优化抽油机井电动机合理匹配降低能耗技术研究

针对某采油厂机采井运行能耗高、系统效率水平低的问题,对现有抽油机举升工艺进行了合理装机功率计算;并根据电动机的功率需求和合理负载率,开展电动机动态的逐级匹配调整,提高了电动机的运行效率,实现了抽油机传统举升工艺的节能降耗,机采井节能工作取得显著成效。     

合理匹配电机提高抽油机井系统效率

游梁式抽油机采油是国内各油田的主要原油生产方式。由于抽油机具有较大的惯量．启动后由于平衡块作用，电机实际运行负载率很低，文中通过对目前抽油机系统效率现状的调查．对游粱式抽油机电机原理进行分析，阐述了提高电机功率利用率的几个途径．进一步减轻“大马拉小车”的痼病，实现抽油机合理经济运行，使电机达到最经济的合理匹配。     

双绕组双功率节能电动机的研制与应用

针对抽油机井交变负载的运行特点，以常规Y系列电机为基础，研制开发了抽油机井专用的双绕组双功率节能电动机，该电动机克服了以往节能电机难于实现启动与运行功率问自动可逆切换的弊端，真正实现了抽油机运行负载与电机输出负载问的合理匹配，此项技术达到了国内领先水平，实际应用中见到了较好的节能效果。     

抽油机功率曲线的生产应用

通过功率曲线的测试,实现了对交变载荷设备运行状况的认识由模糊变得清晰,可以广泛用于交变载荷设备运行的测试、分析和调整。合理匹配装机功率可大幅降低无功消耗,可根据电机效率与负载利用率关系曲线以及抽油机有功功率曲线,指导抽油机平衡调整和评价平衡调整。检测抽油机运行状态,进行综合调整有助于提高抽油机井机械能转换效率。运用功率曲线,可检查抽油机维修质量,确定抽油机的适用性,并快速评价电机质量的优劣。     

如何提高低渗透油田抽油系统能效——抽油机载荷扭矩上限及功率下限的确定

针对大庆外围低渗透油田抽油机系统在采油过程中出现的系统效率低、载荷扭矩利用率低、能耗高等问题,本文研究了已投产的低渗透油井抽油机系统的载荷扭矩与电机功率随含水的变化规律,合理地确定了低渗透油田抽油系统载荷扭矩利用率上限及功率下限。     

新民采油厂配套节电技术研究

新民油田属低渗透、低产能、非均质、裂缝性砂岩油藏,油田高效开发难度大。几年来,新民采油厂深刻分析和挖掘节电潜力,开展了安装无功补偿器、提高电机功率利用率、油井间抽躲峰、抽油机节点优化、节能配电柜的研制与应用和注水设备合理匹配等技术研究,逐步形成了适合新民油田特点的配套节电技术。     

抽油机井电动机匹配功率裕量分析

针对抽油机井电动机匹配后由于动态的变化,导致部分井功率裕量偏小的问题,从电流、载荷变化幅度情况、以及上产调参方面进行了统计分析,通过建立匹配计算模型,根据载荷变化幅度计算需要增加的功率裕量,从而使电动机匹配功率更加合理,使所匹配的电动机既能满足生产的需要,同时达到降低能耗,降低采油成本的目的,可有效提高油田开发的经济效益.     

抽油机用双功率电机的设计及试验研究

文章提出了一种在Y系列电机结构的基础上。电机采用双绕组、双功率的设计方案，设计的新型电机能够在大功率下启动、在小功率下运行，保证了电机功率与抽油机负载的匹配，使得电机在效率和功率因数最佳的状态下运行，达到提高机采系统效率的目的，并延长电机的使用寿命。电机的型式试验和应用表明。利用该项新技术的采油系统节电效果明显。     

抽油机高转矩节能电机

1.前言 为了提高电机的功率利用率,通常采取提高电机轻载运行效率或就地补偿降低线路无功电流两种措施。几年来,大庆喇嘛甸油田在提高电力利用的综合效率上也采用了多种方法,一是在电机上采取了降低装机功率的方法,如高     

螺杆泵井电机降容技术

地面驱动螺杆泵井多配置Y系列三相异步电机,考虑到启动扭矩的影响,现场电机配置功率明显偏高,使电机负载率低,增加了无功损耗.对此,在理论分析和现场测试的基础上,根据螺杆泵井启动扭矩和功率的变化特点,引进了双功率电动机,与Y系列电机相比,节电可达10%以上.28口井的现场应用表明,可有效降低装机功率,降低生产能耗,提高螺杆泵采油系统效率,具有较好的推广应用前景.     

基于功率传输比的抽油机井地面效率计算新方法

针对抽油机井生产优化时电机输入功率较难精准计算,造成电机匹配不合理、生产成本增加、载荷利用率低以及地面效率低等问题,基于抽油机井地面设备运动过程中能量传递特征分析,以抽油机地面功率损失模型及悬点规律为基础,引入功率传输比,并基于实时监测数据的最小二乘法推算,建立了基于历史数据挖掘的地面效率理论计算新模型。经现场11160井次数据的回归分析与2790井次数据的精度检验,理论计算新模型的平均相对误差为5.37%,比传统经验模型平均相对误差减少了6.34百分点;并以G管理单元23口油井进行应用分析,新模型输入功率的平均相对误差为9.51%,与传统经验模型和分节点计算模型相比,其精准度分别提高了1.62百分点和3.18百分点。研究成果可为油井生产优化时精确计算电机输入功率以及合理选择电机型号提供指导。     

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。     

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。     

抽油机节能电机的应用分析

常规游梁抽油机设计使用传统异步电机驱动,电机的平均负载率很低,“大马拉小车”现象相当严重,电能浪费巨大。近年来,河南油田在常规游梁抽油机上研究应用了永磁同步电机、超高转差率电机、变频调速电机、多级电机等节能型电机。对上述节能电机的节能原理及应用情况进行分析后认为,上述节能电机均能通过不同途径达到节约抽油机电能消耗的目的。并对上述节能电机的现场适应性及市场应用前景进行了综合评价。     

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。     

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。     

抽油机井口密封装置效率的研究

抽油机井口密封装置所消耗的密封功率虽然只占抽油机所消耗总功率的一少部分,但是随着密封装置结构型式、密封材料、润滑条件和填料压盖加载力的不同而有较大差别.为使井口密封装置降低功率消耗,提高效率,进而提高抽油机系统效率,本研究采用不同密封材料、不同润滑条件在实验室和试验井上对井口密封装置密封功率进行了测试,计算了效率,并对进一步合理使用井口密封装置提出了建议.     

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。     

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。     

游梁式抽油机连杆辅助曲柄平衡改造研究

为解决常规游梁式抽油机存在的平衡效果差、曲柄净扭矩脉动大、负扭矩和能耗大等问题,提出连杆辅助曲柄平衡的复合平衡改造方案。建立改造后的CYJY10-4.2-53HB型抽油机改造机的虚拟样机,运用ADAMS仿真软件对虚拟样机进行运动学仿真、动力学仿真和优化设计试验,计算出改造后抽油机理论节电率约30%。现场改造样机1台,并进行改造前、后对比测试。测试结果表明,抽油机有功功率下降5.436 kW,系统效率提高13.79%,百米吨液耗电下降0.16 kW.h,年节电量4.76×104kW.h,节电率23.55%。改造机消除了负扭矩,降低了峰值扭矩,从而降低了电机的装机容量,且改造方法简单,节能效果显著。