卷扬式长冲程抽油机的性能测试研究

卷扬式长冲程抽油机是为了满足油田开发工程中低液量油井的生产需要而研制的智能化采油装置,通过卷扬机来控制抽油机行程的卷扬式长冲程抽油机,冲程最大可达50m。采用以现代变频调速技术为基础的抽油机柔性控制技术,改善整机的运动特性及机械效率,实现了智能化采油。在标准模拟试验井上进行不同工况条件下的测试,对卷扬式长冲程抽油机在不同动液面条件下的泵效、系统效率、电机发电、吨液百米耗电等性能进行评价,为其在今后的生产实际中的推广应用提供依据。     

新型抽油机用盘式永磁电机的磁场与力特性

为了提高传统游梁式抽油机的效率并简化系统结构,提出了用盘式永磁电机直接替代原系统的三相感应电机及减速机构,新系统采用背靠背双盘式永磁电机直接驱动连杆.考虑盘式永磁电机磁场分布的特点,采用三维有限元方法分析了该电机一对极下气隙中的磁通密度,计算了空载电动势、转矩与轴向吸力,其中电机转矩和空载电动势与样机实验值相吻合,证明了三维有限元分析的结果比传统设计方法更准确.研究表明,盘式永磁电机驱动的新型抽油机结构简单,效率高,并能够在低速时提供大转矩,有利于抽油机的起动.     

抽油机调平衡简易方法

电流法、时间法判断抽油机平衡误差较大,对抽油机的节能降耗不利。功率法、扭矩法判断抽油机平衡不简便。用上下冲程耗电量的比值来表示抽油机的平衡率,其值域为[0,1]。测量出电机在上下冲程的耗电量,即可通过相关计算式得到调整数值。给出了平衡块的调整距离及其质量增减量的计算式。     

一种新型长冲程抽油机方案

一种液压控制的机械传动式长冲程无游梁抽油机方案被提出来。电动机与滚筒之间的换向减速器采用轮系传递动力,液压控制换向。文中阐述了结构原理,分析了性能特点,认为该方案具有体积小、重量轻、工作可靠,效率高、发热小,动力性能好,控制调节方便、便于实现长冲程等优点。     

智能采油控制系统研究

为了降低石油抽取过程中的吨油耗电量，给出了一种利用IPR曲线(流入动态曲线)和全自动油井计量装置所采集的实测数据及采用模糊规则来控制抽油机的冲程次数的方法.简略介绍了系统所选用单片机C8051F015的特点，重点阐述了如何利用A/D和485总线采集到的数据，通过运算输出一个合适的值并通过D/A输出控制变频器来达到控制抽油机的冲程次数的目的.实验数据表明了该方法的有效性，最终将把抽油机的冲程次数调节到一个合理的范围，在不影响原油产量的情况下达到节能的目的.     

JPCYJD型长冲程智能抽油机在冀东油田的应用分析

常规游梁机的结构特征,决定了它平衡效果差,曲柄净扭矩脉动大,存在负扭矩、载荷率低、系统效率低和能耗大无法实现加大冲程等缺点。由于游梁机存在的这些问题,冀东油田近年来逐步引进了JPCYJD长冲程智能抽油机,该机采用直立结构、砝码平衡、操作简单、占地面积小;且该机调速系统功率因数高,超载能力强,传动线路短,对提高系统效率,降低能耗,方便地调整参数具有明显优势。经测试,JPCYJD长冲程智能抽油机的地面效率在80％左右,接近有杆泵地面效率理论最高值,井下效率在47％左右,系统效率在40％左右。     

抽油机—深井泵装置系统效率研究之二：：抽油机—深井泵装置分级…

给出了抽油机－深井泵装置系统效率的分级、测试原理和技术。通过生产井和水力试验井分级效率测试，对我国抽油机－深井泵装置系统效率的状况及存在问题进行了分析，最后提出了提高系统效率的途径。     

节能式抽油机最优化设计原理

为了减少抽油机的能耗,提出了考虑惯性、重力、外载荷时抽油机输入转矩的表达式。根据在输入转矩的一个周期内均方值最小为设计准则,参考了转矩为均方值最小时的设计节能型抽油机的方法,给出了应用傅立叶级数 法近似平衡输入转矩的计算公式,以指导节能型抽油机的设计。     

B-14型全平衡双带长冲程抽油机参数分析

在原专利技术“全平衡双带长冲程抽油机”的基础上 ,介绍了B— 1 4型全平衡双带长冲程抽油机的结构特点、功能特点和创新之处。提出了基于上、下冲程电机输出功率近似相等的平衡重计算方法和初算电机功率的计算方法。推导了上、下死点附近悬点的位移、速度和加速度方程。在考虑胶带厚度对动力卷筒缠绕直径的影响基础上 ,应用线性拟合理论推导了上、下死点之间胶带运行的距离、平均速度和平均加速度的数学表达式。建立了用冲次、卷筒线速度、启动时间和胶带厚度表示冲程的数学模型 ,计算了单向冲程中启、制动时刻的电机功率值 ,证明了冲程过程中抽油机示功图的线性变化规律和机械软启动特点 ,为选择电机和设计电器软启动系统提供理论依据     

B—14型全平衡双带长冲程抽油机结构设计

鉴于长冲程、低冲次、大排量、节能、高自动化程度的抽油机在油田生产中的重要性以及它的潜在应用前景,在专利技术（92225219．X）的基础上,全面介绍了B－14型全平衡双带长冲程抽油机的分析计算和设计过程。重点阐述了该新型抽油机的自移动让井方法、悬挂式减速器的传动原理、动力卷筒和卡轨器的工作原理。介绍了钢丝绳胶带的合理选用计算,胶带接头的自锁式连接设计以及配重防震摆的方法。分析计算了传动、拉曳等相关部件的动力参数。所介绍的方法,在让井方式、驱动原理和配重形等方面为新型地面采油设备的设计创出一条新路。     

抽油机－深井泵装置系统效率研究之二：抽油机－深井泵装置分级效率测试研究

给出了抽油机－深井泵装置系统效率的分级、测试原理和技术。通过生产井和水力试验井分级效率测试，对我国抽油机－深井泵装置系统效率的状况及存在的问题进行了分析，最后提出了提高系统效率的途径。     

B-14型全平衡双带长冲程抽油机结构设计

鉴于长冲程、低冲次、大排量、节能、高自动化程度的抽油机在油田生产中的重要性以及它的潜在应用前景 ,在专利技术 (92 2 2 5 2 1 9.X)的基础上 ,全面介绍了B -1 4型全平衡双带长冲程抽油机的分析计算和设计过程。重点阐述了该新型抽油机的自移动让井方法、悬挂式减速器的传动原理、动力卷筒和卡轨器的工作原理。介绍了钢丝绳胶带的合理选用计算 ,胶带接头的自锁式连接设计以及配重防震摆的方法。分析计算了传动、拉曳等相关部件的动力参数。所介绍的方法 ,在让井方式、驱动原理和配重形式等方面为新型地面采油设备的设计创出一条新路。     

一种行星齿轮长冲程抽油机的换向机构研究

目前,在油田开采中,主要采用游梁式抽油机将原油提升到地面。游梁式抽油机可靠耐用,但是存在运动速度不合理、平衡效果不好、浪费大量电能、增加原油生产成本等缺点。尤其在原油开采的中后期及高粘度稠油开采过程中,需要一种长冲程、大载荷、低冲次数的抽油机。为此介绍一种基于行星齿轮传动和变频调速技术的新型抽油机,阐述了行星齿轮传动与换向的工作原理,说明了长冲程、低冲次数的实现方法,参数为冲程6 m,冲次2~2.5次/min,悬点载荷120 kN。利用变频器调速技术,通过监测行星齿轮和回转主轴的运动轨迹,可以对电动机的转速进行实时调节,避免了在换向时的速度突变对齿轮等机械设备产生的冲击。     

无游梁抽油机与泵效

影响深井泵泵效的原因是多方面的,它与泵的结构、加工精度、油井状况以及地面设备有关。本文立足于无游梁抽油机长冲程低冲次的运动特性,阐述其对泵效的影响,通过对比分析,说明无游梁抽油机由于其良好的运动特性,使得泵效远高于游梁抽油机的泵效。     

复式永磁同步电机的工作特性分析与应用

针对大转矩低转速的应用场合,提出一种新颖的复式永磁电机结构,并讨论了它的结构设计要点.在电机空载三维磁场有限元分析结果的基础上作适当的假设,从相量图入手对复式永磁同步电机的电参数计算公式进行理论推导.以试验样机的设计参数为依据,分析该电机的工作特性,得出了它特有的功角特性曲线和经济运行范围.对以复式永磁同步电机为核心的直驱式抽油机进行介绍,检测结果表明,直驱式抽油机的节电效果显著,较游梁式抽油机具有多方面的优势.     

游梁抽油机智能调控装置的设计及实现

针对游梁抽油机启动电流大、能耗大、电机负载率低等问题 ,设计了一种新型的游梁抽油机智能调控装置 (主要包括降压软启动、实时调压运行、转差控制、功率因数补偿及故障保护等多个方面 )可以解决上述弊端 ,并且对其进行了理论探讨及测试分析。利用变载设备拖动电机调压式节电及转差控制等原理 ,实时改变电动机端电压 ,从而控制电机转差及电流的大小 ,实现游梁抽油机的软启动 ,提高电动机功率因数及电动机效率。检测结果表明 ,游梁抽油机智能调控装置对于负载率低 (β <30 % )的油井有用功节电率达 18.6 4 % ,综合节电率为 2 7.91% ,节能效果显著。并且根据油田现场需要增设了防谐波串扰、电动机故障保护及来电自启动等功能 ,装置具有结构简单、性能可靠、操作方便等特点。     

油田抽油机采用双馈电机节能技术的研究

目前抽油机的节能研究是一个热点,定子侧变频方式是研究和应用最多的电机驱动形式之一,但是定子侧变频在应对1 140 V中压和抽油机负值转矩产生的"倒转发电"状态时会遇到使变频器结构复杂以及母线电压泵升的问题,提出用双馈电机来综合解决这些问题,给出了异步电机,定子变频方式和双馈变频方式在Simulink下的仿真实例并比较了仿真结果,表明从转子侧接入的变频器可以采用常规功率电子器件并且能在负值转矩时向电网反馈有功功率而不吸收无功功率,是一种应用于抽油机负载很好的综合节能解决方案.     

游梁式抽油机倒发电现象的消除与节能

游梁式抽油机的负荷具有周期变化的特性，电机具有恒转矩特性，由于二者不匹配导致了抽油机的工作效率低，功率因数小，电能损耗大，目前还没有理想的解决办法，笔者在“超越离合器”上设计了一套测速传感器和电压控制系统，“超越离合器”完全杜绝“倒发电”，因而提高了电机的效率和功率因数，在此基础上，利用电机轴转速与电压之间的优化关系，调节电机的输入电压，从而进一步提高功率因数与效率。     

液压抽油机在八面河油田的应用

液压抽油机容易实现长冲程、低冲次,可满足深井、稠油井的开采需求,实现稠油井的节能降耗。液压抽油机可以采用单井、双井或多井模式进行开采,模式不同,其工作原理也不同。引进美国IAL公司的液压抽油机,并在八面河油田的面14-11-X97和面14-3-P3井组进行双井模式试验,结果表明,该井组采用液压抽油机生产,日平均耗电239kw·h,与常规游梁式抽油机在相同工况下日平均耗电375kw·h相比,节能效果显著。     

抽油机平衡的若干问题之讨论

讨论了游梁抽油机的平衡准则与二次平衡问题，认为均方根扭矩最小准则有时不如上下冲程峰值扭矩相等准则的平衡效果好，提供了均方根扭矩与平衡参数的关系式，文章了证明了「２」所提供的平衡新方法与均方根扭矩最小准则等价，论证了欠平衡比过平衡节能，指出二次平衡并不是新概念，讨论了二次平衡应考虑的问题，文章最后就液压抽油机的功率回收平衡方式发表了看法。