稀土永磁同步电动机在抽油机上的应用

<正> 1.稀土永磁电动机节能原理分析 稀土永磁电动机是一种同步电动机,但不需要普通同步电动机励磁线圈和集电环,在系统上也不象普通同步电动机那样需要励磁调节系统。它采用创新的独特转子结构形式,通过优化电磁参数及电动机运行状态,有效地解决了异步状态下启动转矩与同步状态下高能力指标之间的矛盾,使电动机具     

永磁电动机在安塞油田抽油机上的应用与节能分析

根据安塞油田的最新测试数据与之前的资料对比分析,给出了永磁电动机在油田抽油机上的基本应用效果评价;并且对现场实际应用中出现的问题给予分析研究,得出了永磁电动机在该油田应用的整体效果突出这一结论,实现了机采系统的节能降耗,对永磁电动机的现场应用具有指导意义。     

永磁同步电动机在抽油机上的应用分析

对永磁同步电动机在胜利油田的应用情况、跟踪调查、数据统计和磁性能参数的随机抽测表明,永磁同步电动机在抽油机上应用具有很好的节电效果,且运行稳定可靠。结合抽油机的工况、对比实测启动转矩和启动电流倍数,提出用品质因数评价永磁同步电动机启动性能的科学方法;分析了负荷率、电压变化对永磁同步电动机功率因数呈感性(或容性)的影响,指出永磁同步电动机在抽油机使用其定子电压略低于临界反电势为最佳状态。最后提出在抽油机上应用永磁同步电动机的6点注意事项。     

抽油机井节能电动机现场测试和效果分析

为了提高抽油机井拖动电动机效率,长庆油田引进了多种节能电动机,如双功率电动机、交流永磁伺服电动机、三相异步电动机+变频、绕线式转子变频电动机、开关磁阻电动机等,但各种电动机之间缺乏综合性能比较,为此在机采节能技术评价系统上开展了六种电动机空载、带载启动、不同平衡状态下节能性能对比试验。结果显示,与三相异步电动机相比,应用节能电动机可实现通过提高电动机效率带动系统效率提升2~3个百分点,其中开关磁阻电动机,空载损耗小、自身效率高、在平衡状态下耗电量最小,系统效率最高,更适合游梁式抽油机工况。     

抽油机用永磁电动机电压偏差下的节能效果分析

通过大量的现场测试分析发现,虽然许多节能产品在标准电压下测试节能效果很好,但由于油田电网复杂、距离较长,在实际运行中使节能效果大打折扣.通过对游梁式抽油机电动机运行特点的分析,结合大庆油田的实际情况以及实际节能效果,得出提高电动机供电系统的自然功率因数,采用恰当方式减小压降的结论.     

抽油机用节能电动机节电效果测试和评价

目前对油田抽油机节能电动机的节电效果国内还没有统一的测试方法 ,也没有评价标准。为了准确测试节能电动机的节电效果 ,根据抽油机的实际运行情况和有关国家标准 ,提出了硬特性节能电动机节电效果的测试和评价方法。用此测试方法 ,在试验室内测试了油田常用的 9个电动机厂家的节能电动机 ,并对测试结果进行了分析与评价 ,给出了不同种类的节能电动机的节电率。测试结果与分析表明 ,这种硬特性节能电动机节电效果的测试和评价方法符合实际情况 ,可以用于评价抽油机节能电动机的节电效果。     

永磁传动技术在游梁式抽油机上的应用

针对游梁式抽油机工作载荷波动和装机功率偏大的问题,基于永磁传动技术的工作原理及节能特点,提出了采用永磁传动技术来降低抽油机装机功率的节能改造方案。介绍了永磁传动器的结构及工作原理,通过对永磁传动器的选型及节能原理进行分析,获得了永磁传动器的功率、转矩与转差率之间的关系。最后对某抽油机驱动电机上安装永磁传动器前、后所采集的生产数据进行测试。测试结果表明:安装永磁传动器后,电机启动电流降低了19.96%,运行电流降低了30.38%,有功功率减小了10.76%,功率因数增加了29.70%,节能效果明显,电机的负载率增加,效率提高。研究结果为游梁式抽油机系统的节能降耗开辟了一条新途径。     

抽油机用节能电动机节能效果测试与分析

抽油机用节能电动机是最主要的抽油机用节能产品,近些年社会及油田各部门陆续研制了各种抽油机用节能电动机,而这些节能电动机的节能效果如何便成了主要问题.采用抽油机用节能电动机节能效果的测试方法,对55台不同节能电动机进行了测试,从测试结果可以看出每种节能电动机均有一定的节电效果,但相比之下超高转差电动机和双功率电动机节电率平均值都在15％以上,节能效果较为显著.文中主要介绍了目前应用较多的永磁同步电动机、超高转差电动机、双速双功率电动机、双定子电动机的节能原理及优缺点,为油田选取有效的节能电动机起到一定的指导作用.     

双速电动机与变频技术在抽油机上的应用

抽油机悬点载荷具有波动性,所用电动机的负载也是交替变化,为了适应启动时大功率需要,抽油机配备的电动机功率较大;而正常运行时其负载较轻、运行效率低,造成能耗的浪费。为了降低机采能耗,近年来在抽油机上应用了较多的节能技术。针对现场应用较多的双速双功率电动机和变频控制柜两种技术,分别对其工作原理、节能特点、实际效果、具有的优势等方面进行分析与阐述。     

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。     

可更换动力的节能型抽油机

针对沙漠和戈壁油田勘探井、边远井在开发前期存在的没有电网而油井伴生气不易回收被白白烧掉的实际问题,研制了一种既可使用燃气发动机又可使用电动机作动力,并可快速切换的节能型抽油机。这种抽油机设置了气路系统保温装置,解决了天然气发动机在寒冷冬季无法工作的问题;设计了既能安装电动机又能安装燃气发动机,并能快速切换的底座装置;对抽油机结构和性能参数进行了优化设计,具有良好的技术经济特性。截至2005年底,可更换动力的节能型抽油机已在新疆6个油田推广应用482台,取得了显著的社会经济效益。     

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     

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。     

游梁式抽油机用电动机的节电措施

分析了电动机带动抽油机生产时浪费电能的原因,介绍了各种节能电动机的特点和现场使用情况.针对游梁式抽油系统地面设备存在的电能浪费问题,提出了相应的节电措施.     

抽油机电动机调位装置的研制

抽油机电动机底座调位装置在油田已经使用数十年 ,目前在现场使用中存在着许多弊端 ,为此研制了一种新型电动机调位装置。该装置主要由调整座、丝杠、斜齿条和专用扳手组成。由于巧妙地利用斜齿条与电动机底座上现有的滑轨槽定位 ,再利用调位座两侧面的斜度使两斜齿条自动胀紧的原理 ,结构更为简单、合理 ,通用性好。安装在靠近原有电动机底座滑轨的任何部位 ,丝杠都能直接顶到电动机底座上 ,安装和调整省力省时 ,牢固可靠。丝杠后端为内五方 ,前端有限位垫 ,能防止盗卸。该装置是抽油机安全运行、电动机调整定位的理想专用装置。     

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。     

抽油机工作中电动机发电运行状态分析

针对普遍游梁式抽油机工作中电动机出现的发电运行状态,从扭矩、有功功率及转速的变化3方面定量分析了电动机发电运行的机理:即当抽油机系统出现“负扭矩”时,或有功功率表反转而无功功率表正转时,或电动机的转速大于磁场的同步转速时,电动机处于发电运行状态。由此导出了电动机发电运行时有关物理量如相序、转差率、转速、有功功率、电磁功率、转子输出的机械功率、电磁转矩、电压和频率的变化规律。最后分析认为抽油机工作中电动机发电运行会降低电网的功率因数并“污染” 电网。     

抽油机双绕组双功率电动机的节电分析

为解决游梁式抽油机负载启动功率大 ,运行功率小所造成配备电动机额定功率都较大的问题 ,开发出YCYJ双绕组双功率节能电动机。这种电动机是在Y系列电动机基础上改造而成的 ,是将Y系列电动机的 1套绕组和 1种功率重新设计成 2套绕组 2种功率。其节能机理是 :(1)采用双绕组串联设计 ,增加了每相串联匝数 ,使铁心气隙磁密度下降 5 0 %～ 6 0 % ,使铁心损耗降低了 70 % ;(2 )在大功率启动后在小功率下运行 ,使电动机的可变损耗大幅度降低 ;(3)采取降低磁负荷方法 ,使激磁电流下降 ,无功损耗减少 ,功率因数提高。大庆油田应用表明 ,这种电动机节能效果达 14 0 4 % ,技术指标达到设计要求 ,性能稳定 ,安全可靠。     

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。