常规十型抽油机节能改造.ppt

常规十型抽油机节能改造.ppt

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小组名称：

节能降耗小组名称：

节能降耗QCQC小组小组发表人：

赵云峰发表人：

赵云峰新疆油田公司机械制造总公司新疆油田公司机械制造总公司新疆油田经过新疆油田经过5050余年的发展，已进入机械采油阶段余年的发展，已进入机械采油阶段98%98%以上的油井使用抽油机采油，其中有以上的油井使用抽油机采油，其中有40%40%以上的抽油以上的抽油机属于常规游梁式抽油机。

由于常规机平衡效果差、能机属于常规游梁式抽油机。

由于常规机平衡效果差、能耗高，已不能适应油田发展的要求。

因此对这些常规抽耗高，已不能适应油田发展的要求。

因此对这些常规抽油机进行节能改造是目前迫切需要解决的问题，本课题油机进行节能改造是目前迫切需要解决的问题，本课题就是对常规十型抽油机进行效率分析，提出合理的改进就是对常规十型抽油机进行效率分析，提出合理的改进方案，使之既保持常规抽油机的优点又能体现出节能降方案，使之既保持常规抽油机的优点又能体现出节能降耗的特点，最大限度的降低采油成本。

耗的特点，最大限度的降低采油成本。

常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造前前言言成立时间：

成立时间：

2008.012008.01活动次数：

活动次数：

1212次次活动时间：

活动时间：

2008.01-2009.122008.01-2009.12课题类型：

攻关型课题类型：

攻关型注册号：

注册号：

J08-01J08-01受受TQCTQC教育：

教育：

人均人均8080小时小时课题名称：

常规十型抽油机节能改造课题名称：

常规十型抽油机节能改造节节耗能降QCQC小组小组小小组组概概况况序号序号姓名姓名年龄年龄文化文化程度程度职称职称组内分工组内分工11张金力张金力4545大学大学高级工程师高级工程师组长组长22王树行王树行4747大学大学高级工程师高级工程师副组长副组长33赵云峰赵云峰3232大学大学工程师工程师技术负责技术负责44张建成张建成3838大学大学高级工程师高级工程师技术负责技术负责55刘牧洲刘牧洲3737大学大学高级工程师高级工程师技术负责技术负责66李东平李东平4040大学大学高级工程师高级工程师组织实施组织实施77范永军范永军3939大专大专工程师工程师组织实施组织实施88郝卫国郝卫国4242大学大学工程师工程师质量控制质量控制99李春民李春民4747大学大学高级工程师高级工程师资料整理资料整理1010王春玲王春玲4646大专大专工程师工程师资料整理资料整理小小组组成成员员简简介介1.1.新疆油田目前广泛使用节能抽油机采油，但仍新疆油田目前广泛使用节能抽油机采油，但仍有有40%40%以上常规游梁式抽油机在役使用，其中常以上常规游梁式抽油机在役使用，其中常规十型抽油机占规十型抽油机占80%80%以上。

以上。

2.2.根据新疆油田准东采油厂统计，根据新疆油田准东采油厂统计，20072007年度常规年度常规十型抽油机日均耗电十型抽油机日均耗电281281kWhkWh，比十型节能抽，比十型节能抽油机高油机高33%33%。

常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造PP11计划阶段计划阶段PP11-1-1选选题题理理由由常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造PP11计划阶段计划阶段3.3.更换节能抽油机费用相对较高，而改造一台抽油更换节能抽油机费用相对较高，而改造一台抽油机的费用约为更换新机的机的费用约为更换新机的30%30%，且改造周期短，且改造周期短，能及时满足油田生产的需要。

能及时满足油田生产的需要。

4.4.本公司生产的节能型抽油机从三型到十六型共七本公司生产的节能型抽油机从三型到十六型共七大系列二十种机型，抽油机研发技术处于国内领大系列二十种机型，抽油机研发技术处于国内领先水平先水平。

为此我们选择为此我们选择“常规十型抽油机节能常规十型抽油机节能改造改造”作为小组的作为小组的QCQC活动课题。

活动课题。

通过对准东采油厂通过对准东采油厂4040台在用常规十型抽油台在用常规十型抽油机进行现状调查，其单机日均耗电机进行现状调查，其单机日均耗电281kWh281kWh，QCQC小组对调查数据进行认真分析、计算，小组对调查数据进行认真分析、计算，得出其日耗电量高的原因主要有以下几点：

得出其日耗电量高的原因主要有以下几点：

1.1.电流大电流大2.2.功率因数低功率因数低3.3.地面效率低地面效率低4.4.冲程损失大冲程损失大5.5.冲次高冲次高PP11-2-2现现状状调调查查常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造PP11计划阶段计划阶段常规十型抽油机日耗电高原因统计表常规十型抽油机日耗电高原因统计表序序号号项项目目频数频数累计累计频数频数频率频率累计累计频率频率11电电流流大大3434343485%85%85%85%22功功率率因因数数低低2236365%5%90%90%33冲冲次次高高2238385%5%95%95%44地地面面效效低低1139392.5%2.5%97.5%97.5%55冲冲程程损损失失大大1140402.5%2.5%100%100%制表人：

李春民制表人：

李春民日期：

日期：

2008.3.252008.3.25常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造PP11计划阶段计划阶段由由排排列列图图看看出出，电电流流大大占占85.0%85.0%，只只要要解解决决了了电流大的问题，就能大幅度降低抽油机耗电量。

电流大的问题，就能大幅度降低抽油机耗电量。

常规十型抽油机日耗电高原因排列图常规十型抽油机日耗电高原因排列图常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造PP11计划阶段计划阶段电流大功率因数低冲次高地面效率低冲程损失大20082008年年22月，对本公司生产的双驴头十型抽油机月，对本公司生产的双驴头十型抽油机进行了效率测试，其单机日均耗电比常规十型抽进行了效率测试，其单机日均耗电比常规十型抽油机低油机低34%34%。

从设计原理上分析，若不优化常规十。

从设计原理上分析，若不优化常规十型抽油机的四杆机构，对节能效果有型抽油机的四杆机构，对节能效果有15%15%的影响。

的影响。

节能改造效果计算如下：

节能改造效果计算如下：

【34%34%（1-15%1-15%）】85%=24.56%85%=24.56%常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造PP11计划阶段计划阶段节节能能改改造造效效果果分分析析常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造PP11计划阶段计划阶段单机单机日日均均耗耗电电225kW225kWhh改造后的十型抽油机单机单机日均耗电日均耗电281kW281kWhh常规十型抽油机常规十型抽油机PP11-3-3确确定定目目标标PP11-4-4常规抽油机电流大的原因分析常规抽油机电流大的原因分析小组根据现状调小组根据现状调查的结果，召开了查的结果，召开了22次现场讨论会，成员次现场讨论会，成员用头脑风暴法对用头脑风暴法对常规常规抽油机电流大的抽油机电流大的原因原因进行了分析，并绘制进行了分析，并绘制出了关联图，确定了出了关联图，确定了七个末端因素。

七个末端因素。

常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造PP11计划阶段计划阶段常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造PP11计划阶段计划阶段抽抽油油机机电电流流大大原原因因关关联联图图电电流流大大曲柄平衡曲柄平衡调参难调参难井况复杂井况复杂四杆机构不合理电动机性能电动机性能电控制差电控制差员工责任心不强员工责任心不强减速器大减速器大平衡差平衡差载荷大载荷大扭矩大扭矩大功率不可调功率不可调11、井况复杂、井况复杂抽油机井工况由杆柱组合、泵深、沉没度、泵径、抽油机井工况由杆柱组合、泵深、沉没度、泵径、充满系数、原油粘度及地层供液能力等多种因素有关，充满系数、原油粘度及地层供液能力等多种因素有关，具有不确定性。

具有不确定性。

结论：

非要因结论：

非要因22、电动机性能差电动机性能差常规十型抽油机使用功率为常规十型抽油机使用功率为22KW22KW的普通电动机，其的普通电动机，其启动扭矩大、能耗高；近年来，随着电动机节能技术启动扭矩大、能耗高；近年来，随着电动机节能技术的发展，节能抽油机普遍采用高转差电动机，节能效的发展，节能抽油机普遍采用高转差电动机，节能效果显著。

果显著。

结论：

要因结论：

要因PP11-5-5要要因因确确认认常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造PP11计划阶段计划阶段3.3.曲柄平衡曲柄平衡单单纯纯曲曲柄柄平平衡衡的的抽抽油油机机运运转转扭扭大大，扭扭矩矩曲曲线线剧剧烈烈波波动动，扭扭矩矩峰峰值值高高，平平衡衡效效果果差差，决决定定了了抽抽油油机机能能耗耗高高。

结论：

要因结论：

要因常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造PP11计划阶段计划阶段十型抽油机改造前扭矩曲线图十型抽油机改造前扭矩曲线图TnTn减速器净扭矩曲线减速器净扭矩曲线TwTw载荷扭矩曲线载荷扭矩曲线TyTy平衡扭矩曲线平衡扭矩曲线44、四杆机构不合理、四杆机构不合理常常规规十十型型抽抽油油机机四四杆杆机机构构传传动动效效率率较较节节能能型型抽抽油油机机低低10%10%左左右右，动动态态平平衡衡效效果果一一般般，但但考考虑虑改改造造经经济济性性，不改变四杆机构尺寸。

不改变四杆机构尺寸。

结论：

非要因结论：

非要因55、减速器大、减速器大常常规规十十型型抽抽油油机机减减速速器器额额定定扭扭矩矩为为53kN53kNMM，目目前前节节能能十十型型抽抽油油机机减减速速器器额额定定扭扭矩矩为为48kNM48kNM，但但考考虑虑改改造经济性，不更换减速器。

造经济性，不更换减速器。

结论：

非要因结论：

非要因常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造PP11计划阶段计划阶段66、电控制差、电控制差常规十型抽油机配备的普通电控箱不具备动态调参等常规十型抽油机配备的普通电控箱不具备动态调参等自动控制功能，已不能适合油井工况。

目前抽油机使用的自动控制功能，已不能适合油井工况。

目前抽油机使用的控制系统普遍采用变频技术，可自动调整抽油机的最佳运控制系统普遍采用变频技术，可自动调整抽油机的最佳运行工况，节能效果十分显著。

行工况，节能效果十分显著。

结论：

要因结论：

要因77、责任心不强现场、责任心不强现场抽查抽查3030台抽油机平衡度平均为台抽油机平衡度平均为82.7%82.7%，说明人工调平衡，说明人工调平衡的工作做得比较好，员工责任心较强。

的工作做得比较好，员工责任心较强。

结论：

非要因结论：

非要因常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造PP11计划阶段计划阶段PP11-6-6制制定定对对策策序序号号要因要因对对策策目目标标措措施施地地点点时时间间负责人负责人11曲柄曲柄平衡平衡用游梁用游梁平平衡代替曲衡代替曲柄平衡柄平衡将平衡度从将平衡度从82.7%82.7%提高到提高到90%90%以上以上设计游梁平衡方设计游梁平衡方式、抽油机改造结式、抽油机改造结构，确定最佳方案构，确定最佳方案厂内、厂内、油田现油田现场场2008.062008.06-2009.092009.09张建成张建成刘牧洲刘牧洲李东平李东平22普通普通电动电动机机更换节能更换节能型高转差型高转差电动机电动机将将电流峰值电流峰值降低降低40%40%以上以上计算抽油机扭矩、计算抽油机扭矩、所需功率，按要求所需功率，按要求选择电动机选择电动机厂内、厂内、油田现油田现场场2008.062008.06-2009.092009.09张建成张建成郝卫国郝卫国赵云峰赵云峰33电控电控制差制差更换新型更换新型自动控制自动控制系统系统具备功率转具备功率转换、延时报换、延时报警启抽等自警启抽等自动控制功能动控制功能分析油井工况，分析油井工况，确定控制功能，按确定控制功能，按要求配置控制系统要求配置控制系统厂内、厂内、油田现油田现场场2008.062008.06-2009.092009.09张建成张建成刘牧洲刘牧洲李东平李东平常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造PP11计划阶段计划阶段DD11实实施施阶阶段段常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造DD11实施阶段实施阶段方方案案三三方方案案一一方方案案二二DD11-1-1用游梁平衡代替曲柄平衡用游梁平衡代替曲柄平衡:

1）1）设计了三种游梁平衡改造方案设计了三种游梁平衡改造方案常规十型抽油机常规十型抽油机2）2）方方案案比比较较项目项目工作量工作量安全性安全性操作性操作性成本成本节能效果节能效果方案一方案一最小最小较高较高较好较好最低最低较好较好方案二方案二较小较小高高好好较低较低好好方案三方案三最大最大较高较高较好较好最高最高最好最好3）3）方方案案选选择择通过以上三种方案的比较，可以看出第三种方案节能效通过以上三种方案的比较，可以看出第三种方案节能效果最好，但改造难度大，改造费用高。

小组成员经过认真论果最好，但改造难度大，改造费用高。

小组成员经过认真论证，从安全性、经济性、实用性等方面综合考虑，确定使用证，从安全性、经济性、实用性等方面综合考虑，确定使用常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造DD11实施阶段实施阶段第二种方案第二种方案4）4）方案实施方案实施首先按照方案二在原首先按照方案二在原游梁结构上设计下偏吊臂游梁结构上设计下偏吊臂用吊臂载荷对抽油机的工用吊臂载荷对抽油机的工作载荷进行随动平衡，经作载荷进行随动平衡，经测试改造的测试改造的3030台抽油机，台抽油机，整机平衡度从整机平衡度从82.7%82.7%提高提高到到88.6%88.6%。

常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造DD11实施阶段实施阶段由于抽油机尾部增加了运动吊臂，存在一定的安由于抽油机尾部增加了运动吊臂，存在一定的安全隐患，因此增加两项安全改造全隐患，因此增加两项安全改造常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造DD11实施阶段实施阶段将电控箱和刹车系统将电控箱和刹车系统改在抽油侧面改在抽油侧面在抽油机后部在抽油机后部增加安全围栏增加安全围栏经计算电动机功率经计算电动机功率需需15kW15kW，因启动扭矩大，因启动扭矩大选用选用22/15kW22/15kW高转差双高转差双功率电动机；启动使用功率电动机；启动使用高功率，运转使用低功高功率，运转使用低功率。

经检测率。

经检测电动机运行电动机运行平稳，电流峰值平均下平稳，电流峰值平均下降降43%43%。

DD11-22更更换换高高转转差差双双功功率率电电动动机机常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造DD11实施阶段实施阶段针针对对油油井井工工况况，配配置置了了智智能能电电控控系系统统，可可实实现现电电动动机机软软启启动动、功功率率转转换换、自自动动调调速速等等功功能能，大大幅幅度度降降低低了了抽抽油油机机电电能能消消耗耗,经经检检测测单单机机日日耗耗电电下下降降到到223300kkWWhh。

DD11-33配配置置新新型型电电控控系系统统常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造DD11实施阶段实施阶段CC11检检查查阶阶段段CC11-1-1取得成效取得成效按计划改造了按计划改造了3030台抽油机，电机功率由原来的台抽油机，电机功率由原来的22kW22kW降为降为15kW15kW，电控系统具备功率转换、自动启抽、，电控系统具备功率转换、自动启抽、间抽等自动控制功能。

经检测：

整机平衡度平均提间抽等自动控制功能。

经检测：

整机平衡度平均提高到高到88.688.6，电流峰值普遍下降，电流峰值普遍下降4040以上。

以上。

常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造CC11检查阶段检查阶段改造前扭矩曲线图改造前扭矩曲线图改造后扭矩曲线图改造后扭矩曲线图TnTn减速器净扭矩曲线减速器净扭矩曲线TwTw载荷扭矩曲线载荷扭矩曲线TyTy平衡扭矩曲线平衡扭矩曲线常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造CC11检查阶段检查阶段改改造造前前后后抽抽油油机机扭扭矩矩曲曲线线对对比比图图CC11-2-2存在的问题存在的问题AA11处理阶段处理阶段针对发现的问题开始二次循环针对发现的问题开始二次循环序号序号出出现现的的问问题题11在前期改造的在前期改造的3030台抽油机中，平衡度从台抽油机中，平衡度从82.7%82.7%提高到提高到88.6%88.6%，单机日耗电下降到，单机日耗电下降到230kWh,230kWh,没有达到预期的效果。

没有达到预期的效果。

22有有22台抽油机出现过平衡现象台抽油机出现过平衡现象常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造AA11处理阶段处理阶段PP22-11分分析析平平衡衡度度低低的的原原因因常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造PP22计划阶段计划阶段方法方法人员人员环境环境设备设备平衡平衡平衡平衡度低度低度低度低曲曲柄柄过过重重员员工工责责任任心心吊臂结构不合理吊臂结构不合理载载荷荷跨跨度度大大11、吊臂结构不合理、吊臂结构不合理抽油机改造用吊臂总重抽油机改造用吊臂总重4.84.8吨吨,活动配重活动配重800kg800kg，可，可调整范围过小，造成了部分抽油机过平衡。

调整范围过小，造成了部分抽油机过平衡。

结论：

要因结论：

要因22、曲柄过重、曲柄过重原抽油机曲柄每块重原抽油机曲柄每块重1200Kg1200Kg，曲柄质量过重，导，曲柄质量过重，导致减速器输出轴扭矩、电动机的时耗功率过大致减速器输出轴扭矩、电动机的时耗功率过大。

结论：

要因结论：

要因常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造PP22计划阶段计划阶段要要因因确确认认33、油井载荷跨度大、油井载荷跨度大经测试改造过的经测试改造过的3030口井，悬点载荷范围为口井，悬点载荷范围为36KN-62KN36KN-62KN，载，载荷范围在抽油机的许用工况内。

荷范围在抽油机的许用工况内。

结论：

非要因结论：

非要因44、员工责任心、员工责任心在改造过的抽油机现场测试过程中，抽油机的配重调整在改造过的抽油机现场测试过程中，抽油机的配重调整都在合理的范围内，说明员工对平衡调整都有较强的责任心。

都在合理的范围内，说明员工对平衡调整都有较强的责任心。

结论：

非要因结论：

非要因常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造PP22计划阶段计划阶段PP22-22制制定定对对策策序序号号要因要因对对策策目目标标措措施施地点地点时间时间负责人负责人11吊臂吊臂结构结构不合理不合理重新设重新设计吊臂计吊臂消除抽油消除抽油机过平衡机过平衡现象现象降低吊臂的不可降低吊臂的不可调重量，将可调调重量，将可调配重块的数量从配重块的数量从4040块增加到块增加到8080块块厂内、厂内、油田油田现场现场2009.042009.04-2009.102009.10张建成张建成刘牧洲刘牧洲李东平李东平22曲柄曲柄过重过重设计设计新曲柄新曲柄将整机平将整机平衡度提高衡度提高到到92%92%以上以上制作新曲柄，将制作新曲柄，将曲柄的重量由曲柄的重量由12001200KgKg降低到降低到350Kg350Kg厂内、厂内、油田油田现场现场2009.042009.04-2009.102009.10赵云峰赵云峰张建成张建成李东平李东平常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造PP22计划阶段计划阶段常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造DD22实施阶段实施阶段DD22实施阶段实施阶段DD22-1-1设计制作新吊臂设计制作新吊臂新新旧旧吊吊臂臂对对比比图图DD22-2-2设计制作新曲柄设计制作新曲柄新新旧旧曲曲柄柄对对比比图图常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造DD22实施阶段实施阶段从对比图可以看出，更换曲柄后，减速器扭矩从对比图可以看出，更换曲柄后，减速器扭矩曲线更加平稳，曲线更加平稳，20092009年年99月检测月检测3030台抽油机，平衡台抽油机，平衡度平均提高到度平均提高到93%93%以上。

以上。

常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造DD22实施阶段实施阶段更换曲柄前扭矩曲线图更换曲柄前扭矩曲线图更换曲柄后扭矩曲线图更换曲柄后扭矩曲线图常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造CC22检查阶段检查阶段改造前后抽油机在油田使用对比效效果果调调查查CC22检查阶段检查阶段改改造造后后的的抽抽油油机机改改进进吊吊臂臂后后改改进进曲曲柄柄后后改改造造前前的的抽抽油油机机序号序号井号井号2008.042008.04（改造前）（改造前）2008.102008.10（一次改造后）（一次改造后）2009.092009.09（二次改造后）（二次改造后）日均耗电日均耗电（KWh）平衡度平衡度（%）日均耗电日均耗电（KWh）平衡度平衡度（%）日均耗电日均耗电（KWh）平衡度平衡度（%）11H1471H147127827881.581.523423487.587.521821895.595.522H1327H132728328383.483.422822890.390.322022094.494.433H1300H130028628682.382.322022091.291.222522592.592.544H9H927327387.487.422822889.089.021821894.794.755H1302H130230430476.876.822222292.792.721421497.197.166H1420H142029329379.579.522022090.490.423023090.790.777H1304H130426626684.684.623823885.485.422122194.794.788H1305H130526926985.285.223223286.586.520920998.198.199H2404H240426526583.783.723923982.182.121921996.396.31010H2402H240229329378.378.322722789.789.721121197.797.71111H1440H144028628687.287.221321391.491.421821895.295.21212H1346H134628228284.884.822922987.287.221421495.795.71313H1368H136827427479.679.623723783.283.221221296.596.51414H1366H136627027085.985.923223284.384.322522592.192.11515H1378H137828628686.686.621221292.492.423523591.291.2小组活动前后抽油机日耗电统计表小组活动前后抽油机日耗电统计表常规十型抽油机节能改造常规十型抽油机节能改造CC22检查阶段检查阶段序号序号井号井号2008.042008.042008.102008.102009.092009.09日均耗电日均耗电（KWh）平衡度平衡度（%）日均耗电日均耗电（KWh）平衡度平衡度（%）日均耗电日均耗电（KWh）平衡度平衡度（%）1616H1473H147330230272.572.524424484.584.523923990.490.41717H1354H135429529574.674.624124182.782.722322393.59