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.     

永磁传动技术在游梁式抽油机上的应用

针对游梁式抽油机工作载荷波动和装机功率偏大的问题,基于永磁传动技术的工作原理及节能特点,提出了采用永磁传动技术来降低抽油机装机功率的节能改造方案。介绍了永磁传动器的结构及工作原理,通过对永磁传动器的选型及节能原理进行分析,获得了永磁传动器的功率、转矩与转差率之间的关系。最后对某抽油机驱动电机上安装永磁传动器前、后所采集的生产数据进行测试。测试结果表明:安装永磁传动器后,电机启动电流降低了19.96%,运行电流降低了30.38%,有功功率减小了10.76%,功率因数增加了29.70%,节能效果明显,电机的负载率增加,效率提高。研究结果为游梁式抽油机系统的节能降耗开辟了一条新途径。     

盘式电机驱动自平衡游梁抽油机设计

针对常规游梁式抽油机的驱动系统效率提升空间有限,能耗整体偏高等问题,提出了盘式电机驱动自平衡游梁式抽油机的结构方案。采用盘式永磁电机直接驱动减速器,不需要皮带传动,从而提高地面系统效率; 利用永磁电机的变频调速特性,并结合游梁尾部设计的自动调平衡装置,形成了一套自平衡式抽油机控制方案。根据直驱抽油机对电机尺寸和效率的要求,对盘式电机结构进行优化设计,电机效率可达93.8%。提出 “粗精结合”的自平衡调节方案,以曲柄平衡调节为主、游梁自动平衡调节为辅,建立了根据功率平衡度自动调节平衡的控制策略,实现了抽油机无极调速。电机测试和抽油机现场试验表明:运行过程中盘式永磁电机性能稳定,带动抽油机整体运行平稳可靠,日耗电量下降19.5%,具有良好的节能效果。     

曳引式抽油机运行曲线的优化设计

针对传统游梁式抽油机存在转换效率低和系统稳定性差的问题,设计了曳引式抽油机。该抽油机采用低速大转矩稀土永磁同步电动机,克服了传统电动机无法直接满足负载的低速大转矩要求的不足,取消了机械减速器,采用先进的变频控制技术供电,能更直接地控制抽油机的运行曲线。根据曳引式抽油机速度和位移关于时间的曲线函数以及时间定义域的优化推导结果,再结合华北油田采油厂的实际应用情况可知,曳引式抽油机按照优化设计之后的速度-时间曲线运行具有最佳的节能效果,并可根据实际油井的工况来改变运行速度曲线,从而收到增产降耗的良好效果。     

关于游梁式抽油机驱动电机节电问题的探讨

电能消耗在原油成本中所占的比例已超过20％，机采系统节能降耗是石油企业节能工作的重点。文中论述了游梁式抽油机驱动电机的运行工况，通用系列驱动电机应用于游梁式抽油机上存在的问题，游梁式抽油机专用节能电机应具有起动力矩大，过载能力强，效率和功率因数高，最好负载越轻时效率和功率因数越高等特性，达到节电的目的。     

关联电动机组驱动抽油机的节能分析

抽油机由于其启动负与运行负载差别较大，使得电机装机功率都要大于正常运转时的功率。采用并联电动机驱动插油机后，在抽油机正常运转时，停一台电机，使得运行电机效率及功率因数得以大幅度提高，达到节能的目的。     

节能型抽油机控制箱的现状和发展

在油田生产中，游梁式抽油机是使用最多的耗能设备，其拖动电机的负载率普遍较低，造成很大的能源浪费，采用节能型电机控制箱可提高抽油机电机的效率，各种节能型抽油机控制箱已在油田内应用，并取得了较好的节能效果。西方分析了抽油机电机运行效率低的原因，介绍了目前常用的节能型抽油机控制箱的原理及使用情况，并对节能型抽油机控制箱的发展作了展望。     

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。     

永磁变频调速配套技术在机采系统中的应用

油田现有油井大部分采用游梁式抽油机进行开采，其结构决定了其工作特性，当启动抽油机时需要大的启动转矩来克服抽油机的惯性载荷，必须选用较大功率的电机才能满足其启动需求；当抽油机正常运转后，其负载率降到很低，即普遍存在“大马拉小车”现象，造成电机的运行效率低，电能的消耗量大；随着油田开采的不断进行，许多油井的工况变化比较快，要求采油工人能够不断根据实际生产情况调节抽油机冲次，另外，有些油井由于受到地层条件限制，地面不能随意停抽，这就要求抽油机的冲次必须方便可调，稀土永磁变频调速系统就很好的解决了上述问题，该系统不但能实现电机高效平滑无级调速，而且还能降低抽油机所用电机的功率等级。     

机采系统高功率因数节电技术

为了实现游梁式抽油机驱动电机的真正节能,抽油机专用节能电动机应具备如下“三要素”:(1)启动力矩大、过载能力强。为降低装机功率,应尽量提高抽油机驱动电机的启动转矩倍数,以满足启动和特殊作业时的要求,这样就可以大大降低装机功率。通过优化设计,一般降低一个机座号是没有问题的。降低装机功率可以提高电动机的工作点,进而可以提高其运行效率,达到降低能耗的目的。(2)运行效率高。通过优化设计,在保证额定点效率的前提下,可以提高轻载时的效率,使高效区得到展宽,从而显著提高平均运行效率。(3)运行功率因数高。通过优化设计,在保证额定…     

采用同一动力源的联动抽油机组

联动抽油机组是将多台抽油机用一根动力轴连接而成的一种用于丛式井抽油的新型采油装置。这种机组由驱动电动机、胶带轮、支架轴、离合器、万向轴、传动链、游梁式抽油机、测试仪、显示报警装置和计算机等组成。由于采取了联动,下冲程时抽油杆柱及抽油机杆件所积蓄的势能都传到动力轴带动各台抽油机运行,使扭矩曲线水平轴以下的负值得以消除,即在下冲程时形成的无用功全部转换成动力做功。运行试验证实,联动抽油机组载荷波动小,运行平稳,输电线路损耗低,有功节电率约43%,综合节电率约72%。     

电动机直驱抽油机的研制及试验

为提高抽油机系统效率,节约电能,满足油田新的开采需求,研制了电动机直驱抽油机。该抽油机将永磁同步电动机悬挂式安装,电动机输出轴与天轮总成轴通过花键联轴器直接连接,省去了减速器和换向机构;特殊胶带绕过天轮总成和导轮总成,一端连接悬挂器,另一端连接配重箱。永磁同步电动机在通入低频电流后,转子做低速正、反转运动,直接通过特殊胶带带动抽油杆做往复直线运动,举升井内液体。现场试验结果表明,电动机直驱抽油机启动电流小,冲程冲次无级可调,有助于提高泵效,比常规游梁式抽油机节电20%左右。     

关于游梁抽油机合理驱动和电机节能的讨论

游粱抽油机承受一种交变载荷．启动转矩大，在1个周期(1个冲次)内载荷变化很大。游梁抽油机通常用Y系列电机驱动，其机械特性是硬特性，这使得电机与游梁抽油机匹配不合理，系统效率不高。文章介绍了游梁抽油机负载特点，对合理驱动以及电机节能的问题进行了讨论．提出了应综合考虑的观点。即，首先要考虑合理驱动．其次是电机节能的问题。     

适于丛式井采油的一机二抽式智能抽油机的设计

应用两口井在抽汲原油时悬点负荷相互配重的原理，设计开发了一种适于丛式井开采的一机二抽式智能抽油机，该抽油机主要设计有上平台、机架、底座、调节轮、电控箱、开关磁阻电动机和减速机等。实现了一台抽油机抽汲两口井，较好地解决了有杆抽油机低效、高耗、调整参数复杂的不足．达到了高效节能的目的。     

抽油机耦合器传动系统的开发与应用

运用耦合器液力传动原理, 研制成功抽油机耦合器传动系统。该系统把传统的抽油机胶带传动改变为齿轮硬性传动, 彻底克服了因胶带传动而造成的抽油机传动效率低、电动机过载被烧毁, 以及因惯性载荷造成抽油机的冲击和振动等弊端, 实现了传动最优化。现场应用测试表明: (1) 耦合器传动系统可改善抽油机启动和传动中的软特性, 提高整机和抽油杆的使用寿命;(2) 解决了抽油机胶带传动中打滑“丢转”和频繁更换胶带等问题; (3) 实现了抽油机大传动比, 冲次任意可调, 从而满足供液不足油井和稠油注蒸汽生产井的不同需要; (4) 可提高抽油机系统效率 2 24%, 日耗电量下降 39 6%。     

一种新型抽油机节能控制装置

针对现有抽油机电驱动装置效率和功率因数低、耗能严重的问题,研制了一种新型抽油机节能控制装置。该装置根据抽油机负载的周期性变化,通过单片机应用C语言编程计算电动机的铜损耗和铁损耗,可时刻保证抽油机驱动电动机运行在铜损耗等于铁损耗的最低损耗状态,降低抽油机的总损耗,提高其工作效率和功率因数,有较好的节能效果。试验结果表明,该节能控制装置可减小电动机启动电流,延长电动机寿命;在抽油机的整个工作周期中不改变电动机的转速,不影响抽油机的采油效率;具有缺相、过载等保护功能,可有效、及时地防止电动机在缺相和过载时遭到损坏。     

游梁式抽油机用节能电动机及其控制方法

游梁式抽油机系统效率不高与电动机的选取和电动机运行效率低有较大关系。分析了抽油机用电动机运行效率低和功率因数低的原因，提出了新的电动机设计和控制方法，即将电动机定于绕组设计为两个功率按一定比例分配又可以并联工作的双绕组；根据电动机的电流判断负载情况，使电动机具有与不同负载相匹配的三种功率，从而使电动机能在不同负载的情况下以较高负载率运行，提高了电动机效率和功率团数，达到节能的目的。     

游梁式抽油机节能新技术探讨

针对游梁式抽油机能耗大,工作效率低的问题,提出游梁式抽油机节能的新方法,即在采用优化抽油机结构的基础上,通过改变电动机的工作特性和增加抽油机转动惯量的办法降低抽油机周期载荷系数。指出影响使用高转差率电动机的游梁式抽油机节能的主要因素是抽油机的冲次、电动机转差率和旋转件的转动惯量。采用高转差率电动机,并增加旋转件的转动惯量,是综合提高游梁式抽油机节能效果的有效途径。     

变速运行下抽油机系统力学参数相关性分析

抽油机变速运行技术能降低电机的峰值功率,改善抽油系统的运行状况。目前在国内外各大油田试验推广,以实现抽油系统的节能降载,提高抽油机的系统效率。为了分析在变速运行过程中造成电机峰值功率降低的主要因素,将整个抽油系统划分为3个子节点,通过现场试验的方式,测取各节点的力学参数变化情况,并引入变异系数的概念,用来描述和对比各项数据的离散程度的大小。在进行数据处理时,结合统计学理论,使用SPSS软件对变化的力学参数作相关性分析,结果表明电机功率的变化与转速变化具有强相关性,电机扭矩的变化与电机的惯性扭矩同样具有强相关性,而减速箱扭矩的变化与曲柄惯性扭矩以及游梁惯性扭矩具有极弱相关性,在分析和对比悬点速度曲线时发现悬点的梯形台式平稳运行有助于降低减速箱扭矩的波动。