用 随着油田逐渐进入采油中后期和新井 加 密井的不断投产 有杆式机械采油的应用将更加广泛 但由于抽油 机的传动品质较差 能源消耗大 故开展抽油机节能技术研究潜力 很大 对我国石油工业的发展具有重要的现实意义和深远影响 有关游梁抽油机节能的液力传动技术正是应运而生 它们是 第一项 抽油机专用液力偶合器 专利号 99225008 0 第二项 抽油机液力 同步带组合传动装置 专利号 99250656 5 第三项 抽油机液力齿轮传动 发明申请专利号 99122633 X 液力传动技术在节能降耗方面已引起油田广泛关注 并正在各 大油田扩大推广 液力传动系列装置以结构简单 性能可靠 寿命 长 价格低 应用在抽油机传动系统中 在改善传动品质 节约能 源 延长其使用寿命 减少维护量 降低劳动作业强度等方面起到 了不可估量的作用 二 液力偶合器的结构与原理 2 抽油机采用的液力传动装置 由抽油机专用液力偶合器产品组 成 凯维科技凯维科技 液力传动装置液力传动装置 附图 电动机轴与偶合器主动轴连接 带动主动叶轮旋转 主动叶轮 转动 使腔体内的传动介质 传动油 产生动能 传递给被动叶轮 旋转 传输功率 被动叶轮与外壳连接 外壳与皮带轮连接一同旋转 电动机的动力通过偶合器主动轴 主动叶轮 转动介质 被动叶轮 外壳与皮带轮 在偶合器被电动机带动运转时 原来注入偶合器壳体内的工作 液体 受泵轮叶片的搅动 又对泵轮做离心 相对 运动 工作液 体从泵轮半径较小的进口处被抛出到半径较大的出口处 使之增大 了液体能 包括液体的动能和压能 主要是动能 以较高的速度 冲向涡轮叶片 液体在涡轮里沿着壁壳弧面由半径较大的进口处冲 入半径较小的出口处 其旋流速度和压力均有降低 即将部分液体 3 能传递给涡轮 还原为推动涡轮 以及工作机 旋转的机械能 从 而使工作机做功 凯维科技凯维科技 液力传动装置液力传动装置 三 液力偶合器的功能 1 具有空载启动和软启动功能 能使电机在重载状态下轻载 启动 2 具有减缓冲击和隔离扭振功能 可以做到使工作机启动有 一个延迟时间 缓慢加速减少骤然启动而引起的零件间的相互 冲击 3 具有节电功能 由于偶合器能有效地解决电机启动困难 与刚性传动相比至少可降低一个电机机座号 加上可以降低启 动电流和持续时间 降低对电网的冲击 提高电网的功率因数 且使电机更加接近在高效区运行 因此可以节电 4 具有过载保护功能 当外负载超过一定限度后 偶合器的 易熔塞中的易熔合金熔化而泄液 从而输出与输入被切断 保 护了电机 工作机不受损坏 四 液力偶合器传动方式作用效果 抽油机设计上因为要解决启动问题 电机容量选得较大 高 出正常负荷一倍以上 而启动后电机一直在低负荷状态下工作 不可避免地存在大马拉小车现象 应用液力偶合器后 降低了启 动电流 就可降低电机机座号 1 2 个 大量实践还证明电机 接 4 法改 Y 接 节约有功功率 降低无功损耗 提高功率因数 但直接 Y 工作又存 在启动不起来 超负荷烧电机等问题 各种 Y 转换控制装置又 不凯维科技凯维科技 液力传动装液力传动装 置置 适应抽油机交变负荷 应用液力偶合器就可以将原 37KW 电机 改 Y 接法直接工作 既能正常启动 又能保护电机超 Y 接法 负荷正 常工作 1 改善电机启动性能 应用液力偶合器 启动电 流可下降 1 2 2 3 2 合理匹配电机功率 3 传动中的软特性 由于抽油机工作为交变载荷 电机工作电流变化大 每一冲次 中有两次峰值电流 应用液力偶合器可以在载荷尖峰时削弱峰值电 流 一般可削弱峰值电流 3 5A 这样可极大地削弱由于载荷变化 引起的设备部件受到的冲击 振动 提高减速箱 抽油杆等部件的 疲劳寿命 保护 延长电机和皮带的使用寿命 4 无高次谐波污染电网 抽油机专用液力偶合器是纯机械装置 不产生高次谐波 同其 它节电装置相比更安全 可靠 5 五 液力偶合器节能实测效果 根据对抽油机上安装限矩型液力偶合器的相关测试 可以得出 节电的结论 下面是测试的有关资料 1 测试依据标准和方法 测试参照执行 SY T2566 1966 机械采油井系统效率测试方法 凯维科技凯维科技 液力传动装置液力传动装置 中的有关部分 在同一口井上 加装液力偶合器和原未装偶合器的 电机进行对比测试 2 测试使用的仪器 表 1 测试使用的仪器 名 称型 号准 确 度产 地 电量测试仪CPM6530 0 2 杭 州 仪器在检定周期内 检测结果为机械运行 24 小时达到稳态后 5min 的平均值 3 测试数据 加装液力偶合器实验测试数据见表 2 4 表 2 实验一测试数据 参 数 普通电机 Y250 6 55kW Y 接 装偶合器电机 Y250M 6 37Kw Y 接 节电率 有功功率 Kw10 529 3211 40 无功功率 kvar28 8320 4928 93 功率因数0 3430 414 启动电流 A550300 表 3 实验二测试数据 6 参 数 普通电机 Y280S 6 55Kw Y 接 装偶合器电机 Y250M 6 37Kw Y 接 节电率 有功功率 Kw11 4710 1911 16 无功功率 kvar32 6624 0626 33 功率因数0 3130 39 启动电流 A550240 表 4 实验三测试数据 参 数 普通电机 55Kw 接 装偶合器电机 37Kw 接 节电率 有功功率 Kw15 3912 1221 25 无功功率 kvar29 5517 7739 86 功率因数0 4620 57 启动电流 A580310 凯维科技凯维科技 液力传动装置液力传动装置 抽油机加装偶合器节电的经济效益计算 抽油机安装偶合器实 现液力传动后 可合理匹配电机功率 从而减少电机购置费用 如果 购采油设备或对原设备进行改造 和节约运行费用 通过多井实际测 试 该装置与传统传动方式相比 在相同工作参数下节电率可达到 15 以 37kW 电机为例 单台电机节电率为 15 日节电为 37kW 15 24h 133 20 度 按每度电 0 45 元计 年创效益为 0 45 133 20 365 21 878 10 元 如果加上延长电机及抽油机寿 命 提高功率因数 降低线损 其经济效益就更为可观 六 服务保证 凯维石油科技有限责任公司愿为石油企业提供新型实用的节能 7 技术和优质完善的技术服务 根据油田实际应用情况 我公司提供 液力偶合器的系列产品 一 抽油机专用液力偶合器装置 二 一 抽油机专用液力偶合器装置 二 抽油抽油 机液力同步带组合传动装置 三 抽油机液力齿轮传动装置 机液力同步带组合传动装置 三 抽油机液力齿轮传动装置 同 时本公司郑重承诺 1 产品售出后一年以内实行免费三包 保修 保换 保退 三年内若发生损坏 本厂仍义务修理 只收配件费用 产品售出 后五年内我厂负责提供配件 2 售出的液力传动系列装置负责按装调试 3 负责对顾主方的技术人员进行技术培训 4 为落实服务承诺 我公司将在拥有百台以上液力传动系列装 置的单位建立服务工作站 负责各项服务工作 凯维科技凯维科技 液力传动装置液力传动装置 附 液力偶合传动测试情况报告 东辛采油厂技术监测站 2001 12 22 为了解皮带传动改液力偶合传动后的系统耗能状况 我们从 2001 年 11 月 27 日到 2001 年 12 月 7 日对辛 40 1 井和辛 25 2 井改造前后抽油机的各项参数进行了测试 测试数据见附表 系统改造后 抽油机的各参数除油压外没有什么大的变化 其 中 辛 40 1 井原油含蜡较高 改造后 管线遇阻 系统油压升高 8 在上冲程时压力表的显示已经明显超过其最大量程 1 6Mpa 在计 算系统效率时采用最大量程示值做为油压 因此 实际数据应略大 于附表中的值 从两口井的测试数据中可以看出 由于系统参数的变化 我们 不能用输入 功率直接对比来评价改造后的效果 因此 我们从系 统效率和吨液百米耗电两个综合参数来分析系统的节能效果 改造 后 两口井的输入功率都提高了 同时系统效率也都有所提高 分 别提高了 2 20 和 1 38 个百分点 平均提高 1 79 个百分点 吨液百 米耗电 辛 40 1 井 由 1 4677kWh 降到 1 3078kWh 降低 10 89 辛 25 2 井 由 2 3107kWh 降到 2 0659kWh 降低 10 59 另外 系统最大运行电流也都有明显的下降 分别下降 10 5A 和 16 7A 凯维科技凯维科技 液力传动装置液力传动装置 附表附表 系统电量参数系统电量参数 井号状态测试日期有功功率无功功率视在功率功率因数最大电流 皮带传动2001 11 278 1821 824 380 33550 1 辛 40 1 井 液力偶合2001 12 078 8612 4916 610 53339 6 皮带传动2001 11 276 2227 1428 510 21844 8 辛 25 2 井 液力偶合2001 12 076 4414 816 720 38528 1 系统产量参数系统产量参数 9 井号状态测试日期油压套压动液面产液量原油密度含水 皮带传动2001 11 270 90325 731 80 884971 8 辛 40 1 井 液力偶合2001 12 071 60328 532 70 884971 9 皮带传动2001 11 270 80078 90 945294 5 辛 25 2 井 液力偶合2001 12 071 20060 90 945294 1 综合参数对比综合参数对比 辛 40 1 井辛 25 2 井 状态 系统效率吨液百米耗电最大电流系统效率吨液百米耗电最大电流 皮带传动17 941 467750 111 752 310