2019-机采井节能现场试验-文档资料

目录大庆油田公司第二采油厂一、主要成果二、主要研究内容三、试验措施工作量及效果四、结论与认识十一五”期间，预计到2019年在不采取节能措施的情况下，我厂机采井的能耗将达到60586.01×104kwh。按照公司节能20%的规划目标要求，2019年，机采井的能耗应控制在48371.12×104kwh。(55315.57×104kwh)前言年度全厂年产液×104t机采井总数吨液耗电KW.h预测年耗电量×104KW.h控制年耗电量×104KW.h降低吨液耗能指标%2019807154787.21458226.9258226.922019893956386.85464488.9761264.51752019902958606.64865138.2660024.90332019884161206.31663781.9655836.32252009867262926.06362562.7452578.22542019839864655.76060586.0148371.1185“十一五”机采井节能规划目标一、主要成果1、项目计划目标已经达到计划完成情况统计表内容指标计划完成两项研究(完成三项)提出常规Y系列电机节能改造方案经济、可行节电率18%20.04%完善了拖动装置的合理匹配理论建立理论方法匹配合理率80%82%界定了节能一体化拖动装置的含义完成六项试验①Y系列电机节能改造10台节电率达到18%20.04%②整条线路试验两种节能产品21.2%③50口井节能设备试验40台双速、双功率电机节电率15%15.49%10台抽油机节能配电箱节电率7%7.12%④抽油机电机匹配3口井节电率18%24.87%⑤应用降参二次轮10台单井日节电30kW.h36.46kW.h⑥整体优化设计4口井节电率10%11.2%二、主要研究内容1、界定了抽油机节能一体化拖动装置的含义⑴、机采井拖动装置的节能原理由能量守恒原理可知，机采井的节能实质上是指“机采井的机械特性与电机特性间的合理匹配”，从而确保电机始终在高效区内运行。⑵抽油机节能一体化拖动装置指电机具有多速、多功率或超高转差率等特性，并配有专用实现电机上述特性的控制柜，此时的合二或合三(含特殊变压器)为一时称之为一体化拖动装置。2、提出了常规Y系列电机节能改造方案目前油田常用的节能电机主要有六种，即；两种节能电机和四种一体化拖动装置。⑴、两种节能电机①高启动转矩电机②永磁同步电机⑵四种一体化拖动装置（所用电机）①高转差电机②复式电机③双极双速电机④双功率电机二、主要研究内容抽油机井用Y系列电机的节能改造方案①实施“永磁”改造②实施双（多）功率改造a实施双绕组改造b实施“多抽头”改造2、提出了常规Y系列电机节能改造方案⑴实施“永磁”改造将定子线圈更换,利用永磁铁转子来取代原电动机转子.原Y系列旧电机的可利用部分少。⑵实施双功率改造多抽头改造：在更换的定子绕组上抽头，只要改变绕组的接法就可实现电机具有多个功率等级。双绕组改造：更换定子绕组时,在单槽内下入双线，即形成了两套绕组组成双功率，即：启动绕组和工作绕组，在控制系统中应用了Y—Δ转换，实现了三功率的需求。2、提出了常规Y系列电机节能改造方案U1V1W1U3V3W3U2V2W2U1V1W1U3V3W3U2V2W2a启动接b启动接2、提出了常规Y系列电机节能改造方案U1U2，V1V2，W1W2为启动绕组U2U3，V2V3，W2W3为运行绕组电机启动将启动绕组接成Δ形；正常运行时，两套绕组串联接成Δ形、能满足负载率为50%时对电机转矩的要求；当负载率为30%以下时，启动绕组接成Y形。常规电机实施永磁改造效果统计表（供参考）单位原功率（kw)改造时间现功率（kw)数量（台）平均日节电（kwh)节电率(%)六厂552019222110.6444.4七厂18.5201918.52529.221.68九厂22201918.5733.62322222832.422.118.518.54829.419.137372831.119.9合计23.6723.0113831.7120.92、提出了常规Y系列电机节能改造方案常规电机节能改造试验(01-06年)①对常规电机实施永磁改造②对常规电机实施双绕组改造我厂2019-2019年间在采油三矿实施了68台常规电机的双绕组改造，其平均节电率达到了20.04%。双绕组电机改造情况统计表原电机情况改造后总计功率（kW)类别数量(台)现功率（kW)平均节电率(%)数量（台）平均日节电（kW.h)节电率(%)JO系列Y系列JO系列Y系列37162137/18.516.8220.583732.018.954522645/2218.7120.492849.420.36550355/3020.82351.020.82合计18506840.020.042、提出了常规Y系列电机节能改造方案推荐实施双绕组改造方案①实施永磁改造：费用高与新的永磁同步电动机相比平均相差4924元（不含控制箱），与新Y系列电机的平均价格相比高出10887.86元。2019年永磁电机（380V）价格表原电机改后规格型号功率改造费用(元)新电机价格(元)型号功率kW电机新配电箱合计Y225M-822TNM225M-822KW13400.003400.016800.015800.00Y250M-830TNM225M-830KW15800.003400.019200.019000.00Y280M-837TNM280S-837KW17680.003400.021080.022800.00Y280M-845TNM280M-845KW21800.003400.025200.027400.00Y315S-855TNM315S-855KW24600.003400.028000.032900.00平均18656.003400.022056.023580.002、提出了常规Y系列电机节能改造方案②常规电机改为双绕组电机原电机改后规格型号功率改造费用(元)Y系列新电机(元)电机修理价格（元）型号功率kW电机新配电箱合计Y225S-818.5YCYJ18.5/10kW2400220045003540.682450.0Y225M-822YCYJ22/11kW2800250055003968.462650.0Y280M-837YCYJ37/18.5kW4800300078806469.323680.0Y280M-845YCYJ45/22kW5500350095807194.54450.0Y315S-855YCYJ55/30kW700038001154011779.96340.0Y315S-875YCYJ75/37kW830045001380013655.987370.0平均5133.33325088007768.144490.02019年实施双绕组节能改造价格表平均改造费用与新电动机相差2634.81元，较修理费增加643.3元，配备专用控制柜费用为3250元。2、提出了常规Y系列电机节能改造方案③经济效益分析实施永磁改造的投资回收期为27.8个月；实施双绕组改造的投资回收期仅为13.1个月，如扣除损坏电机正常维修费用4398.565元，则6.347个月可收回改造费用。从投入产出比上看，常规电机改为双绕组电机比改永磁同步电机回收期提前1年，可见常规电机改为双绕组电机是最佳的节能改造方案。2、提出了常规Y系列电机节能改造方案3、完善了抽油机拖动装置的合理匹配理论抽油机拖动装置的选择是依据满足抽油机曲柄旋转扭矩的要求来设计电机。二、主要研究内容依据抽油机净扭矩曲线计算均方根扭矩nInineTNdTT12202121电机扭矩的计算方法：dnPM9550由于不同种类的机型及工况其净扭矩曲线存在差异，因此其均方根扭矩的值是不同的，为了说明这一点在此模拟了三种工况。二、主要研究内容模拟工况条件基础数据表项目工况基础数据冲程m冲次n/min抽杆（寸）油管（寸）泵径mm泵深m沉没度m含水%泵效%工况一839003508045%4.29工况二709003508045%4.29工况三569003508045%4.296.0874.01%10016.0434.08733872选用了三种不同类别的抽油机即：CYJ10-4.2-53HB（普通常规机）；CYJY10-4.2-53HB（偏置机）；YCYJ10-5-48HB（双驴头）。图1常规机、偏置机、双驴头净扭距对比图（工况一）-40-25-10520355065050100150200250300350400曲柄转角度净扭距KN.m常规机净扭矩偏置机净扭矩双驴头净扭矩图2常规机、偏置机、双驴头净扭距对比图（工况二）-30-15015304560050100150200250300350400曲柄转角度净扭距KN.m常规机净扭矩偏置机净扭矩双驴头净扭矩二、主要研究内容图3常规机、偏置机、双驴头净扭距对比图（工况三）-20-10010203040050100150200250300350400曲柄转角度净扭距KN.m常规机净扭矩偏置机净扭矩双驴头净扭矩三种机型不同的净扭矩曲线如下：项目工况最大净扭矩Tmax最小净扭矩Tmin平均扭矩Tm扭矩指数ITE均方根扭矩Te周期载荷系数Fcl位置数值位置数值工况一常规机45°59.58120°-21.78518.4430.95%32.2461.74867偏置机45°47.157120°-12.52418.0438.25%26.2581.45571双驴头30°29.435360°5.96916.0554.54%17.6651.10038工况二常规机45°45.037120°-19.52513.1629.21%24.6591.87426偏置机45°35.632120°-12.43612.9236.27%19.9271.54195双驴头30°21.541360°4.95911.3952.87%12.6511.11090工况三常规机45°28.8120°-11.1918.55929.72%15.5501.81694偏置机45°22.563120°-6.538.45337.46%12.5801.48820双驴头30°14.612360°2.5377.32250.1%8.27771.13051三种机型的扭矩特性参数对比表（扭矩单位：kN.m）二、主要研究内容在电机选择中须考虑以下两种情况：①满足抽油机设计最大工作扭矩的要求。②依据抽油机负载实施电机的合理匹配。①满足抽油机设计最大工作扭矩的要求例如：CYJY10-3-37HB扭矩为37kN.m（n=9r/min）所需最小电机扭矩为：450.0N.m选用Y280S-837kW电机时其扭矩为477.5N.m，完全满足要求选用Y280S-645kW电机时其扭矩为438.52N.m，基本满足要求二、主要研究内容mNM.5.477740379550mNM.52.438980459550②依据实际负载实施电机的合理匹配模拟三种工况下计算消耗电机功率对比表（功率单位：KW）项目工况平均扭矩Tm均方根扭矩Te周期载荷系数Fcl模拟计算电机功率kW实际电机功率kW电机型号工况一常规机18.4432.2461.7486735.754545Y280M-8偏置机18.0426.2581.4557129.114745Y280M-8双驴头16.0517.6651.1003819.587422Y250M-8工况二常规机13.1624.6591.8742627.342345Y280M-8偏置机12.9219.9271.5419522.095245Y280M-8双驴头11.3912.6511.1109014.027222Y250M-8工况三常规机8.55915.5501.8169417.242245Y280M-8偏置机8.45312.5801.4882013.948745Y280M-8双驴头7.3228.27771.130519.178322Y250M-8二、主要