摆杆式游梁抽油机节能技术浅析

抽油机是油田采油方式中量大而广井数量多的项目,随着油田开发的不断深入,努力降低抽油机井的生产成本,提高原油生产效率、节能降耗是油田可持续发展的方向,老的常规游梁式抽油机以其结构简单,可靠耐用、操作简便、维护费用低等优点一直占据着有杆泵采油地面设备的主导地位,但存在着结构不合理、能耗高、调参困难等缺点,摆杆式游梁抽油机为解决这些缺点,提供了一个有效的途径。     

YCYJ10—3—37HB摇杆游梁式抽油机

采用与现有节能游梁式抽油机完全不同的工作原理 ,研制成YCYJ10— 3— 37HB摇杆游梁式抽油机 ,其悬点最大载荷 10 0kN ;冲程 3,2 5 ,2 1m ;冲次 4 ,5 5 ,7min- 1;减速器扭矩 37kN·m ;电动机功率 2 2kW。设计时改变游梁尾部结构 ,增设摇杆和从动连杆 ,将原来游梁尾部的圆周运动改变为抛物线运动 ,从而改变抽油机工作时的受力状态 ,分散峰值扭矩 ,达到减小扭矩最大峰值和抽油机各部件受力之目的。经测试 ,摇杆游梁式抽油机的示功图面积比常规游梁式抽油机的小 ,节能 30 % ,悬点速度和加速度均降低 ,运动更平稳 ,综合性能更好。     

新型摆杆式游梁抽油机

针对目前采油生产设备现状,提出了几种新型抽油机的类型,指出了今后抽油机的发展方向。主要介绍了摆杆式游梁抽油机的结构、工作原理及性能特点,并说明了3个节能特点,与常规游梁式抽油机相比,摆杆式游梁抽油机适合大负荷、长冲程,但不适合高冲次工况。最后,对存在的问题进行了阐述。     

上置横梁摆杆式游梁抽油机的研究与应用

通过引进摆动导杆技术，在常规游梁抽油机上增加摆动导杆、底座加高装置、摆杆轴总成3种5个部件，将曲柄销总成改为曲柄销滚轮装置，将抽油机横梁上翻改造成上置横梁摆杆式游梁抽油机。与原抽油机相比，摆杆式抽油机运转平稳，噪声低，节能效果显著，在不改变减速器配置的情况下，工作能力更强，经改造的10型机完全可以代替12型的常规机。     

一种六连杆型抽油机的改造方法

六连杆型抽油机因整机可靠性差、设备故障率高、维护费用高、易损结构件通用性差,所以已经停生产使用。鉴于此,介绍了一种六连杆型抽油机的改造方法。通过改造游梁结构,对连杆进行截断,并重新对接、焊接,改变连杆长度的方法,使六连杆型抽油机成为结构简单、可靠性高的四连杆型抽油机。依据API SPEC 11E标准的要求,对改造后的抽油机游梁和连杆进行了强度校核,校核结果表明游梁和连杆都满足强度要求。改造后的抽油机不但节能效果显著,而且各机型间结构件的互换性增强,使用寿命得到延长。     

变矩式曲柄连杆无游染抽油机设计

在游梁式抽油机的基础上，将摇杆改成变径天车轮，连杆改成柔性传动件，设计了变矩式曲柄连杆无游梁抽油机，计算结果表明，这种无游梁抽油机动力性能明显优于游梁式抽油机，具有良好的节能效果，且兼有游梁式抽油机结构简单、工作可靠、维护方便等优点。     

游梁平衡式抽油机连杆与横梁连接结构的改进

游梁式抽油机因其结构特点,连杆上接头与横梁连接部位在运动中出现振动,严重影响了整机的工作性能。在对连杆振动原因进行分析的基础上,考虑到传统和目前2种连接结构存在的问题,提出了新的设计方案。改进后的横梁与连杆的连接结构有3点变化:(1)连接部位移到连杆中部,使横梁离地高度降低,便于操作且安全;(2)取消了定位螺栓,增加了丝杠、轴瓦和支撑螺母。即使有较大的压力也不影响销轴与连杆上接头的相对转动;(3)上连杆的上端和横梁采用固连方式,横梁由原来的槽钢改为工字钢,加工工艺简单,成本低。改进后的横梁与连杆的连接结构,从根本上解决了连杆的振动问题。     

摆杆型游梁式抽油机的节能效果分析

在对摆杆型游梁式抽油机进行详细运动分析的基础上，应用动能定理的功率方程对其进行了平衡分析，得到了曲柄输出轴扭矩的解析表达式。同常规型游梁式抽油机比较，该机型可以显著降低曲柄输出轴的最大扭矩，减小甚至消除负扭矩，在降低能耗的同时改善了减速箱的受力状况。分析表明，该机型由于自身结构特点具有明显的节能效果，应用前景好。     

六杆游梁平衡抽油机

六杆游梁平衡抽油机是一种平衡方式为游梁平衡的抽油机。其主要结构是采用前置式曲柄驱动,游梁后部安装1对拉杆,带动安装在支架上的摆杆,摆杆末端安装平衡块。游梁摆动带动摆杆,使摆杆末端的平衡块重心相对于中轴位置发生变化,从而改变抽油机的平衡扭矩,达到改善平衡效果,提高电动机效率,节约能源的目的。该型抽油机节能效果好,结构简单、可靠性高,平衡块质量轻,维护简单方便,特别适合低冲次工况。     

游梁式抽油机的移动式游梁辅助平衡装置

游梁式抽油机的移动式游梁辅助平衡装置是在游梁上安装一个可移动的平衡块，通过抽油机连杆及辅助连杆（拉杆）带动平衡块沿游梁后臂往复运动，改变平衡块在游梁后臂上的位置，从而获得较好的平衡效呆。还对平衡机构的运动规律、平衡块受力及减速箱曲柄轴扭矩等进行了分析。理论计算及现场试验结果表明，该平衡装置具有降低曲柄轴扭矩峰值、减少曲柄轴扭矩波动及降低抽油机耗电等优点。     

变频调速技术在游梁式抽油机中的应用

文章介绍了变频器在游梁式抽油机中的应用，对节能效果作了说明，并简要分析了应用变频装置节能应该注意的问题。     

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。     

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。     

常规抽油机的增程节能改造

介绍了常规抽油机进行增程节能改造的可行性 ,并以CYJ10— 3— 5 3HB型常规抽油机为实例论述了增程节能改造的具体方法、改造前后参数的变化及改造成的异相游梁平衡旋转驴头抽油机的性能。实践表明 ,常规抽油机经增程节能改造后 ,在满足使用条件下 ,不仅可增加产液量 4 0 % ,节电 15 %以上 ,而且还可以充分利用油田现有的抽油设备 ,大大减少固定资产的投资 ,因而具有广阔的应用前景     

16型异相游梁异相曲柄复合平衡抽油机

为了满足深井油区中后期开发的需要 ,研制成功CYJY16— 5 4— 89HF/B型异相游梁异相曲柄复合平衡抽油机。抽油机结构设计采用异相曲柄平衡和异相游梁平衡 ;游梁平衡重重心到游梁旋转中心连线与游梁后臂的夹角λ =2 2° ,游梁平衡重质量 6 5 0 0kg ,游梁平衡重最大平衡力臂 4 2 15mm ,最小平衡力臂 2 6 6 6mm ;曲柄偏置角τ =- 7° ,曲柄平衡重最大平衡扭矩 2 0 3kN·m ,游梁平衡重的平衡效应占总平衡效应 (曲柄水平时 )的 37%。     

后置式游梁抽油机改斜井抽油机的尝试

介绍了后置式游梁抽油机改斜井抽油机的方法、设计计算以及应注意的问题。     

由游梁式抽油机改造成的双变径轮式抽油机

双变径轮式抽油机是在继承常规游梁式抽油机优点的基础上设计而成的大载荷、长冲程、低冲次节能型抽油机。该机型的双变径轮设计相当于游梁机的前、后臂变长 ,通过变径轮的两次变径 ,能使抽油机的传动性与油井的载荷变化规律更好地相适应 ,从而降低减速器的扭矩波动 ,达到节能降耗之目的。采用复合平衡系统 ,可显著降低抽油机连杆和支架的受力 ,提高整机运转平稳性 ,减少振动和噪声 ,在小泵深抽采油工艺中 ,节能效果尤佳。双变径轮式抽油机设计方案 ,既可应用于新机制造 ,也可应用于将现有的中小冲程、能耗大的常规游梁式抽油机改造成大载荷、长冲程、低冲次的节能型抽油机     

游梁式抽油机的智能化改造

在保留游梁式抽油机优点的基础上,采用变频调速、可编程控制和电力电子等高新技术将游梁式抽油机改造成为智能抽油机。智能抽油机主要由变频控制系统、传感器、异步电动机和游梁式抽油机等组成,可根据油井工况自动调节运动特性,从而满足开采工况复杂多变的油井和复杂油藏的需求。试验结果表明,智能抽油机可根据油井工况无级调节冲次和上下冲程速比,使油井供排液系统达到动态协调,泵充满度明显提高,启动电流接近抽油机正常工作时的最大电流,功率因数由使用游梁式抽油机时的０３～０５上升到０９以上,具有明显的增产、节能效果     

游梁式抽油机主体模块化设计的研究

提出了游梁式抽油机模块化设计方法，将游梁式抽油机划分为抽油机主体、减速器、原动机和底座四大模块，对其中抽油机主体模块化设计进行了探索性的研究，形成了一套常规型和异相型游梁式抽油机主体主要零部件的尺寸规范。按照一定的原则，用为数不多的通用零部件就能拼装成各种型号的抽油机主体。通过模块组合对ＣＹＪ１２－４．２－７３ＨＢ型抽油机的初步设计表明，这种设计方法是可行的。