游梁式抽油机交流伺服驱动系统的试验研究

采用全数字交流伺服系统驱动抽油机具有很好的控制性能。伺服系统较原驱动方式具有显著的节电效果，平均电流下降65％，功率因数提高76％。在系统内安装了智能化的逻辑控制软件．可针对油井实际状态自动调整抽油机的工作速率。并可以通过伺服系统的通讯接口．对抽油机的各项运行参数进行实时测控．有利于油田生产管理实现数字化、网络化。     

电机换向长冲程抽油机

1．电机换向长冲程抽油机结构及特点 电机换向长冲程抽油机主要由三部分组成：伺服系统、数控系统、抽油机本体。伺服系统是连接数控系统（CNC）和抽油机（主机）的关键部件，它接受来自数控系统的指令，经过放大和转换，驱动抽油机上的执行件（电机、减速箱、滚筒）实现预期的运动，并将运动结果反馈回去与输入指令相比较．直至与输入指令之差为零，抽油机滚筒精确的运动到所要求的位置。伺服系统的性能直接关系到电机换向长冲程抽油机执行件的静态和动态特性、工作精度、过载能力、响应快慢和稳定程度等。     

抽油机永磁耦合驱动研究

为了降低抽油机的装机功率,缓冲振动,实现节能,对抽油机用永磁磁力耦合器驱动能力进行研究。介绍了抽油机永磁耦合器驱动原理,利用Ansoft软件建立耦合器的三维模型,对该模型进行有限元仿真分析。为进一步探讨耦合驱动能力、传动效率及启动能力等特性,对抽油机用耦合器样机进行试验研究。研究结果表明,永磁磁力耦合器能够稳定地传递力矩,在一定范围内,传动能力随铜盘与磁盘之间间隙的增大而减小,随两盘转速差的增大而增强;工作区域较宽,效率都可达到95%以上,最大传递力矩可以达到最佳工作点的3倍以上;具有很强的延迟启动能力,过载系数高,可适应抽油机的载荷波动;能够降低装机功率,从而降低系统成本并实现节能。     

调压节能装置在抽油机上的应用

游梁式抽油机是油田使用最广泛的一种举升设备 ,约占油田人工举升设备的 95 %。游梁式抽油机的驱动装置绝大部分为异步电动机 ,目前我国有近 8万台抽油机井 ,平均负载率为 2 0 %～ 30 %之间 ,一部分抽油机井的负载率更低 ,使驱动抽油机的异步电动机在低效率下运行 ,造成能源的极大浪费。随着科学的进步和油田可持续发展的需要 ,机械采油节能技术越来越受到人们的重视 ,将先进的节能技术应用于机械采油井上 ,对减少机械采油井的能耗 ,降低原油成本 ,提高油田开发的经济效益是非常必要的 ,机械采油井的节能潜力很大 ,经济效益非常可观。异步电…     

抽油机电机扭矩测试系统的研制与应用

在我国的石油开采中,机械采油井占绝大多数,其中有杆采油占总机械采油的90%以上,以游梁式抽油机最为普遍,该种方式的采油量占全国采油量的70%,其能耗已占油田能耗的1/3。目前游梁式抽油机的运行效率特别低,平均效率只有25.36%,这其中有一部分是由抽油机的机械效率低造成的。如何测量抽油机的机械效率,了解抽油机的运行状态是提高抽油机效率的前提和根据。将此套装置与电量测试仪结合可测得电机的效率和抽油机的整体效率。     

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 %。     

ROTAFLEX—900胶带式抽油机技术特点及应用

ROTAFLEX— 90 0胶带式抽油机是一种纯机械传动的链条 -胶带式抽油机 ,其最大载荷为 1 59 95kN ,最大冲程为 7 3m ,最低冲次为 0 5min- 1 ;采用长寿命重型胶带给抽油杆柱传递动力 ,其弹性缓冲作用可降低抽油机换向冲击对井下泵及抽油杆柱的不良影响 ,有利于降低峰值载荷、扭矩和电流。这种抽油机换向少 ,减少了冲程损失及管杆泵的磨损 ,从而可提高泵效 ,延长检泵周期。在中原油田的现场使用情况与常规 1 4型抽油机相比 ,产液量和产油量分别增加 49 8%和 48 6% ;采液单耗和采油单耗分别下降 4 4kW·h/t和 1 3 1kW·h/t,节能 1 0 %～ 40 %。     

电动机加液力变矩器驱动抽油机的性能分析

选定曲柄轴为游梁式抽油机四连杆机构的等效构件，建立了等效力学模型，综合分析了电动机加液力变矩器驱动游梁式抽油机的机械特性及匹配原则，并评价了液力变矩器的使用效果。实践证明，用电动机加液力变矩器驱动抽油机，可满足抽稠油时对动力的软特性要求。对比电动机加液力变矩器驱动抽油机与电动机直接驱动抽油机的效果，证明使用变矩器不但不增加电耗，而且改善了抽油机的受力状况和工作条件，延长了抽油机检修周期和使用寿命，提高了原油产量。     

长冲程双链条同步驱动抽油机的方案设计

针对普通链条式抽油机易发生断链和气平衡装置密封部位寿命短等问题 ,提出了长冲程双链条同步驱动抽油机设计方案。抽油机具有双链条同步驱动换向机构 ,可实现增距式柔性换向 ;气平衡缸密封部位采用多级密封装置 ;动态保护装置和自动平衡装置可确保抽油机运行安全和节能 ;整机后移机构可实现修井时整机后移。分析认为 ,长冲程双链条同步驱动抽油机特别适合于开采稠油 ,适用于深井、定向井、丛式井和斜井 ,可以取代在用的普通链条式抽油机和游梁式抽油机 ,具有很好的应用前景。     

提高抽油机-深井泵装置系统效率的探讨

本文用了大量试验数据说明,我国与国外先进水平相比,抽油机-深井泵装置系统效率太低.国外常规抽油机系统效率为47%,改进后效率为59%,而我国常规抽油机系统效率为20.5%.提高抽油机-深井泵装置系统效率的关键就是要提高系统的分效率.其具体做法是:①在电动机上采用多功能节电箱和功率因数控制器,可分别节能2～9%和10～45%;②采用窄V带传动效率可提高4%,采用同步带可节能15%;③将常规型抽油机改为偏置机,即将对称循环的四连杆机构改为非对称循环,可节能13～25%;④采用玻璃钢抽油杆或连续抽油杆,以及在钢质抽油杆上装设滚轮;⑤设计新型高效深井泵;⑥加强管理.     

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。     

游梁式抽油机间歇供电装置的研制与应用

针对游梁抽油机电动机效率低和井场窃电问题,研制了具有节电和防井场窃电功能的游梁抽油机调压+间歇供电装置。该装置通过控制可控硅的导通角实现在电动机做功期调压供电,在电动机发电期不供电。分析了间歇供电对电动机、抽油机和电网的影响;根据现场实测数据分析了该装置的节电效果及现场应用情况。该装置节电效果显著,能防止井场窃电,可用于对游梁抽油机电动机的长期驱动。     

抽油机电液伺服模拟试验系统设计

抽油机电液伺服模拟试验系统是有杆抽油系统工作状况模拟试验装置的提升装置,它可以模拟有杆抽油系统的工作状况,复现各种抽油机悬点的运动规律,为有杆抽油系统及其部分机理和性能的试验研究提供运动条件。为满足系统功能要求,在系统设计中,采用了大功率,大流量的电液伺服驱动系统,并重点解决了系统的高效节能问题。     

ZXCY系列直线电动机抽油机工业性试验

为攻克直线电机大推力难题,研制出ZXCY系列直线电机抽油机,其显著特点是,通过变频和控制后,能够直接将电能转变为直线往复运动,简化了能量传递过程,与游梁式抽油机相比,其能量传递效率提高约23%.直线电机抽油机能够实现抽汲参数的无级调整,可以最大限度地满足油井生产对抽油机的各种运行控制要求.在华北油田、江汉油田、塔里木油田及大港油田共进行了6口井的现场试验,开采效果表明,采用ZXCY系列直线电机抽油机后,油井平均日产液量、单井系统效率、输入功率、综合节电率等均比换抽前有显著改善.ZXCY系列直线电机抽油机技术先进、节能高效、性能可靠,既可以满足大泵深抽、大排量提液的需要,也可以满足稠油、高气油比油井及供液不足油井开采的要求.图5表4参23     

宽带式超长冲程双泵双油井抽油机设计

针对宽带式超长冲程抽油机平衡和换向存在的问题 ,在参考大量资料并对以往平衡和换向方法进行比较的基础上 ,提出了一种宽带式超长冲程双泵双油井抽油机。该抽油机的电动机单向驱动 ,双泵彼此平衡 ,可自动换向以实现抽油泵柱塞的上下往复运动。这种新型抽油机可改善电动机和减速器的工作条件 ,延长电动机和减速器的寿命 ,节省功率 ,提高抽油机的工作效率     

盘式电机驱动自平衡游梁抽油机设计

针对常规游梁式抽油机的驱动系统效率提升空间有限,能耗整体偏高等问题,提出了盘式电机驱动自平衡游梁式抽油机的结构方案。采用盘式永磁电机直接驱动减速器,不需要皮带传动,从而提高地面系统效率; 利用永磁电机的变频调速特性,并结合游梁尾部设计的自动调平衡装置,形成了一套自平衡式抽油机控制方案。根据直驱抽油机对电机尺寸和效率的要求,对盘式电机结构进行优化设计,电机效率可达93.8%。提出 “粗精结合”的自平衡调节方案,以曲柄平衡调节为主、游梁自动平衡调节为辅,建立了根据功率平衡度自动调节平衡的控制策略,实现了抽油机无极调速。电机测试和抽油机现场试验表明:运行过程中盘式永磁电机性能稳定,带动抽油机整体运行平稳可靠,日耗电量下降19.5%,具有良好的节能效果。     

抽油机用大启动力矩多速电动机

针对抽油机用电动机普遍存在不能按生产工艺要求进行调速、电能浪费较大、胶带和抽油杆等易磨损及使用寿命短等问题，研制出一种为抽油机配套的新型大启动力矩多速电动机。其主要特点：（1）多速可调可控；（2）每一速度下均可带动抽油机一次平稳启动并长斯可靠运行，具有大启动力矩和大的输出功率；（3）同机座号的电动机外形及安装尺寸与普通Y系列电动机相同，便于更换安装。防护等级为IP44，适应野外工作环境。使用证明，新型电动机运行状况良好，比同机座号的Y系列电动机节电15％～35％；可减轻电动机轴承、减速器齿轮及抽油杆等的机械磨损，延长电动机、抽油杆及胶带轮等的寿命。     

对游梁式抽油机节能问题的探讨

游梁式抽油机－深井泵抽油系统的节能是一个典型的系统工程问题，游梁式抽油机只是该系统中的一个单元，故游梁式抽油机节能也只是系统节能的一部分，不应过分看重其作用。现广泛在用的异相型游梁式抽油机节能性已满足工程需要，单纯追求抽油机高效率而着力改型，从全系统看意义不大。游梁式抽油机的耗能量与载荷波动系数CLF成正比。为实现节能，可在抽油机与动力机之间增设节能蓄能器。     

电动机换向智能抽油机应用与分析

为了解决游梁式抽油机效率低、能耗高和调整参数复杂等问题 ,研制开发了电动机换向智能抽油机。这种抽油机采用电动机正反转动 ,驱动同轴连接的摆线针轮减速器 ,带动摩擦轮正反向转动 ,使抽油杆上、下运动来抽汲产液。采用开关磁阻调速电动机拖动 ,由可编程控制器进行准确的位置控制 ,来完成抽油工作的整个过程。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 ,电动机换向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 4 7%左右 ,系统效率在 4 0 %左右。     

一种同轴二次曲柄平衡抽油机方案及性能分析

为了平抑电动机扭矩负荷曲线的波峰和波谷,减小配置电动机的额定功率,提高抽油机系统的工作效率,提出了一种同轴二次曲柄平衡游梁抽油机方案,在常规游梁抽油机一次曲柄平衡的基础上,增加一个同轴不同转速的二次曲柄平衡结构,不仅解决了二次平衡曲柄的安装空间问题,而且还能充分发挥二次平衡效果。对CYJ10-3—53HB型抽油机的计算表明,可以使输出轴峰值扭矩降低38％,节电33．7％。