抽油机节能

一、游梁式抽油机的工作原理和能耗分析

1.工作原理游梁式抽油机的工作原理是动力机经由传动皮带将高速旋转运动传递到减速箱,做三轴减速,后由曲柄连杆将动力机产生的高速旋转运动转变为使游梁上下摆动的垂直运动,最后悬绳器通过抽油杆带动抽油泵柱塞上、下循环往复运动,将原油汲取上来。

2.能耗分析电动机损耗:包含各种热损失,摩擦损失以及材质损失。电动机功率越大,铜损越大,影响抽油机平衡。经测算,多数抽油机仅能达到最佳状态的六七成,具有巨大节能潜力。传动损失:机械摩擦传动损耗与润滑条件和抽油机平衡有关。但目前使用的传动皮带转动效率高,在润滑条件好的状态下节能空间有限。减速箱损失:主要有减速箱的齿轮与轴承之间的摩擦造成。减少减速箱损失最关键在于润滑,润滑不足不仅会使能耗上升,还会加速齿轮跟轴承的磨损,缩短使用寿命。换向及平衡损失:在换向结构一定的条件下,能量损耗较小,运行速率高,节能空间不大,而平衡方式的选择不同,对扭矩曲线的峰值有重要影响。

二、游梁式抽油机的节能指标和思路

1.节能衡量指标(1)电控技术水平包含电动机特性,负荷率,功率因素等指标。目前游梁式电动机主要通过改良电源频率,机械性能来提高节能水平。

(2)光杆载荷由抽油机本身的运动性能影响,可以通过改变抽油机的结构,以降低光杆最大载荷值,实现节能的目的。

(3)曲柄轴净扭矩由抽油机的平衡性能影响,改善平衡性的主要方法是改变抽油机平衡方式,如由原来游梁,曲柄及复合平衡改为连杆,随动等新的平衡方式。

2.节能思路(1)通过改进抽油机的结构来实现节能这种思路的重点在于完善抽油机四杆机构的优化设计和改进抽油机平衡方式来使曲柄轴净扭矩曲线的形状以

及大小得到调节,获得波动更平稳,负扭矩更小的理想效果,降低抽油机的周期载荷数,提高电动机运作效率,达成节能目的。

(2)通过改变动力机的工作特性来实现节能目前游梁式抽油机所使用的动力机大多数都是电动机,使用高转差率或者超高转差率电动机从理论上有利于动力机的节能。但根据文献[1]的测算,虽然使用高转差率和超高转差率的电动机减小了电流和功率曲线的平均值,但是高转差率电动机的工作效率要低于常规使用的转差率电动机,同时超高转差率电动机的高价也是阻碍此种节能方法推广的因素。(3)通过增加抽油机的转动惯量来实现节能此种节能思路旨在通过增肌抽油机的转动惯量来发挥其动能均衡的作用,降低电动机所要承受的扭矩波动量,实现节能。然而现今条件下,动力机多数依然采用常规转差率电动机,输出转速变化和抽油机的动能变化都很小,所以单纯依靠动能的变化来均衡所承受扭矩的波动,效果不是十分理想。

三、游梁式抽油机的节能技术1.电动机及曲柄电动机的改造是节能技术的重中之重,主要有以下四种改造方法:

(1)人为改变电动机的机械特性,柔性配合其负荷特性,从而提高系统运行效率。

(2)从设计上改变电动机的机械特性,(如使用高转差电动机和超高转差电动机)从而改善电动机与机杆泵整个系统的配合,减少系统能耗。

(3)换用高效节能电动机,扩大高效区范围,提高电动机效率,降低装机功率,从而减少电动机损失

(4)采用节能型抽油机电动机控制装置(如可控硅调压式节能控制器,变频节能控制器等),对电动机的电压进行动态调节和无功补偿,降低网络电能损失。

2.平衡方式平衡对能量损失产生较大的影响,作为节能的重点,可采取多种形式,通

过游梁偏置,调径变矩下偏等平衡方式的合理运用能够在不同程度上降低扭矩曲线的峰值,减小曲线波动。

3.传动皮带可推广联组传动皮带各种的能量损失更小,动力大,摩擦系数小,丢转少,且能够明显减小带轮的直径与宽度,传动各种的能量损失更小。

4.抽油杆柱对于井液黏度较大的油井,可以利用冲程长,冲次低的工况降低抽油杆的运动速度,采用能降低井液黏度的措施,降低抽油杆柱和液柱之间的摩擦力,对于井筒坡度较大或者井筒弯曲程度较大的油井,可以将扶正器安装在抽油杆上,以减少杆管之间的摩擦损耗。

5.抽油泵选取合适柱塞泵筒之间的间隙,在不增加柱塞泵筒摩擦力的条件下,缩小液体漏失量,采用耐磨耐冲击质地坚实,开关性能良好,水力损失小的阀球和阀座,降低抽油泵部分的能耗。

总结本文从游梁式抽油机的工作原理,耗能分析和节能指标出发,沿着改造思路寻求游梁式抽油机的节能技术,给出了节能建议。各油田可根据油井实际情况进行抽油机节能改造提高负载率和功率因数,改善采油区电能紧张局面,减少开采成本,实现健康可持续发展。

试论游梁式抽油机的节能技术@黄兆丹$河南油田第一采油厂双河采油管理区!河南南阳474780 @罗爱武$河南油田第一采油厂双河采油管理区!河南南阳474780 @董飞飞$河南油田第一采油厂双河采油管理区!河南南阳474780 @张清露$河南油田第一采油厂双河采油管理区!河南南阳474780游梁式抽油机整体结构合理,承载能力强,运行平稳,操作简便,使用周期长,为全球广泛使用的抽油机类型之一,但其能耗大,运行效率不足百分之三十,造成石油开采区供电紧张的局面。本文从游梁式抽油机能耗分析入手,着力探究提升游梁式抽油机能效的

方法,降低开采成本,以增加经济效益。游梁式;;抽油机;;节能技术[1]张清林.抽油机的现状、发展方向及其节能技术的探索[J].科技创新导报,2008(2):97—97. [2]周封,胡洋,孙志刚.抽油机节能方法与变频技术合理应用研究[J].节能技术,2010,28(3):218=221. [3]王贵生.胜利油田节能技术发展现状与展望[J].节能,2010(3):53—56.

节能抽油机节能原理(优.选)

抽油机及辅助配套设备节能对比 一、抽油机节能效果：与偏置式抽油机（参照机）对比 1、摩擦换向抽油机 节能原理：利用直接平衡方式本身就具有能耗低的特点，再加上机械结构上采用摩擦传动式，缩短传动线路，尽量减少传动过程中的能量损失，从而实现节能的目的。 摩擦换向抽油机工作时，以功率因数cosф=1的开关磁阻电动机为原动机，使用智能模拟及数字混合控制，采用摩擦轮传动做为工作机构，机械传动路线短，效率高，实现了正反转换向，起动换向平稳，冲击小，且冲程、冲次均可独立无级调节，控制抽油杆上行及下行速度，有效的降低了电动机输出扭矩的峰值，再加上直接平衡的作用，最终实现了降低电机功率的目的。 选用机型为CYJMH12-5-20BD 节能效果： 与偏置机相比，由于摩擦换向抽油机是完全平衡，装机功率下降了51%，实耗功率最大下降了58.81%。 2、双驴头抽油机 节能原理：通过改变抽油机扭矩因数的变化规律来加强平衡效果，达到节能目的。 双驴头抽油机工作时，游梁后臂的长度变化与悬点载荷的变化相适应，依靠其游梁后臂有效长度有规律的变化，实现了悬点负载大（下冲程结束、上冲程开始）时游梁后臂长，平衡力矩大，悬点负载小（上冲程结束、下冲程开始）时游梁后臂短，平衡力矩小的工作状态，使光杆载荷扭矩变化接近正弦变化，与按正弦变化的曲柄平衡扭矩相对应，增加了抽油机的平衡效果，减小了曲柄净扭矩的波动，降低了驱动抽油机电动机的装机功率，达到了节能降耗的目的。 所选用的两种对比机型分别为： CYJY10-4.2-53HB（偏置机）；

CYJS10-5-48HB（双驴头）； 节能效果：双驴头抽油机若按其匹配的电动机功率计算节电率时，在工况一定的条件下，与偏置抽油机相比，节电率为30%以上。 3、调径变矩抽油机 节能原理：调径变矩抽油机运行时，驴头在下死点时，平衡重的力臂最大，驴头在上死点时，平衡重的力臂最小，使平衡力矩随抽油机驴头悬点的载荷变化而变化，提高了动态平衡率，减小了减速箱的输出扭矩和抽油机的装机功率，提高了电动机的功率利用率，达到了节能降耗的目的。 所选用的机型为：CYJQ10-5-37HF； 节能效果：调径变矩抽油机装机功率减小51%，在前两种工况下，节电率在35%以上，第三种工况没有节电效果。 4、下偏杠铃复合平衡抽油机 节能原理：下偏杠铃复合抽油机工作时，游梁偏置平衡重心的运动轨迹是一段圆弧，当重心处于游梁回转中心的水平线上时，其重力矩最大；当重心处于回转中心的垂直线时，其重力矩最小。利用这一变矩原理与曲柄平衡共同作用，可有效削减峰值扭矩，改善抽油机曲柄轴净扭矩曲线的形状和大小，使其波动平缓，并且消除负扭矩，减小抽油机的周期载荷波动系数，提高电动机的工作效率。 所选用的机型为：PCYJ10-3-37HB； 节能效果：与偏置机相比，下偏杠铃抽油机的装机功率减少50%，实耗功率减少15%～30%。 5、摆杆式游梁抽油机 节能原理：通过二次平衡来改变抽油机扭矩因数的变化规律，实现加强平衡效果，达到节能的目的。 摆杆抽油机机工作时，装在曲柄销上的滚轮在摆杆的轨道上往复滚动，使自重较大的摆杆上、下摆动，带动连杆运动，实现抽油机驴头悬点的上下往复运动。借助于摆杆装置，利用杠杆原理在运动过程中进一步调节抽油机的平衡，实现了降低曲柄输出扭矩，进而达到了降低匹配电机功率的目的。

抽油机采油系统智能化节能控制技术应用研究

抽油机采油系统智能化节能控制技术应用研究 抽油机是目前我国油田开采的主要方式，具有结构简单、耐久性好等优点，得到很大程度的应用。由于其效率低和能耗高，严重影响着油田企业的经济效益。开展抽油机采油系统节能控制研究对于提升油田企业经济效益具有重要的影响意义。 标签：抽油机；采油系统节能；智能优化 1 引言 目前，我国油田的开采以机械采油方式为主，机械采油又分为三种类型：抽油机采油、螺杆泵采油和电泵采油。三种机械采油应用中，抽油机采油应用最为广泛，是重要的采油装备。抽油机应用中，传统游梁式抽油机使用量最大，其开采油量约占机械采油总量的80%-90%左右，这种抽油机具有结构簡单、便于加工、耐久性好等优点，但一般能耗比较高，采油效率比较低。据统计，抽油机的能耗成本约占整个采油成本的40%，可见其量之大。因此，对于抽油机采油进行节能控制研究对于采油成本的控制，提升采油经济性具有重要作用。 2 抽油机采油系统智能化节能控制技术研究的意义 我国油田开采中，绝大情况下都是使用传统的游梁式抽油机进行采油，这种抽油机耗能在整个采油耗能中占比较大。其耗电量约占整个油田耗电量的30-40%，为油田开采的第二耗能装置，仅次于注水操作。因此，开展节能控制对提升经济效益具有决定性意义。 由于传统的抽油机效率低、耗能大等缺点，新型的抽油机不断研究和出现，如国产数控抽油机、链条式抽油机、液压抽油机等等，虽然这些新型的抽油机耗能相对较低，但制造成本和维护成本相对较高，并且其耐久性没有传统游梁式抽油机好，因此其应用受到限制。因此，研究低成本的新型抽油机和降低现有抽油机的耗能、节能等工作对于提升油田企业的经济效益具有重要意义，同时更加有利于推动国家节能减排要求的实施。 3 抽油机能耗大的原因及解决方案 3.1 抽油机能耗大的原因 ①由于曲柄配重形成了几何偏心，导致其惯性力比较大，因此其运行或者运动的起始阶段需要配备大容量的电机来完成，而在真正的运行过程中，又会导致大马拉小车的局面，使得无功损耗增加。②由于不同的曲柄角度的平衡效果是不一样的，平衡效果越差，其能耗越高。在其转动过程中，平衡效果较差。③抽油杆下落时所释放的机械能除了转化为平衡重的位能，还有部分能量通过电机的再生发电转化为电能，而产生的电能也不能完全的并入电网，导致能量的损失，造

抽油机节能

一、游梁式抽油机的工作原理和能耗分析 1.工作原理游梁式抽油机的工作原理是动力机经由传动皮带将高速旋转运动传递到减速箱,做三轴减速,后由曲柄连杆将动力机产生的高速旋转运动转变为使游梁上下摆动的垂直运动,最后悬绳器通过抽油杆带动抽油泵柱塞上、下循环往复运动,将原油汲取上来。 2.能耗分析电动机损耗:包含各种热损失,摩擦损失以及材质损失。电动机功率越大,铜损越大,影响抽油机平衡。经测算,多数抽油机仅能达到最佳状态的六七成,具有巨大节能潜力。传动损失:机械摩擦传动损耗与润滑条件和抽油机平衡有关。但目前使用的传动皮带转动效率高,在润滑条件好的状态下节能空间有限。减速箱损失:主要有减速箱的齿轮与轴承之间的摩擦造成。减少减速箱损失最关键在于润滑,润滑不足不仅会使能耗上升,还会加速齿轮跟轴承的磨损,缩短使用寿命。换向及平衡损失:在换向结构一定的条件下,能量损耗较小,运行速率高,节能空间不大,而平衡方式的选择不同,对扭矩曲线的峰值有重要影响。 二、游梁式抽油机的节能指标和思路 1.节能衡量指标(1)电控技术水平包含电动机特性,负荷率,功率因素等指标。目前游梁式电动机主要通过改良电源频率,机械性能来提高节能水平。 (2)光杆载荷由抽油机本身的运动性能影响,可以通过改变抽油机的结构,以降低光杆最大载荷值,实现节能的目的。 (3)曲柄轴净扭矩由抽油机的平衡性能影响,改善平衡性的主要方法是改变抽油机平衡方式,如由原来游梁,曲柄及复合平衡改为连杆,随动等新的平衡方式。 2.节能思路(1)通过改进抽油机的结构来实现节能这种思路的重点在于完善抽油机四杆机构的优化设计和改进抽油机平衡方式来使曲柄轴净扭矩曲线的形状以

抽油机节能技术规范

游梁式抽油机的节能措施在实际生产中的应用 摘要:探讨游梁式抽油机节能的新方法,即在采用优化游梁式抽油机电动机及控制装置、四连杆机构、悬点载荷平衡装置和传动元件的基础上,来提高这些子系统的效率达到节能的目的,并提出了计算系统效率的方法。 关键词:游梁式抽油机节能新技术综述 1 电动机节能方法 对于抽油机的电动机,节能的关键是提高其负荷率。其一,人为的改变电动机的机械特性,以实现负荷特性的柔性配合,主要是改变电源频率,提高系统效率,实现节能。其二,从设计上改变电动机的机械特性,改善电动机与抽油机的配合,提高系统运行效率。其三,通过提高电动机的负荷率、功率因数,实现节能。使用的节能电机主要有:变频调速电动机,电磁调速电机,超高转差电动机。在使用超高转差电动机时, 应对抽油机系统进行优化设计,才能达到预期目的。试验表明,超高转差电动机能与变几何形状抽油机(如异相抽油机)和前置式抽油机配 合使用,效果很好。另外还有电磁滑差电动机、稀土永磁同步电动机、双功率电动机和绕线式异步电动机。游梁式抽油机用电动机节能是一个非常复杂的问题,选择方案时要考虑电动机效率、功率因数、系统增效、成本投入、可靠性及现场管理等问题。 2 改进抽油机的节能方法

国外抽油机的技术发展总趋势主要有七个方面:朝着自动化、智能化;高适应性;节能;精确平衡;无游梁长冲程;大载荷、长冲程、低冲次;大型化方向发展。研制与应用了各种新型节能抽油机:异相型抽油机、前置式抽油机、前置式气平衡抽油机、大圈式抽油机、轮式抽油机、自动化抽油机、智能抽油机、无游梁长冲程抽油机、低矮型抽油机、液压缸式抽油机、玻璃钢抽油杆抽油机等。同时,还研制了节能抽油机部件,例如:超高转差率电动机、电动机节能控制柜、窄V型联组带和齿型胶带等。我国的抽油机种类已能适应各种工作状况的要求,主要有常规式、前置式、偏置式、链条式和增矩式五种。在抽油机皮带、减速箱和平衡方式等方面研究,使的抽油机效率达到90%以上。研究出了以大载荷、长冲程、低冲次、精平衡、高效节能、高适应性、自动化、智能化、通用化和系列化为代表的先进的抽油机。 3 改进抽油杆的节能方法 采用新型材料和新热处理工艺和强化处理工艺制造抽油杆;各种 新型抽油杆的研究、开发和应用、抽油杆的发展和改进也是提高系统效率的主要措施。由于国外新材料抽油杆和连续抽油杆有了很大发展,出现了多种形式的抽油杆,大大地提高了抽油杆的适应性、经济性、可靠性和先进性。国外也发展了连续抽油杆和连续油管。俄罗斯和瑞典分别研制了钢带式超长冲程抽油机,采用了钢带抽油杆,在地面抽油机滚筒上面缠绕着这种抽油杆,在钢带抽油杆的另一端直接连接着井下具有特殊结构的抽油泵活塞。当然能够增大冲程,增加采油量,系统效率也必然能够提高。国外文献介绍的其它减少抽油杆损失的方法有

抽油机节能技术实践研究

抽油机节能技术实践研究 目前石油开采行业不景气，油田效益逐渐降低，所以节能降耗成为油田发展的重要基础，本文通过对胜利油田清河采油厂某采油管理区的工作实践对抽油机节能技术展开探讨。该管理区管理的区块均为稠油区块，油井负荷比较大，平衡率普遍偏低，2016年初，全区调速电机的使用比例占46%，达73台，油井平均平衡率仅65.6%。目前使用的调速电机普遍于2003年之前生产，老化比较严重，据统计，使用一台永磁电机比一台调速电机每年可以节约电费3.6万元，而一台永磁电机购入成本约1.6万元，更换一台永磁电机只需要163天即收回购入成本。优选部分负荷较轻、使用调速电机的油井更换为永磁电机，则可以达到较好的节能效果。另外，通过筛选平衡率较低的油井调平衡也可以降低单井耗电。 标签：调速电机；永磁电机；节能；调平衡 1 更换永磁电机节能 1.1 更换永磁电机必要性 调速电机由Y系列电动机、控制器和电磁滑差离合器等3部分组成。电磁滑差离合器主要是由电枢和爪形磁极与输出轴组成，电枢和爪形磁极之间没有任何机械连接。优点：调整旋钮可连续调整抽油机的冲次，调整抽油机的冲次既方便又容易。缺点：体积大，重量大，电磁调速系统要多耗一部分电能，输出转速越低自身损耗越大，整体效率也就越低。 近些年来，随着永磁材料性能的不断提高和完善，价格的逐步下降，加上永磁电机研究开发经验的日臻成熟，永磁电机在清河采油厂已得到比较广泛的应用。与调速电机相比，永磁电机具有以下优点：①效率高，额定效率在94%以上，在低负载率下效率更加优于异步电机；②启动转矩大，以16极22KW电机为例，启动转矩高达1456N.m；③功率因数高，运行电流小，额定功率因数在0.97以上，且永磁电机在低负载运行时仍可保持高的功率因数；④既可呈容性又可呈感性负载运行，这一特性最大限度的减少线路损耗，减少线路压降，提高供电质量； ⑤可以通过选择不同级数的电机满足油井不同冲次的生产需求。 该管理区管理区均为稠油区块，油井负荷比较大，2016年初，全区调速电机的使用比例占46%，达73台。目前使用的调速电机普遍于2003年之前生产，老化比较严重。所以将调速电机更换为永磁电机，可以达到较好的节能效果。 1.2 优选适合使用永磁电机的油井 稠油区块部分油井因负荷重、油井易不同步或熱采调参频繁等原因不适合使用永磁电机。项目组对使用调速电机的油井进行逐一分析，筛选出符合以下条件的油井更换永磁电机：①油井最大负荷小于70KN；②油井日常生产较为平稳，不易出现不同步现象；③油井近期无热采计划或热采井已过频繁调参时期，生产

油田抽油机节能

油田抽油机节电器特点： ·油田抽油机节电器优化油泵运行，精确控制停机时间，有效提高产量。 ·油田抽油机节电器大幅降低高峰电力需求和无效抽取时间，节电效果显著。 ·油田抽油机节电器有效消除液锤效应，降低机械系统故障。 ·油田抽油机节电器延长设备使用寿命，降低维护保养费用。 ·产量预测算法，可对油井状态精确评测。 ·井下、地面、电机全方位控制 ·高峰及最小负荷保护 ·变频控制选项 ·自动能量优化控制 ·故障旁路系统 油田抽油机节电器产品性能 1.自动的能量优化控制 2.具有完善的保护及故障显示功能 3.软启动软停车大大降低了启动电流，同时由于提高了功率因素，从而改变了电网的运行状态，使现在的供电系统可以给增加一倍以上数量的抽油机供电。 油田抽油机节电器工作环境： ·适用于各种恶劣的自然环境 ·适合于抽油机电机节电 油田抽油机节电器技术参数： 电源电压：约380V±10% 电源频率： 50Hz~60Hz 节电率： 20%~60% 功率因素提高：≥0.8 功率控制范围： 7.5KW~90KW 一、概述 自从100多年前，以燃烧石油制品为动力的机器诞生以来，对石油的需求量飞速增长，也为石油工业的发展提供了契机。随着采油业的发展，产生了被广泛使用的油井举升设备——抽油机。抽油机的种类繁多，技术发明有数百种。从采油方式上可分为两类，即有杆类采油设备和无杆类采油设备。有杆类采油设备又可分为抽油杆往复运动类（国内外大量使用的游梁式抽油机和无游梁式抽油机）和旋转运动类（如电动潜油螺杆泵）；无杆类采油设备也可分为电动潜油离心泵，液压驱动类（如水力活塞泵）和气举采油设备。 我国的油田不像中东的油田那样有很强的自喷能力，多为低渗透的低能、低产油田，大部分油田要靠注水压油入井，再用抽油机把油从地层中提升上来。以水换油或者以电换油是我国油田的现实，因而，电费在我国的石油开采成本中占了相当大的比例，所以，石油行业十分重视节约电能。目前，我国抽油机的保有量在10万台以上，电动机装机总容量在3500MW，每年耗电量逾百亿kWh。抽油机的运行效率特别低，在我国平均效率为25.96％，而国外平均水平为30.05％，年节能潜力可达几十亿kw·h。除了抽油机之外，油田还有大量的注水泵、输油泵和潜油泵等设备，总耗电量超过油田总用电量的80％，可见，石油行业也是推广“电机系统节能”的重点行业。

抽油机节能控制柜使用说明书-wr

上海位仁节能科技有限公司 抽油机节能控制柜使用说明书 抽油机节能控制柜 使用说明书 上海位仁节能科技有限公司

目 录 1. 前言 (2) 2. 产品检查 (4) 2.1型号、铭牌说明 (4) 2.2外形、结构尺寸 (4) 3. WR－V9系列变频器 (5) 3.1 产品简介及主要功能 (5) 3.2 型号、铭牌说明 (6) 3.3 外形尺寸与安装尺寸 (7) 3.4技术规范 (8) 3.5标准接线 (10) 3.6操作面板 (10) 3.7功能代码表 (13) 4. 能量回馈单元 (15) 4.1 产品简介及主要功能 (5) 4.2 型号、铭牌说明 (6) 4.3 外观、外形尺寸与安装尺寸 (7) 4.4技术规范 (8) 4.5接线与安全 (10) 5. 安装配线及使用条件 (15) 6. 操作运行 (16) 6.1运行前检查 (16) 6.2试运行 (16) 7. 保养、维护及存放 (16) 8. 故障内容、诊断及对策 (17)

该说明书的修订及说明，并保留该说明书印刷后更改产品而不另行通知的权力。本说明书中部分图片是示意图，仅供参考，若图片与实物不符，以实物为准。本说明书版权归本公司所有。 为了充分发挥本控制柜的功能及确保使用者的安全，请详细阅读本使用说明书。当您在使用中发现任何疑难而本说明书无法提供您的解答时，请联络本公司，我们的专业人员会竭诚为您服务。 1.1产品简介及主要功能 1.1.1产品简介 抽油机节能控制柜是专门为陆上油田用抽油机效率低、功率因数低、耗能高、“大马拉小车”等问题设计制造的，是提高抽油机单井采油时率、节约电能、降低网损、解决“大马拉小车”、启动力矩大、电流冲击大等的全自动智能节能控制装置。 1.1.2主要功能及特点 · 全自动控制、无人操作、无需值班。 · 单井功率因数可提高到0.97（3169无功计法），线路综合节电率可达20%，动态跟踪抽油机负荷运行，即使电动机运行在50Hz也能节电。 · 软启动，对电网无冲击，在电网停电后复电，可以实现在1分钟内将油田的全部抽油机起抽。 · 每天可以分6个时段设定6个不同冲次自动运行，实现“削峰填谷”节电和单井程控调参。 · 具有过流、过压、超温、缺相等保护功能。特别具有故障自动复位功能：抽油机在故障停机后，智能控制模块将自动检测抽油机，如为非破坏性故障时，将自动复位再启动抽油机，无需人工操作。 · 能量回馈单元将抽油机不平衡运行时的发电量逆变回电网，弥补了通用变 频器不能将再生电能逆变回电网的缺陷，可大大提高油田抽油机节能控制柜的节能效果。 · 智能化安全启动模式从根本上保障了井上维修人员的人身安全。 · 现有电动机、变压器、电缆完全不动，无需更换。模块化结构，维修保养非常方便。 · 具有稠油井工作模式和防“砸光杆”功能。

游梁式抽油机节能新技术

游梁式抽油机节能新技术 摘要:探讨游梁式抽油机节能的新方法,即在采用优化游梁式抽油机电动机及控制装置、四连杆机构、悬点载荷平衡装置和传动元件的基础上,来提高这些子系统的效率达到节能的目的,并提出了计算系统效率的方法。 关键词:游梁式抽油机节能新技术综述 1 电动机节能方法 对于抽油机的电动机,节能的关键是提高其负荷率。其一,人为的改变电动机的机械特性,以实现负荷特性的柔性配合,主要是改变电源频率,提高系统效率,实现节能。其二,从设计上改变电动机的机械特性,改善电动机与抽油机的配合,提高系统运行效率。其三,通过提高电动机的负荷率、功率因数,实现节能。使用的节能电机主要有:变频调速电动机,电磁调速电机,超高转差电动机。在使用超高转差电动机时,应对抽油机系统进行优化设计,才能达到预期目的。试验表明,超高转差电动机能与变几何形状抽油机(如异相抽油机)和前置式抽油机配合使用,效果很好。另外还有电磁滑差电动机、稀土永磁同步电动机、双功率电动机和绕线式异步电动机。游梁式抽油机用电动机节能是一个非常复杂的问题,选择方案时要考虑电动机效率、功率因数、系统增效、成本投入、可靠性及现场管理等问题。 2 改进抽油机的节能方法 国外抽油机的技术发展总趋势主要有七个方面:朝着自动化、智能化;高适应性;节能;精确平衡;无游梁长冲程;大载荷、长冲程、低冲次;大型化方向发展。研制与应用了各种新型节能抽油机:异相型抽油机、前置式抽油机、前置式气平衡抽油机、大圈式抽油机、轮式抽油机、自动化抽油机、智能抽油机、无游梁长冲程抽油机、低矮型抽油机、液压缸式抽油机、玻璃钢抽油杆抽油机等。同时,还研制了节能抽油机部件,例如:超高转差率电动机、电动机节能控制柜、窄V型联组带和齿型胶带等。我国的抽油机种类已能适应各种工作状况的要求,主要有常规式、前置式、偏置式、链条式和增矩式五种。在抽油机皮带、减速箱和平衡方式等方面研究,使的抽油机效率达到90%以上。研究出了以大载荷、长冲程、低冲次、精平衡、高效节能、高适应性、自动化、智能化、通用化和系列化为代表的先进的抽油机。 3 改进抽油杆的节能方法 采用新型材料和新热处理工艺和强化处理工艺制造抽油杆;各种新型抽油杆的研究、开发和应用、抽油杆的发展和改进也是提高系统效率的主要措施。由于国外新材料抽油杆和连续抽油杆有了很大发展,出现了多种形式的抽油杆,大大地提高了抽油杆的适应性、经济性、可靠性和先进性。国外也发展了连续抽油杆和连续油管。俄罗斯和瑞典分别研制了钢带式超长冲程抽油机,采用了钢带抽油杆,在地面抽油机滚筒上面缠绕着这种抽油杆,在钢带抽油杆的另一端直接连接着井

变频器在油田磕头机上的节能与能量

变频调速技术得益于其优异的节能特性和调速特性，在我国油田中得到广泛应用，中国产值能耗是世界上最高的国家之一。要解决产品能耗问题，除其它相关的技术问题需要改进外，变频调速技术已成为节能及提高产品质量的有效措施。 油田作为一个特殊行业，有其独特的背景，油田中变频器的应用主要集中在游梁式抽油机控制、电潜泵控制、注水井控制和油气集输控制等几个场合。游梁式抽油机俗称“磕头机”，是目前各个油田所普遍采用的抽油机，但是目前的抽油机系统普遍存在着效率低、能耗大、冲程和冲次调节不方便等明显的缺点。具体怎么样应用可以参照SAJ变频器在游梁式抽油机上的应用。 1.磕头机工作原理 当磕头机工作时，驴头悬点上作用的载荷是变化的。上冲程时，驴头悬点需提起抽油杆柱和液柱，在抽油机未进行平衡的条件下，电动机就要付出很大的能量。在下冲程时，抽油机杆柱转而对电动机做功，使电动机处于发电机的运行状态。抽油机未进行平衡时，上、下冲程的载荷极度不均匀，这样将严重地影响抽油机的四连杆机构、减速箱和电动机的效率和寿命，恶化抽油杆的工作条件，增加它的断裂次数。为了消除这些缺点，一般在抽油机的游梁尾部或曲柄上或两处都加上了平衡重，如图1所示。这样一来，在悬点下冲程时，要把平衡重从低处抬到高处，增加平衡重的位能。为了抬高平衡配重，除了依靠抽油杆柱下落所释放的位能外，还要电动机付出部分能量。在上冲程时，平衡重由高处下落，把下冲程时储存的位能释放出来，帮助电动机提升抽油杆和液柱，减少了电动机在上冲程时所需给出的能量。目前使用较多的游梁式抽油机，都采用了加平衡配重的工作方式，因此在抽油机的一个工作循环中，有两个电动机运行状态和两个发电机运行状态。当平衡配重调节较好时，其发电机运行状态的时间和产生的能量都较小。 2. 变频器在抽油机的控制问题主要体现在如下几个方面 一方面是再生能量的处理问题,游梁式抽油机运动为反复上下提升，一个冲程提升一次，其动力来自电动机带动的两个重量相当大的钢质滑块，当滑块提升时，类似杠杆作用，将采油机杆送入井中；滑块下降时，采油杆提出带油至井口，由于电动机转速一定，滑块下降过程中，负荷减轻，电动机拖动产生的能量无法被负载吸引，势必会寻找能量消耗的渠道，导致电动机进入再生发电状态，将多余能量反馈到电网，引起主回路母线电压升高，势必会对整个电网产生冲击，导致电网供电质量下降，功率因数降低的危险；频繁的高压冲击会损坏电动机，造成生产效率降低、维护量加大，极不利于抽油设备的节能降耗，给企业造成较大经济损失。 另一方面是冲击电流问题，如图二所示游梁式抽油机是一种变形的四连杆机构，其整机结构特点像一架天平，一端是抽油载荷，另一端是平衡配重载荷。对于支架来说，如果抽油载荷和平衡载荷形成的扭矩相等或变化一致，那么用很小的动力就可以使抽油机连续不间断地工作。也就是说抽油机的节能技术取决于平衡的好坏。在平衡率为100％时电动机提供的动力仅用于提起1/2液柱重量和克服摩擦力等，平衡率越低，则需要电动机提供的动力越大。因为，抽油载荷是每时每刻都在变化的，而平衡配重不可能和抽油载荷作完全一致的变化，才使得游梁式抽油机的节能技术变得十分复杂。因此，可以说游梁式抽油机的节能技术就是平衡技术。对长庆油田几十口油井的调查显示，只有1～2口井的配重平衡较好，绝大部分抽油机的配重严重不平衡，其中有一半以上口井的配重偏小，另有几口

节能抽油机相关理论

J8大港小集“双高”油田节能技术的集成应用项勇，姬瑞，梁晓亮，许明飞，蒋华石油石化节能年，卷(期)： 2012(6) 将游梁抽油机更换为复式永磁电动机抽油机。 该抽油机应用了稀土永磁同步电动机的尖端技术，及永磁同步电动机专用变频控制装置,甩掉了传统游梁式抽油机的减速、换向等复杂的机械系统，冲速降低为1~3 min-1，冲程可达到7 m 以上 （在规定范围内冲程、冲速无级可调），具有结构简单、提效增液、易操作、免维护、高效节能等良好性能。 原因：小集油田是典型的断块油田，油田区块零散，各区块、各油层原油物性差异较大。随着油田进入高含水开发期，油井的产液性质发生了较大改变，而油田依然沿用开发初期（低含 水期）的双管掺水、单管加热集油工艺和生产方式，不能适应油田高含水开发期生产需要，地面系统存在着高成本、高能耗、腐蚀老化严重、安全环保隐患大等问题，给油田生产经营、安全环保和可持续发展带来了严重挑战。地面系统存在的问题主要表现在以下几方面： 1）机采系统配套不合理，生产载荷大、周期短、能耗高。小集油田属于稠油油田，油井具有原 油物性差、液面深等特点，地层日产液量低于10 m3的抽油机井23 口，平均单井日产液5.44 m3，平均日产油2.7 t，平均泵效27.5% 。泵挂深（2 140.3 m）造成生产载荷大，平均能耗高达311 kWh/d。同时，电泵井电机功率偏高，能耗相对较高。 技术方案：规模推广成熟的节能新工艺、新技术、新设备、新材料，降低小集油田的系统能耗， 节约成本，提高油田的整体开发效益。 1）机采系统：应用小功率电泵电动机技术、复式永磁电动机节能型抽油机，降低机采系统的 能耗。 针对电泵机组能耗高的问题，为了充分利用电动机的额定负载能力，减少功率损耗，研发了37.5 kWh 低功率节能电泵，主要是对电泵叶轮加工技术进行改进： J14浅谈节能技术在抽油机井上的应用王越中国石油和化工标准与质量年，卷(期)： 2011,31(8) 大庆油田有限责任公司第三采油厂第四油矿黑龙 安装使用节能型抽油机，提高抽油机井系统效率 节能型抽油机丰要包括曲柄异相平衡抽油机，前置式抽油机，双驴头抽油机和渐开线型减速箱齿轮抽油机等。 自2001年至2010年9月底把4台CYJll一3—48HB型抽油机更换成新一代节能型CYJUIO一4．8-48F抽油机。在相同抽汲参数条件下，弯游梁减速箱额定扭矩比常规游梁式抽油机下降30％以上，从这4台抽油机系统 效率看，比原ll型机平均系统效率由15．2％提高至40．3％，提高了25．1个百分点；一年耗电与原机型耗电量对比少耗电219KW·h，4台可节电87．6×104Kw·h，1Kw．h工业用电按0．59元计算，全年共节约电费44．67万元。新型抽油机整机价格为17．5万元，只节电一项3年既可收回成本投入，取得了显著的节能效果。 3应用节能配电装置，提高抽油机的系统效率 在“十一五”期间，机采井应用节能新技术、新产品推广应用。先后更换节能电机62口，有高转差率电机、双速双功率电机、永磁电机和双功率电机。目前北部过渡带抽油机具有节能功能的电机有195口井，占总井数的68．4％。共有8种类型。更换的原则是：第一，对于启动不困难。电机利用率低、功率因数低 的抽油机井采用永磁电机技术。第二，对丁二产液硅变化呈现周期性变化和供液不足的井采用双速电机技术。第三，对于启动困难的抽油机并可采用高启动转矩电机。第四，对F其它条件适合应用节能电机的抽油机井采用多功率电机技术。 J28敖包塔油田地面机采举升技术应用现状评价宋丽新吴岩庆石油石化节能年，卷(期)： 2013(7)

油田抽油机节能方式综述及解决方案

前言 目前，抽油机是应用最普遍的石油开采机械之一，也是油田耗电大户，其用电量约占油田总用电量的40％，且总体效率很低，据调查一般在30％左右。油田抽油机负载是独具特点的时变负载：有动、静负载特性之分。起动初始状态要求拖动电机的起动力矩是抽油机实际负载的3－4倍，甚至更大，起动力矩是抽油机选配电机的第一要素。当起动力矩适用则负载功率必然匹配不佳，运行负载功率都远小于电机的额定功率，即所谓“大马拉小车”现象。过剩的抽油能力令抽油机的无功抽取时间增加，造成油井开采的电费成本居高不下，能源浪费十分严重。可见抽油机的节能潜力非常可观。 1抽油机井节能技术 抽油机-深井泵举升本身是一种耗能的举升工艺，一旦在测试中发现能耗为负，则一定说明测试中存在问题。但是由于抽油机-深井泵举升过程中由于悬点载荷呈周期性变化，悬点载荷的不均匀性，必然导致在其能耗过程中表现出了一定的特殊性。正是由于这种特殊性，也为抽油机井实施节能降耗带来了一定的前提条件，也可以肯定地说，目前抽油机井节能措施无不针对其能耗的特殊性而采取的。 抽油机节能技术主要是围绕上述三个特点实现的。从目前应用的抽油机井节能技术主要有三大类： 一是提高功率因数类。如电容补偿、永磁电机。

二是提高电机功率利用率类。如高转差电机、多速电机、Y-Δ转换控制箱。 三是改善电机消耗功率不均衡类。主要是液力藕合器、离合器等。 1.1其它节能技术 其它节能技术中主要介绍液力藕合器、离合器的工作原理。其实这两种技术的工作原理相同，就是改善电机消耗功率不均衡。不同点是前者安装在电机的输出端，后者安装在抽油机减速箱的输入端，取代大带轮。 其原理是电机启动后，液力藕合器或离合器开始积蓄能量，当积蓄的能量足够大时，便释放能量帮助电机带动了抽油机减速箱齿轮旋转，实现了电机的软起动。在抽油机动转过程中，当负荷小时，液力藕合器或离合器积蓄能量，当负荷大时释放能量，从而使电机工作在负荷较为均衡的工作条件之下，从而实现节能。 1.2抽油机的电能消耗的特点 由于抽油机井悬点载荷呈周期性变化，因而从能耗上也会呈现出周期性变化的特点。一般情况下，我们认为抽油机井的悬点载荷在一定的时间内有着很好的重复性，因而从能耗角度也会很直接地反映其重复性。抽油机在运转过程中其能量消耗主要有以下几个方面的特点： 一是其能耗的不均衡性。主要表现在上下冲程过程能量消耗

抽油机智能控制系统

抽油机智能控制系统 抽油机智能控制系统专门针对油田节能降耗，自动化，数字化的生产开发的新一代控制系统。抽油机智能控制系统，根据抽油机的特殊负载情况专门设计产品。该系统配置在常规游梁式抽油机上，采用先进的功率电子技术、计算机技术和控制技术，实现抽油机的智能控制，达到节能、自控和提高抽汲能力的目的，进而提高了抽油系统的系统效率。该系统配置了高性能矢量型变频器，内含直流电抗器，输入电抗器，输出电抗器，减少了对电网的谐波干扰，提高了电网质量；内含RFI无线电射频干扰滤波器，极大改进了抗干扰和抗雷击功能；内含制动单元，能够有效地释放制动能量，形成集成控制，适应抽油机的特殊应用。抽油机智能控制系统是以“以人为本”设计理念使产品更具人性化。能进行远程状态监视和控制。根据各种功能模块和相应的传感器的检测，将油井实测的相关数据、参数通过无线网络传输至数控中心进行运算比对，并通过矢量变频调速技术对抽油机进行动态监测控制，以达到高效节能的自动化、数字化的控制目的。该产品具有以下特性： 1．控制系统具有周期性采集示功图的功能。 2．可在线实时监控油井工作状态信息。 3．可根据井况实现自动间歇式抽油模式 ４．具有测量三相交流电压、电流、有功功率、功率因数等电参量的功能。５．可实现无线电台、无线以太网、光纤以太网、GPRS网络进行数据传输和远程控制功能。 ６．具有对电机启动堵转、过载、欠压、过压、缺相、短路、欠载报警保护功能。７．具有工频和变频，手动和自动，远程和就地等多种工作模式的选择。８．高性能矢量控制变频交流电动机驱动，系统出现报警时，可自动转换为工频状态运行，确保油井不停机、不停产。 ９．适用于标准电机和高滑差电机 １０．本控制装置可取代原有的任何控制柜、软启动器、补偿器，功率因素达到0.90以上，节能幅度：15%以上。 1１．宽工作温度范围，控制柜具有温控功能，温控器为机械触点式，温控范围75℃～-50℃，温控组件为合金加热板和风扇。 1２．户外标准柜体，专利设计，防护等级高 ．适用井况 1. 工作环境特别恶劣的油井 2.需要间歇工作的油井 3.经常改变井况的油井（如：注气井，注水井） 4.低于设计能力的油井 5.经常断杆的油井 6. 水平井 7. 高含气井 8.经常结腊的油井 ．技术规范 冲次 1～12次/分 上下速比 R≤1-3 电机功率范围 P≤75KW 输入电源电压三相AC，380 v

抽油机节能改造方式应用研究

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/4c4136757.html, 抽油机节能改造方式应用研究 作者：江俊郴 来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第17期 [摘要]以常规游梁式抽油机机型为基础，研究改型，开发具有结构简单、维修方便、能耗较低等优点的节能型抽油机。针对新疆油田日趋老化，井况复杂，采油成本增高，以及在用常规游梁式抽油机能耗大，机型陈旧，不能适应油井深抽工艺需要的现状，对在用的能耗高的旧常规游梁抽油机进行技术改造，是当前降低抽油机能耗的一个首要任务。将旧机改造成调径变矩抽油机，为油田旧抽油机节能改造提供了一新途径，经现场实践，调径变矩抽油机改善了抽油机的运动特性和动力特性，降低了功耗；充分利用原机的构件，优化关键部位，使各构件受力合理，并具有较合适的安全系数，节能效果显著，运转平稳，管理方便。 [关键词]游梁式抽油机节能降耗技术改造 抽油机采油是老油田生产的主要手段，百口泉油田抽油机井占机采井的96%以上。我国原油开采的成本一直比国外高，其中机械采油的成本比重很大，因此采用新机型直接降低电耗成本和维修费用，是降低原油开采成本的主要措施。另外，过去油田增产的主要方法是增加井位，而增加井位必须增加总电容量。所以在油田总电容量一定或不易增容的情况下，寻求单机电耗降低的节能型抽油机是唯一途径。节能改造的主要特点继承和保留了原常规游梁式抽油机的全部设计和可靠耐用等特点，而且减少了减速箱的峰值扭矩和负扭矩，使抽油机的性能得到很大的改善，维护费用较常规游梁式抽油机低35%，该机适用于新机制造，更适用于对大量现场使用的常规游梁式抽油机进行节能、升级改造。 1常规游梁式抽油机机械能耗分析 目前我厂稀油老区常规游梁式抽油机的改造方式主要是调径变矩节能改造。改造的主要机型为CYJY10-3-53HB型抽油机，该机型结构简单，操作方便，经久耐用。长期以来仍然是油田生产的主要举升设备。目前我厂老区大多数为常规游梁式抽油机。但常规游梁式抽油机存在能耗高，调参占产时间长，维护强度大等缺点，经测试对比，运行状况如下： 1.1平衡特性差 常规游梁式抽油机的平衡率仅达到70—85%。 1.2常规游梁式抽油机能耗分析 百口泉油田抽油机井机械能耗按照生产井的产量、液面、冲次、泵效、有功功率等进行对比，测得的28口井平均值结果见表1。

探究抽油机节能降耗技术

探究抽油机节能降耗技术 摘要：石油天然气采集过程既是能源生产过程,寸也是能源大量消耗过程。其中,抽油机能耗 占整个能源消耗比例的１／３,其年耗电量超过１．０ｘｌ（ＦｋＷ,同时能源效率最高仅为２３％左右。如何降低抽油机的能耗一直是油气行业的难题。近年来,随着物联网技术的发展,安装在井口的各 种传感器采集了大量的油气生产相关的数据,为利用大数据技术研究抽油机节能降耗方法提供了有利条件,同时也带来了新的能耗问题。本文对抽油机能耗进行分析,概述了游梁式抽油机井工作原理及主流 节能降耗技术,包括：改进机械结构、＇添加光杆减震器或减载器等额外控制装置、改进电机驱动技术、调整抽油机、基于回归神经网络改进ＡＰＥＡ２算法人髯钣挪僮鞑问、示功图压缩等方法,指出了新技术在此领域应用的方向。关键词：抽油机；物联网；示功图引言 游梁式抽油机井是覆盖范围最广的油井类型,中国内陆地区９０％的油井均为游梁式抽油机井 。其能耗占整个能源消耗比例的１／３。因其数量巨大每年耗电量超过１．０ｘＫＦｋＷ,同时能源效率最高仅为２３％左右,如何降低抽油机能耗、提高能源效率是亟待解决的问题。同时,随着物联网技 术的发展,为加快推进油气田生产信息化建设,实现信息化与工业化的融合,提{油气生产管理水平, 确保安全生产,各石油企业先后建设大量信息化系统。信息化系统依赖的机器仪表以及系统每天产生数据的传输和存储又会耗费大量的资源,如何降低这部分能耗是摆在油气企业面前的难题。本文对游梁式抽油机井能耗进行原理分析,综述主流的节能降耗方法,希望对抽油机降耗的研究人员起到引路的作用 。１游梁式抽油机能耗分析 现阶段,梁式抽油机因其结构简单、可靠耐用、维护方便等特点,已经使用１５＃年。由于梁 式抽油机平面四连杆机构的固有特点,尽管其具备出色的扭矩平衡特性,但实际生产中仍存在平衡效果差、负扭矩、齿轮箱扭矩波动较大￣工作效率逐渐降低、能耗不断增加、“大马拉小车”等现象。梁式抽油机的系统效率大部分低于３０％,有极大的优化改进空间。除抽油机的能耗效率外,为了实时监控抽 油机井的工作状态而安装的抽油机辅助生产设备的能耗也日渐攀升。包括示功图、变频器、温度、压力等相关生产参数的采集,传输与存储。抽油机井大部分地处偏远,数据传输需要自建通讯基站来完成。 采集参数中数据量最大的示功图,因采集频度高、抽油机数量庞大,每天产生的数据量非常巨大,按４ ．０ｘｌＯ５口抽油机井计算,每幅功图通讯时约需要２０ｋｂｐＳ带宽。对于地处偏远无公网的油井来说,需要自建基站来满足数据传输的需求,全国的抽油机示功仪每年约耗电１４４００ｋｗｈ,每台 示功仪需要３年更换一次电池。．以示功图数据为代表的采集参数造成的能耗问题,亦有很大的提升空间。要提升抽油机工作效率,降低能耗,要从抽油机的工作原理人手。 ２游梁式抽油机工作原理 抽油机的核心部件是由齿轮箱轴、曲柄与连杆连接点、连杆与游梁连接点、支架轴之间的连接线组成的平面四连杆机构。该平面四连杆机构具有将变速箱的旋转运动转化为操作井下泵所需的往复运动,它的几何参数和动力学特性对抽油机的工作性能有着极其重要的影响。梁式抽油机的平面四连杆机构具有出色的扭矩平衡特性,但实际生产中仍存在平衡效果差、负扭矩、齿轮箱扭矩波动较大、工作效率逐渐降低、能耗不断增加,“大马拉小车”等现象。梁式抽油机的系统效率大部分低于３０％,有极大 的优化改进空间。从原理出发,下面从改进机械结构、添加额外控制装置、改进电机驱动技术、调整抽油机参数及新技术在此领域的应用这几方面对抽油机节能降耗技术进行分析。 ３游梁式抽油机节能方法浅析 为了提高梁式抽油机的系统效率、节约能耗,国内外研究学者从多个方面人手,取得了重要的 研究成果。３．１改进机械结构 通过改进机械结构来加强平衡,节约能耗的典型方法异相梁式抽油机,又称偏置型抽油机,它 具备良好的性能和耗电量低等特点。异相梁式抽油机与一般的梁式抽油机的区别主要是它的变速箱和支架是偏离的且曲柄中心线与平衡块的中心线有个相位角。这种设计使曲柄设计降低了上冲程的载荷和加速度,减小齿轮箱的峰值扭矩,达到了节能降耗的效果＇异性游梁式抽油机,包括双驴头抽油机、弯游 梁抽油机和其他基于常规游梁式抽油机改进的机型。其中,双驴头抽油机自投入使用以来,其应用效果 表明节能率约为２０％￣３０％［４６］。这种抽油机由于采用变径圆弧的游梁后臂,使其实现负载大时平衡力矩大,负载小时平衡力矩小的工作状态,从而降低光杆扭矩,达到加强平衡、降低能耗的目的 。这种在机械结构上进行改进的抽油机具有很好的节能效果,在国内大多数油田都有广泛的应用。但是,这种节能方法只适用于安装抽油机之前抽油机的选型阶段,对于已安装投产的抽油机不太适用。

抽油机国内外研究现状与发展趋势

抽油机国内外研究现状与发展趋势 一．国内抽油机研发现状 油机是有杆抽油系统中最主要举升设备。根据是否有游梁，可分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。经过一百多年的实践和不断的改进创新，抽油机不管是结构形式还是在使用功能上，都产生了很大的变化。特别是近几十年来，世界对原油的需求量不断加大，对油田深度开采的能力有了更进一步的要求，在很大程度上加快了抽油机技术发展的速度，催生出多种类型。目前, 国内抽油机制造厂有数十家, 产品类型已多样化, 但游梁式抽油机仍处于主导地位。根据公开发表的资料统计, 我国现有6 大类共45 种新型抽油机[ 1] , 并且每年约有30 种新型抽油机专利, 十多种新试制抽油机[2] , 已形成了系列, 基本满足了陆地油田开采的需要。各种新型节能游梁式抽油机如双驴头式抽油机、前置式抽油机、异相曲柄平衡抽油机、前置式气平衡抽油机、下偏杠铃系列节能抽油机[ 3]和用窄V 形带传动的常规抽油机等均已在全国各个油田推广应用, 并取得了显著的经济效益。长冲程、低冲次的无游梁式抽油机的研制也取得了一些进展, 如由胜利油田研制的无游梁链条抽油机, 经过国内十几个油田稠油及丛式井的推广使用[4], 在低冲次抽油和抽稠油方面已初见成效。此外, 桁架结构的滑轮组增距式抽油机、滚筒式长冲程抽油机已在某些油田进行了工业试验[5]; 齿轮增距式长冲程抽油机的研制工作也取得了新的进展; 质量轻、成本低、便于调速和调整冲程的液压抽油机经过几年的研制和工业性试采油, 也积累了一定的经验[6]。其他型式新颖的抽油机如数控抽油机、连续抽油杆抽油机、车载抽油机、磨擦式抽油机、六连杆游梁式抽油机和斜直井抽油机等也正处于不断改造和试生产过程中[7]。然而，游梁式抽油机的缺点是不容易实现长冲程低冲次的要求，因而不能满足稠油井、深抽井和吉气井采油作业的需要。同时，长冲程低冲次的无游梁式抽油机的性能尚有待完善 (如油田正在使用的链条式抽油机还存在链条寿命短、换向冲击载荷大和钢丝绳易断、导轨刚．度不足容易变形等问题)，而且品种规格还很少，不能适应当前石油工业的发展[8]。液压抽油机至今仍处在研制阶段[9] 二·国外抽油机的研发现状 目前，世界上生产抽油机的国家主要有美国、俄罗斯、法国、加拿大和罗马尼亚等[10]。为了减少能耗, 提高采油经济效益, 近年来国外研制与应用了许多节能型抽油机。例如异相型抽油机节电15%~ 35%; 前置式抽油机节电368% 前置式气平衡抽油机节电35% 轮式抽油机节电50%~ 80% 大圈式抽油机节电30%; 自动平衡抽油机节电30% ~ 50%; 低矮型抽油机节电5% ~20%; ROTAFLEX 抽油机节电25% 智能抽油机节电174%; 螺杆泵采油系统节电40%~ 50% [11]。近年来国外很重视改进和提高抽油机的平衡效果, 使抽油机得到更精确平衡。近年来, 为了节约能耗、提高采油经济效益, 国外研制与应用了许多节能型抽油机, 在采油实践中, 取得较好的使用效果。如变平衡力矩抽油机, 可使上冲程平衡力矩大于下冲程力矩。前置式气平衡抽油机, 由于可在动态下调节气平衡, 平衡效果较好。气囊平衡抽油机有90% 以上载荷得到平衡[12]。双井抽油机可利用两口油井抽油杆柱合理设计得到更精确的平衡。自动平衡抽油机可保证在上下冲程每一瞬间得到较精确的平衡效果[13]。近年来国外研制与应用了多种类型长冲程抽油机, 其中包括增大冲程游梁抽油机、增大冲程无游梁抽油机和长冲程无游梁抽油机[14]。 1 前置式气平衡抽油机美国工J uf kin 公司生产的A 系列前置式气平衡抽油机具有较好的技术经济指标, 抽油机重量减轻40 %, 尺寸缩小3 5 % , 动载荷

抽油机结构图

1 引言 石油化工行业是国民经济发展的基础行业，同时也是耗能大户。目前，我国石油化工行业中抽油机的保有量在10万台以上，电动机装机总容量在3500MW，每年耗电量逾百亿kW·h。抽油机的运行效率特别低，在我国平均效率为25.96％，而国外平均水平为30.05％，年节能潜力可达几十亿kW·h。我国的油田不像中东的油田那样有很强的自喷能力，多为低渗透的低能、低产油田，大部分油田要靠注水压油入井，再用抽油机把油从地层中提升上来。以水换油或者以电换油是我国油田的现实，因而，电费在我国的石油开采成本中占了相当大的比例，所以，石油行业十分重视节约电能。多年来，各采油厂一直在抽油机节能的问题上下功夫，近几年的实践证明，变频调速是最理想的高效调速节电技术。在油田生产中，应用变频技术，一是改造“大马拉小车”设备，适应变工况运行，二是生产工艺自动化的需要，作为闭环系统中理想的执行器。因为油田生产的特殊性，选用变频器常重点考虑操作简单化，运行的安全性、可靠性、经济性，出现故障后系统处理的灵活性。变频技术的发展日新月异，在油田生产中也由过去的简单应用发展到系统集成，自动控制。所以，我们面临的问题是怎样做到变频、电机、负载整个系统应用最优化，节电效益最大化。 2 抽油机介绍及相关功能需求 抽油机(俗称叩头机)是石油开采中的必备设备。一般，每个原油生产井都至少使用一台抽油机，将深藏在地下(或海水中)的石油通过抽油管抽出。图1给出了抽油机的结构图。抽油机的每个工作循环可分为上提抽油杆，下放抽油杆，从上提抽油杆转换为下放抽油杆，从下放抽油杆转换为上提抽油杆四个阶段。

图1 抽油机结构图 图1中: 1—底座; 2—支架; 3—悬绳器; 4—驴头; 5—游梁; 6—横梁轴承座; 7—横梁; 8—连杆; 9—曲柄销装置; 10—曲柄装置; 11—减速器; 12—刹车保险装置; 13—刹车装置;14—电动机;15—配电箱。 抽油机的负荷电流曲线如图2所示。显然抽油机的负载为一周期性变化的负载。抽油机由于其特殊的运行要求，所匹配的拖动装置必须同时满足三个最大的要求，即最大冲程，最大冲次，最大允许挂重。另外，还须具有足够的堵转转矩，以克服抽油机启动时严重的静态不平衡。因此，往往抽油机在设计时确定的安装容量裕度较大。