节能型抽油机在萨北油田的应用与探讨

近年来,大庆油田已进入开发中后期,“低流压、低泵效、低产出”油井越来越多,传统的游梁式抽油机由于能耗大、难维修,已经不能适应油井采油工艺的需要.为了弥补上述不足,大庆油田采油三厂第一油矿应用的复式永磁抽油机、游梁直拖式抽油机均采用永磁(复式、直线)电动机进行直接电动机驱动,摒弃了大部分变速传动环节,将传统的旋转驱动变为直线往复驱动,使抽油机具有更加完善的动力性能、运动性能和平衡性能.现场试验前后测试数据的对比分析表明,应用节能电动机驱动的新型抽油机系统效率提高了25%以上,具有较好的节能效果.     

塔架式数控抽油机应用效果评价

传统游梁式抽油机无论怎样变型,其传动效率一般只有70%~80%,相应的能耗较高,同时其匹配的异步电动机由于存在铜损和铁损,效率也不高,从而制约油井系统效率的提高。针对这种状况,试验应用了塔架式数控抽油机,它采用复式永磁电动机作为动力,在整体结构上取消了普通游梁式抽油机的所有机械传动部分,采用电动机直接驱动的方式,并在智能变频控制器的控制下完成复式永磁电动机的正反转,从而实现抽油杆的上下往复运动,是一种能耗较低的油田新型抽油设备。     

孤岛油田抽油机采油系统的能耗分析及系统最优配置

对油田抽油机采油系统进行能耗分析,寻找各种改善抽油机性能和提高节能效果的方法,对指导油田在不同开发阶段进行抽油设备配套和抽油机节能改造以及降低采油成本具有重要意义。文章介绍了抽油机采油系统中的能耗损失,分析了孤岛采油厂油井负载状况及参数需求,对抽油机的选型进行了探讨。认为游梁式抽油机应采用软特性驱动,在油井地面设备的配套上要考虑电动机节能与抽油机的合理驱动之间的有机结合,并介绍了3种组合的应用实例,节能效果均较显著。     

抽油机用液力偶合器的试验研究

采用液力偶合器传动箱动力机组,将调速电动机、偶合器及齿轮减速箱组合为一个动力单元可降低游梁式抽油机的系统能耗。在分析抽油机液力偶合传动原理的基础上,指出液力偶合传动装置采用双速电动机作为动力机,取消了胶带传动,偶合器使电动机的峰值电压降低,可降低冲击载荷30%~40%,同时对抽油机液力偶合传动装置进行了6口井的现场应用。应用结果表明:抽油机液力偶合传动使电动机功率由37 k W降至30 k W,平均日耗电由234 k W·h降至191 k W·h,节电率达18.37%。所得结论对老油田抽油机节能改造具有参考价值。     

复式永磁电动机抽油机设计及现场试验

抽油机作为目前主要的机械采油设备,在油田得到了广泛应用,但由于游梁式抽油机必须通过减速和传动机构才能实现抽油杆的上下往复运动,因此传动效率较低,从而影响油井系统效率的提高。复式永磁电动机抽油机在整体结构上取消了普通游梁式抽油机的所有机械传动部分,采用电动机直接驱动的方式,并在智能变频控制器的控制下实现抽油杆的上下往复运动,是一种结构简单、能耗较低的新型油田采油设备,对实现节能降耗具有重要意义。     

W型曳引抽油机的节电机理研究与应用

为应对传统游梁式抽油机受到新技术、新工艺、新装备的挑战,研制了一种无游梁塔架式W型曳引抽油机。该抽油机以机架为载体,采用外转子稀土永磁同步电动机为动力,电动机直接驱动安装在其两侧的曳引轮。中原、华北等油田现场应用表明,该抽油机有功节电率达37.2%,实测噪声54dB,低于国家标准,提高系统效率10%,受到油田用户普遍好评,与游梁式抽油机相比具有独特的技术性能,凸现出显著的节能特点,值得大力推广和应用。     

超越离合器在现场实践中的应用评价

由于曲柄的平衡力矩与悬点载荷的力矩匹配度不好,使曲柄轴出现负扭矩,电动机负荷产生较大波动,就会出现抽油机带动电动机反发电的现象,反发电会减少电动机的使用寿命,降低系统效率,同时反发电产生的电流会冲击电网,增加线路损耗,增加耗电量。在抽油机井上应用超越离合器可以使原来的双向动力传动系统变为单向动力传动,这种特性使不平衡负荷不能带动电动机发电,提高了传动效率。超越离合器在萨北油田的现场应用从根本上杜绝了反发电现象,具有一定的节能、增产效果。     

净扭矩呈小波动形态的新型抽油机动力学研究

针对常规游梁式抽油机电动机输入功率过高导致抽油机效率低、能耗过高的问题,研制了一种基于摇块机构的游梁变矩式抽油机。该抽油机传动机构在附加平衡载荷条件下,其曲柄轴净扭矩表现出了非常小的波动形态,电动机效率被提高,从而使抽油机的能耗大大降低。对该新型抽油机传动机构的运动和动力学分析结果表明,新型游梁变矩式抽油机较常规抽油机最大净扭矩大幅降低,最小净扭矩明显提高;其载荷波动系数CLF值趋近于1.0;均方根扭矩值较小,表现了较好的节能效果和很好的长冲程运动和动力性能。     

直线电动机直接驱动的节能型抽油机现场应用与评价

常规游梁式抽油机由于其突出的优点一直占据着有杆泵采油地面设备的主导地位,随着油田相继进入开发中后期,井况变得更加复杂,降本增效的任务更加艰巨,对节能型采油设备的需求更加迫切。针对传统游梁式抽油机系统转换效率低、稳定性差的问题,引进复式永磁电动机抽油机、直线电动机抽油机、直接平衡直线电动机抽油机3种由直线电动机直接驱动的节能型抽油机,简化了机械传动过程,有效地提高了效率,通过3种节能型抽油机的现场应用情况,对比分析出不同抽油机的适用条件。     

塔架式数控抽油机在高尚堡油田的应用

塔架式数控抽油机是一种新型无游梁抽油机,在保持高可靠性的前提下,具有调参方便、长冲程、大负荷、小体积、节约占地,以及节电效果显著等优点.塔架式数控抽油机采用金属钢架塔式结构,通过开关磁组电动机控制系统(SRD)控制开关磁组电动机实现正反转换向,带动减速器、联轴器驱动卷筒,使卷筒释放、缠绕驱动带实现抽油杆上下往复运动,达到抽吸效果.现场应用表明,塔架式数控抽油机运行参数适应油田开发的需要,操控简单,解决了传统游梁式抽油机效率低、能耗高和调整参数复杂等问题,收到了理想的应用效果.     

直线电机抽油机

油田机械采油设备一直是油田的主要耗能设备。常规游梁式抽油机多采用四连杆机构进行传动，这种结构特点导致减速箱曲柄轴扭矩的不平稳性，造成电机的峰值功率远大于其平均功率。近年来出现了不少节能型抽油机，但由于结构上仍采用四连杆机构传动，抽油机的装机功率仍远高于其平均实耗功率，电机的功率利用率较低，节能效果有限。直线电机驱动抽油机取消了四连杆机构、带传动及减速箱（减速箱、曲柄销及带传动等部件是游梁式抽油机的易损件及故障多发部件），使主体结构更趋于简单，提高了抽油机的运行效率。     

ZDCYJ-Ⅰ型直线电机驱动抽油机的设计

文章分析了游梁式抽油机实际使用中存在的问题和直线电机驱动抽油机的研究现状,研究设计了功能齐全的ZDCYJ-Ⅰ型直线电机驱动抽油机,介绍了该型抽油机的结构、工作原理及其主要特点.该型抽油机冲程长、操作简单、传动效率高、节能效果好,故障点少,便于制动,可靠性较高,具有推广应用前景.     

基于电磁炮原理的直接驱动电磁抽油机构想

针对目前油田普遍存在高能耗问题，分析了常用的一些抽油机节能方法。指出大部分方法都是在原有游梁式抽油机的基础上进行改良。因而不能克服游梁式抽油机所固有的传动链长、系统可控性差和效率低等缺点。据此，从电磁炮和直线电动机的原理出发，结合现代 直接驱动为目的的直线电磁抽油机的构想。较详细地了电磁抽油机的基本工作原理和具体工作过程。电磁抽油机具有结构更简单、效率更高，、冲程更长且可调以及工作速度可调等性能，     

抽油机电机的调压节能

抽油机一般是由三相异步电动机驱动的 ,由于抽油机负荷率低 ,造成电机效率低 ,功率因数低 ,电能浪费大。抽油机节能拖动装置采用了多种措施改进了抽油机的启动和运行性能 ,适合抽油机驱动 ,节能效果显著 ,投资少 ,见效快 ,而且适合油田现有电机的节能改造 ,实用性强 ,具有较大的推广价值。     

抽油机一体化节能装置在萨北油田的应用

萨北油田进入了高含水开发后期，油田开发能耗高、成本高，开发效益较差。作为主要耗能设备的抽油机电动机普遍存在负载率低的现象，平均功率仅为额定功率的30%，平均功率因数仅为0.14左右，加上油田点多面广，窃电现象严重，进一步增加了生产能耗。为了提高抽油机的节能效率，安装了150套ZDC （G）抽油机电动机节能一体化拖动装置，成功地解决了机采系统能耗居高不下的难题，实现综合节电16.42%，系统效率明显提高。同时，有效地扼制了窃电现象，提高了生产安全性，方便了现场管理。     

以直线电动机为动力的长冲程抽油机技术剖析

以直线电动机为动力的长冲程抽油机 (简称直线电动机抽油机 ) 是通过直线运动的电动机动子直接驱动抽油杆柱往复运动的一种抽油机, 它取消了游梁式抽油机的减速装置、传动装置和运动形式转换装置, 而以扁钢丝绳等柔性连接件直接与悬绳器、光杆相连, 带动井下抽油泵柱塞上下往复运动, 达到举升井内液体之目的。5台直线电动机抽油机与游梁式抽油机的现场对比试用表明: (1) 新型机节能效果好, 平均节电 20%以上; (2) 先进的控制系统和无触点传感技术可以实现油井抽汲参数的在线无极调整; (3) 可降低电网冲击负荷。     

游梁式抽油机用直驱式永磁复合电动机技术与现场应用

传统游梁式抽油机主要由普通旋转电动机驱动，使系统整体效率低，同时存在能耗大、难维修等缺陷。直驱式永磁复合电动机具有转矩密度高、发热小、效率高，节能效果显著、平均使用成本低、功率因数高等特点，能够满足机械采油节能降耗的需要，达到降低抽油机井能耗的目的，为后期机械采油节能改造提供了技术支持。     

抽油机用节能电动机节能效果测试与分析

抽油机用节能电动机是最主要的抽油机用节能产品,近些年社会及油田各部门陆续研制了各种抽油机用节能电动机,而这些节能电动机的节能效果如何便成了主要问题.采用抽油机用节能电动机节能效果的测试方法,对55台不同节能电动机进行了测试,从测试结果可以看出每种节能电动机均有一定的节电效果,但相比之下超高转差电动机和双功率电动机节电率平均值都在15％以上,节能效果较为显著.文中主要介绍了目前应用较多的永磁同步电动机、超高转差电动机、双速双功率电动机、双定子电动机的节能原理及优缺点,为油田选取有效的节能电动机起到一定的指导作用.     

永磁复合电动机直驱游梁式抽油机节能技术的试验应用

游梁式抽油机是目前最主要的采油设备,具有性能可靠、结构简单、操作维修方便等特点,但在实际运行中因为需要更换调节皮带盘根、对轴承减速箱进行保养等,工作量较大;另外,电动机启动转矩大,而运行时平均负荷率不到30％,电动机长期低效运行.永磁复合电动机直驱游梁式抽油机技术减少了原动机、皮带、减速齿轮箱三个旋转驱动环节,提高了传动效率,降低了维护成本;同时,永磁复合电动机具有在低负载条件下高效运行的特点,可以有效解决游梁式抽油机的缺陷.经过标准井测试,有功节电率在10％以上,是普通游梁式抽油机节能改造的一个可选方案.     

新型节能抽油机应用技术评价

常规游梁式抽油机是油田主力举升设备,约占油田三种常用举升设备总井数的70%,但是传统游梁式抽油机在运行过程中存在能耗大、结构复杂难维修的问题,并且在机采井年总耗电中约占57%,是油田的能耗大户,已经不能很好适应举升设备节能需要。因此,试验应用新型节能抽油机,既发挥了这种抽油机检泵周期长、实用可靠的特点,又达到了节能降耗的目的,能够有效地突破节能瓶颈。在萨北油田试验应用复式永磁电动机新型抽油机,效果较好,达到了平稳运行和节能降耗的目的。