油田抽油机用永磁同步电动机高效运行研究

永磁同步电动机在油田得到大规模应用,应用情况表明,永磁同步电动机在额定电压下运行具有启动转矩大、效率高、功率因数高、节电效果好等优点,但在应用现场发现大量抽油机用永磁同步电动机运行功率因数偏低,能耗比正常水平偏高等问题。分析了负载率、电压变化对永磁同步电动机功率因数的影响,功率因数变化对永磁同步电动机能耗的影响。提出一套自动适应油田电网供电电压变化,实现抽油机用永磁电动机高效运行的技术方案。     

直线电动机抽油机速度闭环控制系统的设计

介绍了一种基于西门子S7—300PLC和MM440通用变频器加旋转编码器构成的直线电动机抽油机速度闭环控制系统。该系统利用旋转编码器对永磁同步直线电动机的速度进行监测,根据电动机速度来调整直线电动机输出的推力,使得直线电动机能够平稳、可靠地运行,并以此来解决直线电动机抽油机对变化载荷的响应问题。试验及现场应用表明,该系统在直线电动机抽油机上的载荷变化较大时效果明显,抽油机在运行过程中更加平稳、可靠,因抽油机上的载荷峰值而引起永磁同步电动机失步次数明显减少,有效提高了直线电动机抽油机的性能和使用效率。     

基于外转子式低速直驱电动机的立式塔架抽油机研究应用

研究设计了一种应用于油田的立式塔架结构直驱抽油机采油设备。介绍了总体方案架构,重点分析了外转子式低速大力矩永磁式同步直驱电动机、电动机控制柜和塔架设计方案。实际应用结果表明,结构更简单、可靠性更高,解决了常规抽油机机械效率低、难以实现长冲程和高耗能的难题,与常规抽油机相比节能效果达到35%以上,极具应用和推广价值。     

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.     

永磁同步电动机在抽油机上的应用分析

对永磁同步电动机在胜利油田的应用情况、跟踪调查、数据统计和磁性能参数的随机抽测表明,永磁同步电动机在抽油机上应用具有很好的节电效果,且运行稳定可靠。结合抽油机的工况、对比实测启动转矩和启动电流倍数,提出用品质因数评价永磁同步电动机启动性能的科学方法;分析了负荷率、电压变化对永磁同步电动机功率因数呈感性(或容性)的影响,指出永磁同步电动机在抽油机使用其定子电压略低于临界反电势为最佳状态。最后提出在抽油机上应用永磁同步电动机的6点注意事项。     

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。     

稀土永磁同步电动机在游梁式抽油机应用中的效益分析

稀土（ＮｄＦｅＢ）永磁同步电动机以其独特的优越性应用于游梁式抽油机，在一定的功率区段可以替代感应式异步电动机，在较大批量的工作运行中获得了良好的运行特性和突出的节电效果，开辟了电机节能的新途径。本文以ＴＸＹ１３２Ｓ－４稀土永磁同步电动机为例，介绍了本电机设计及调试中的技术要点，通过运行考核及理论分析计算，证明了稀土永磁同步电动机应用于游梁式抽油机是可行的。     

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.     

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。     

抽油机节能控制柜节电效果测试及评价

为了更科学准确地测试节能控制柜的效果 ,编写了抽油机用节能控制柜的测试及评价方法。该测试评价方法首先是确定比较对象 ,再选用切换控制面板和三相电能表对电动机的输入功率进行现场测试 ,测试时注意普通控制柜与节能控制柜的三相输入和输出电源必须保持同相 ,并对所测功率因数、有功节电率和无功功率进行评价。用此方法对 2 3个生产厂家的 6种抽油机用节能控制柜的现场测试表明 ,各种控制柜基本都是在电动机负载率越低时 ,节电效果越好 ,在重载井上多数节能控制柜都几乎不节电。     

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。     

天平式游梁抽油机的研制与现场试验

针对常规游梁式抽油机耗能大、噪声大、耗材多等问题,引入机电一体化智能自动控制技术,对常规游梁式抽油机进行本质性的改造后,成功研制了天平式游梁抽油机。该机采用底座连接支架作为支撑,支承轴连接游梁及前后驴头,通过永磁同步电动机实现正、反换向,通过两端固定在前、后驴头的驱动实现抽油机的运转。现场试验结果表明,在产液量相当的情况下,天平式游梁抽油机电动机功率比常规抽油机降低22kW,运行噪声降低25dB,试验井原来日耗电量为240kW.h左右,现在日耗电量仅为40kW.h,节能效果十分明显。     

游梁式抽油机电动机存在问题及节电方法浅析

针对游梁式抽油机用电动机的运行特点,系统分析了在生产应用过程中存在的问题,简要阐明了抽油机生产过程中浪费电力的主要原因,提出了负载率低、电动机与抽油机机械特性不匹配、抽油机平衡率低、抽油机拖动电动机反转发电等几个影响电动机效率提高的主要因素,简要介绍了永磁电动机、高转差率电动机、双功率电动机等几种目前主要应用的节能电动机种类和特点,根据普通电动机的问题所在针对性的提出应用无功补偿装置、变频调速、低速和高转差率电动机几种节能改造措施,以实现抽油机的经济运行,达到为油田节能减耗,增产增效的长远目标.     

葡萄花油田抽油机用节能电动机评价及适应性探讨

通过对大庆油田第七采油厂不同节能电动机的机械特性及工作原理进行阐述,并结合各自的设计理论及实际应用情况,对抽油机在用节能电动机的优缺点进行了评价.从评价结果看,对于产液量较高、抽油机载荷较大的葡北等地区,建议以应用永磁同步电动机和双功率电动机为主;对于产液量及系统效率较低的葡南、台肇等地区,建议以应用低速电动机为主.通过分析结果,对不同节能电动机的适应性进行了探讨,为油田节能工作的持续开展提供了技术支持.     

功率随动数控拖动装置的应用效果分析

功率随动数控拖动装置属于变频控制技术的一种,该装置是通过跟踪监测抽油机电动机的负载变化规律,合理优化调整电动机的转速,使电动机始终处于低转速高功率、高转速低功率的状态下运行,电动机的运行轨迹和抽油机的井下功况更加合理,最终达到降低抽油机举升能耗,消除电动机发电状态,降低电动机启动转矩,改善深井泵工作状态.结合该装置的技术特点及现场应用情况,从装置的运行特性、应用效果进行了详细的分析,为变频控制技术在油田上的进一步推广提供参考.     

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 ,应当开发研制抽油机专用节能电动机。TNYC系列抽油机专用高效永磁同步电动机 ,应用后 ,平均运行电流可降低5 0 %以上 ,自然平均运行功率因数由 0 5左右提高到 0 9以上 ,无功节电率达 85 %以上 ,有功节电率达 2 0 %。     

提高有杆抽油系统效率的新理论与新技术

传统的有杆抽油系统地面效率的最大目标值为 6 2 % ,井下效率的最大目标值为6 2 % ,整个系统效率的最大目标值只有 38 4 % ,认为在传统抽油系统装置不变的情况下 ,要想提高系统的效率即使 10 %也是非常困难的 ,简化和革新传统地面驱动设备才是提高有杆抽油系统效率最直接经济有效的办法。为此 ,提出一种以永磁同步直线电动机为主体的直线电动机驱动抽油机系统。系统由平衡重、机架、初级、次级、控制器、钢丝绳滚轮等组成 ,5型抽油机需要的直线电动机的功率仅为 12kW ,可大幅度提高有杆抽油系统效率     

油田地面工程节能降耗技术

通过在斜直井平台采用提捞车采油、研制斜直井平台轨道提捞机 ,有效降低了一次性设备投资 ;研制了SJYT三相双定子节能永磁同步电动机 ,经现场应用 ,有效解决了抽油机电机存在的”大马拉小车”现象 ,取得了可观的经济效益     

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.     

全平衡带式长冲程抽油机辅助换向装置

针对以电动机换向的全平衡带式长冲程抽油机存在电动机启动频繁和启动电流过大的缺点 ,设计了一种机械制动辅助换向装置 ,通过能量转换和形成力差 ,实现全平衡带式长冲程抽油机运动的自动换向 ,使电动机正反转都能在空载下启动 ,接近额定转速后承载运行 ,从而有效地降低电动机的启动电流峰值和输出功率。介绍了这种换向装置的结构和工作原理 ,并对制动过渡过程的行程、机械制动与辅助换向装置的传动比、扭簧的刚度、工作转角和结构参数做了分析计算。现场试验结果表明 ,增设机械辅助换向装置的长冲程抽油机节能和增产效果显著 ,比原来安装于框架上的缓冲限位器结构简单 ,工作可靠 ,调整和更换方便