开关磁阻电动机在抽油系统中的试验应用

针对抽油机存在井下泵效低、电动机反发电的问题,试验了开关磁阻电动机。该电动机由电动机和控制系统组成,具有启动扭矩大、运行电流小、无极调速、抑制电动机反发电的技术特点,在新疆油田八区的14型抽油机上试验了2台,测试结果表明抽油机载荷示功图明显改善,电动机无反发电现象,并且在不影响产量的情况下,抽油机系统效率显著提高,平均综合节电率为19.2%。     

基于公共直流母线技术的智能抽油系统

针对抽油机运行能耗高、工作效率低以及存在倒发电的问题,基于公共直流母线技术,将多台抽油机变频控制终端配挂在直流母线上进行集群控制,实现区块内多台抽油机倒发电能的互馈共享,并建立了完善的抽油机井远程动态调参与监控系统。在介绍公共直流母线群控智能抽油系统终端下位机硬件电路设计和上位机控制系统软件设计之后,选取现场6口井进行使用效果测试。测试分析结果表明,在保证产液量基本不变的前提下,使用该系统后变压器容量可降低,系统功率因数维持在0.9以上,综合节电率超过19%,实现了采油区块抽油机井的群控管理。     

温米抽油井节能系统技术改造及分析评价

针对抽油机用电负荷逐年提升,能耗与生产的矛盾日显突出,采取对低产液单井加装一体化控制柜的方法,实现对单井运行状况的实时检测、记录和远传,达到了优化控制抽油机运行的目的.在温五区块、红胡区块和米登区块选取96口低效产液抽油机井作为实施对象,测试综合节电率为17.61%,节电效果明显,性能稳定;单井综合节电率达15%以上,功率因数在0.8以上.     

抽油机井功率平衡技术探讨

目前在抽油机井管理中普遍采用的平衡标准是"电流平衡",试验证明,真正判断游梁抽油机平衡的标准应是"功率平衡",即抽油机运行过程中,下冲程内电机平均功率与上冲程内电机平均功率相等.抽油机功率平衡既能实现节能目的,又能保证抽油机安全运行.桩西技术质量安全监督中心从2007年7月开始率先在胜利油田进行抽油机功率平衡技术的试验及推广,平均单日节电21.4 kW·h,平均节电率9.90%,取得了良好的节能效果.     

抽油机电动机晶闸管调压式节电器的设计

抽油机电动机长期运行在交变载荷工况下,平均负载率低,电能浪费大。利用这个变负载的功率因数,控制晶闸管的导通时间,可以调整晶闸管的输出电压。该电压与抽油机电动机的输出功率相匹配,使抽油机电动机的输出功率随负载的变化而变化,以减少功率不匹配带来的电能浪费和损耗,达到节电的目的。用这种方式节电,当抽油机电动机负载率在30%～60%范围内变化时,其有功节电率可达20%～10%,平均有功节电可达15%;由于提高了功率因数,也降低了无功损耗,无功损耗可降低20%～30%。该节电方式成本低,若按15%有功节电率计算,1台45kW的电动机,运行半年可收回成本。     

抽油机伺服控制器的节能效果分析

大庆某油田属于低渗透油田,随着油田不断开发,出现一些间歇出油、供液不足的低效井,造成抽油机运行参数匹配不合理,无功损耗大,功率因数低等问题.针对这些问题,采用抽油机伺服控制器,现场应用26口井,功率因数提高0.57,综合节电率28.24%,实现了抽油机井工况与运行参数的合理匹配,并降低了抽油机能耗     

磁力驱动潜油泵举升技术

磁力驱动潜油泵举升工艺技术以磁力驱动潜油泵柱塞和运行参数自控系统为核心,辅配DX-1型电磁防蜡器配套工艺,达到了举升抽油的目的.同常规抽油机举升方式相比,磁力驱动潜油泵举升工艺取消了抽油机、抽油杆和地面拖动装置等常规抽油设备,系统效率提高9.3个百分点,综合节电率为41.1%,具有显著的节能效果.     

抽油机井窄V盘根松紧度与能耗关系的试验研究

抽油机井口盘根是影响抽油机传动效率的重要因素,盘根松紧度对抽油机的系统效率和耗电量有直接影响.针对目前盘根松紧度无法实现定量管理,通过应用盘根扭矩扳手,研究抽油机井盘根扭矩与耗电量之间的变化规律,确定出合理的盘根扭矩工作区间,实现了抽油机井盘根松紧度的定量管理,试验井平均单井日节电2.74 kWh,节电率为2.97%,现场应用取得较好节能效果.     

摇杆游梁节能抽油机改造技术

常规游梁抽油机具有结构简单、运行可靠的特点,但受四连杆传动机构特性的影响,速度、加速度快,扭矩峰值高,系统能耗较高.针对这一问题,通过节能技术改造,使其成为摇杆节能抽油机.对现场8台抽油机进行了节能改造,经测试,抽油机在上下死点减速箱不输出最大扭矩,扭矩曲线趋于平缓;有功功率节电率达29.26%,综合节电率达23.54%,节能效果显著.     

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…     

临东区块抽油机工况与油井耗能分析

国内油田抽油机井占生产井总数的95%以上,如何选用才能更省电成为普遍关注的问题。通过临盘油田临东区块500余口油井抽油机机型、负载率、平衡率和所选配电机功率大小的调查,理论分析抽油机负载率与耗能关系,对不同工况下抽油机耗能进行了室内和现场试验。结果表明,在负载相当的情况下,皮带机和双驴头机比普通游梁抽油机节能;当电机负载率低于20%时,随负载率的提高,电机运行效率上升幅度较大,当电机负载率高于20%时,随负载率的提高,电机运行效率上升缓慢,确定20%为抽油机电机经济运行负载率;相同冲程下,泵径最大化与冲次最小化定量规律还有待进一步探讨。该研究对优化生产参数具有一定指导意义。     

增速电动潜油离心泵的研制

针对常规电动潜油离心泵因受泵径限制难以增大排量和扬程的问题,研制了一种以增速器配套的增速潜油电泵。增速器采用二级齿轮结构型式,传动比为145,输出转速为4130r/min,安装在上、下保护器之间。为满足高转速要求,从结构和材料上改进了离心泵止推垫片,以及上保护器的扶正轴承和止推轴承。两套增速器样机,以及与之配套的增速泵,分别通过了室内性能试验和试验井模拟试验,其中一台并已投入现场试验。这些试验的性能参数都达到了设计要求。增速电泵扩大了现有电泵的适应范围。在相同条件下,增速电泵导叶轮总量比常规电泵减少60%,仅此一项即可降低一半以上的综合制造成本。整机总长度明显缩短,更适于斜井使用。     

抽油机双圆弧人字齿轮减速器串轴原因

抽油机双圆弧人字齿轮减速器在使用过程中普遍存在串轴的问题，为此从设计、制造和使用工况等方面分析了其原因。介绍了防止串轴的方法，指出应从设计方面入手，通过改变局部结构及尺寸而非增大整体直径的途径来提高减速器中间轴、主动轴和从动轴刚度，同时提高齿轮加工精度，以减小齿形误差和齿厚偏差，并提高齿面强度。对于用户来说，则应加强设备的维护保养，细心调节抽油机的平衡，使其工作在良好的平衡状态下。     

天轮式抽油机的运动和动力特性分析

为了确定由铰链四杆机构和反导杆机构串联组成的天轮式抽油机悬点和各构件的运动状态,建立了相应的运动和动力分析解析方程,计算了抽油机的运动和动力规律,得出结论：(1)抽油机的连杆受力较小,但连杆受压特别是失载后,将承受较大的压力;(2)抽油机的支架受力较复杂,必须有足够的强度;(3)抽油机天轮和摆杆之间的力受平衡的影响较大,当平衡不佳时,该力将急剧增加;(4)相对于常规游梁式抽油机,天轮式抽油机结构复杂,外形尺寸较小,质量轻。     

螺旋凸轮式抽油机机构优化设计与性能仿真

开采低产井时,由于常规游梁式抽油机冲次偏高,无法满足低产井对低冲次的要求,导致大部分油井供液不足,甚至抽空。这不仅加大了油井的功率消耗,而且加剧了抽油机和井下杆管泵的磨损。鉴于此,设计了一种新型螺旋凸轮式抽油机。该抽油机采用螺旋凸轮作为换向机构,采用大传动比的摆线针轮减速器作为减速机构,具有体积小、质量轻、传动效率高、易于实现低冲次等优点。仿真结果表明,与常规游梁式抽油机相比,该抽油机减速器输出轴扭矩波动小,基本消除了负扭矩,电动机输入功率下降48.65%。     

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。     

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     

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。     

适于丛式井采油的一机二抽式智能抽油机的设计

应用两口井在抽汲原油时悬点负荷相互配重的原理，设计开发了一种适于丛式井开采的一机二抽式智能抽油机，该抽油机主要设计有上平台、机架、底座、调节轮、电控箱、开关磁阻电动机和减速机等。实现了一台抽油机抽汲两口井，较好地解决了有杆抽油机低效、高耗、调整参数复杂的不足．达到了高效节能的目的。     

永磁复合电机直驱游梁式抽油机的应用

为了实现低速大转矩运行,传统游梁式抽油机一般由原动机（通常为感应电机）经过皮带和齿轮箱减速驱动。各驱动环节的额定效率较高,但是抽油机在运行过程中的负载变化幅度较大,平均负载率较低,造成驱动系统的平均效率较低。同时,皮带和齿轮箱润滑油属于消耗品,需要定期更换,还存在一定的安全和环境污染隐患。随着设备运行时间的延长,高速旋转的感应电机、磨损老化的皮带和齿轮箱均会发出较大的噪音。基于上述原因,研制了基于同心式磁性齿轮原理的永磁复合电机,该永磁复合电机具有高效高转矩密度的特点,取代抽油机原有的传动系统,直接驱动游梁式抽油机曲柄旋转。现场实际应用表明,该型抽油机在大庆油田、中原油田和辽河油田取得了较满意的效果。