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。     

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。     

BS永磁无刷直流动力系统在游梁式抽油机上的应用

游梁式抽油机所配电动机额定功率比运行平均功率大,因而除运行负载峰值较大外,电动机大部分时段处于轻载以至空载运行,造成抽油机油井效率低、能源浪费严重以及影响设备使用寿命等问题,为此,提出了在游梁式抽油机上应用BS永磁无刷直流动力系统的研究课题.该系统在某油田29-27井油井生产参数基本不变的前提下,进行现场应用试验,实现年节电23 725 kWh,油井电动机功率因数提高了0.637.该系统替代了目前在用的油井变频控制柜+Y系列电动机、减速装置+Y系列电动机、油井电磁调速装置等调速系统,是一种理想的油井智能型新节能电气产品,具有良好的推广应用价值.     

游梁式抽油机功率平衡技术的研究与应用

游梁式抽油机平衡度是抽油机运行状态的一个重要参数之一,合理调整游梁式抽油机平衡度是油田油井设备管理工作中的一项重要内容,也是评价油井设备运行管理的一项技术指标.文章讨论了游梁式抽油机的平衡问题,介绍了功率平衡技术原理、油田现场试验应用情况以及综合效果评价分析,并指出功率平衡技术是以抽油机最节能和最安全为标准,能确保电动机在上、下冲程中功率相等,使电动机输入功率的均方根值最小,使电动机的损耗达到最低,从而既能实现节电效果,又能保证抽油机安全运行.     

游梁式抽油机用电动机的节电措施

分析了电动机带动抽油机生产时浪费电能的原因,介绍了各种节能电动机的特点和现场使用情况.针对游梁式抽油系统地面设备存在的电能浪费问题,提出了相应的节电措施.     

CJT—3型抽油机节能拖动装置的应用

CJT-3型抽油机拖动装置是专为游梁式抽油机而设计的节能型超高转差率电动机。文中介绍了该拖动装置的工作原理和具体应用。根据对大港马西油田10口油井的游梁式抽油机普通电动机和CJT-3型拖动装置所测试的性能参数与技术经济指标的对比分析,证实了CJT-3型游梁式抽油机拖动装置具有较高的经济效益。     

抽油机节能技术的集成应用

在油田的生产开发过程中,游梁式抽油机是广泛应用的采油设备。主要分析研究了抽油机节能技术现状,对河南油田第一采油厂推广应用的节能电动机、节能抽油机、变频节电装置等6种抽油机节能技术的应用情况进行了总结与对比,用以指导实际生产中采取何种最优的抽油机节能技术对抽油机进行改造,以实行降本增效。     

大庆油田游梁式抽油机电动机的节能分析

在大庆油田游梁式抽油机应用的节能电动机大致分为永磁电动机、高转差电动机、变级多速电动机和伺服电动机.在游梁式抽油机标准井上,在不同负荷情况下,对比测试了这四种电动机的综合节电率,分析了其不同的优缺点,为油田合理选配抽油机电动机提供了参考.     

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。     

游梁式抽油机节能机理综述

游梁式抽油机结构简单、可靠性高、使用维护方便、适应现场工况 ,在今后相当长的时间内仍将是油田的首选设备 ,但工作效率低 ,能耗大。 1985年第一台异相曲柄平衡游梁式抽油机应用以来 ,随着双驴头节能型抽油机的问世 ,以及蓄能器、双功率电动机的研制成功 ,基本解决了“大马拉小车”的问题。最新发展的节能电动机、双驴头抽油机、偏轮游梁抽油机、游梁偏置复合平衡抽油机、悬重偏置游梁复合平衡抽油机、摆杆式游梁抽油机等节能抽油机在矿场应用后 ,节电率一般达到 15%～ 30 %。全国约有 8万台抽油机 ,若能全部推广应用这些技术 ,必将节约大量的电能 ,创造出巨大的经济效益     

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。     

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。     

关于游梁式抽油机用电动机节能的讨论

介绍了一般负荷下的电动机节能方法和游梁式抽油机负载特点,述评了油田使用或试验的几种电动机节能情况。游梁式抽油机用电动机节能应包括两个方面：一是提高电动机的负荷率和效率;二是使电动机的机械特性变软,改善电动机机械特性与抽油机负载特性的相互配合,以提高机、杆、泵系统效率。两者比较,后者的节能潜力要比前者大得多。因此,后者应该是游梁式抽油机用电动机节能的主要研究方向。当前最理想的途径是开发用于制造电动机转子绕组的频敏材料;其次是研制工作可靠的四象限变频器,把电动机发电状态所发的电回馈电网。     

YCCH电动机节能柜的研制

针对游梁式抽油机电动机负载率过低的问题 ,研制了YCCH电动机节能柜。这种节能柜的特点是利用电动机的双绕组 9个接头 ,采用不同的组合方式 ,使电动机具备大、中、中低和低 4个转矩功率。启动前测试电动机功率 ,启动时采用大功率 ,启动后自动转换到测试功率。可降低额定功率 ,提高负载率和增加效率 ,从而达到节能目的。试验与测试鉴定表明 ,YCCH电动机节能柜的有功节电率为 2 1 7% ,无功节电率为 54 95% ,平均功率因数提高 0 3 0 4。     

抽油机加装超越离合器实现节能

抽油机节能的关键不只是交流电动机的功率大小，还在于使交流异步电动机的运转不参与抽油机的平衡运幼，保证调平的抽油机在平衡状况下运转。在抽油机适当部位加装超越离合器可解决抽油机平衡运动受交流异步电动机干扰的问题，不仅可避免驴头反拖电动机，还能充分发挥平衡块的飞轮效应，最大限度地降低机械交变载荷，达到机电运行的最佳匹配。抽油机加装超越离合器的厂内台架试验表明可节电48．3％，现场采油试验可节电15．2％。     

基于改进型模糊神经网络的抽油机节能控制器

为了解决抽油机拖动电动机长期处于“相对轻载状态” 的问题,采用电动机启停间歇控制方案,并提出了改进型模糊神经网络模型。该模型利用神经网络的学习功能划分输入空间,抽取删除置信度低的语言变量值和规则,确定模糊规则后件结构,不断增添、修改、删除知识数据库中的控制规则,使系统具有很强的自适应能力。将此模型及其学习算法合理简化后,主要利用微处理芯片的精简指令所编制的软件来加以实现。基于该思想开发的抽油机节能控制器在国内各大油田使用表明,控制系统工作可靠,抽油机启停时间合理,在保证采油量的前提下,节电率达30％以上,实现了控制的智能化。     

有杆泵抽油系统的电动机节能途径

有杆泵抽油系统的节能途径有多种。其中,提高电动机负载率的途径有采用Y—△转换启动器、调压节电器、变频调速电动机、双速电动机和安全节能联轴器等。现场试验表明,采用双速电动机和安全节能联轴器的节能效果较好,推荐优先采用。     

潜油电泵合理选配工艺研究

根据潜油电泵特性,分析了不合理选井、选泵对生产和能耗的影响。实际应用情况表明,运行在低排量效率区的潜油电泵占的比例较大,严重影响了油井产量;运行在高排量效率区的潜油电泵虽然占的比例较小,但是能耗损失较大。对于低排量效率油井,应以提高潜油电泵的适应性来提高排量效率,列举了宽流道混流泵在聚合物驱油井的使用情况。对于高排量效率井,应合理选择泵型,保证泵在高效区内工作,从而降低能耗。采用变频技术,可有效增宽泵的高效区,有利于节能降耗,并可保证泵的举升扬程。频率升高,泵的负载功率比电机的输出功率增加得快,对于电机功率余量较小的工频机组,直接采用变频器只可降频调参。     

常规游梁式抽油机杆件尺寸的优化设计

给出一种常规游梁式抽油机杆件尺寸优化设计的简单方法。用这种方法设计的抽油机的结构特点是:当游梁位于水平位置时,游梁和曲柄都与连杆垂直。这个特点以及杆件尺寸的合理组合,可使抽油机的最大扭矩因数、最大悬点加速度、曲柄轴峰值扭矩和电动机功率都明显减小。这种抽油机同用其它新设计方法设计的抽油机相比较,具有一定的优越性。     

常规游梁式抽油机节能改造

分析了游梁下偏平衡技术的平衡机理和结构受力特点，介绍了运用该技术对常规游梁式抽油机进行节能改造的生产实践。在不改变抽油机运行参数和同等平衡率水平的条件下，对改造前后的运行电流、功率、功率因数以及有功、无功电量等参数进行了测试和对比，验证了运用该技术改造常规游梁式抽油机的节能效果，具有使用和推广价值。