塔架式数控抽油机在高尚堡油田的应用

塔架式数控抽油机是一种新型无游梁抽油机,在保持高可靠性的前提下,具有调参方便、长冲程、大负荷、小体积、节约占地,以及节电效果显著等优点.塔架式数控抽油机采用金属钢架塔式结构,通过开关磁组电动机控制系统(SRD)控制开关磁组电动机实现正反转换向,带动减速器、联轴器驱动卷筒,使卷筒释放、缠绕驱动带实现抽油杆上下往复运动,达到抽吸效果.现场应用表明,塔架式数控抽油机运行参数适应油田开发的需要,操控简单,解决了传统游梁式抽油机效率低、能耗高和调整参数复杂等问题,收到了理想的应用效果.     

游梁式抽油机精确动力学分析的新方法

在对游梁式抽油机－有杆泵系统进行动力学分析的基础上，根据机械系统的力学原理，将整个系统简化为一个等效动力学模型。计算悬点载荷考虑了抽油杆、抽油泵及悬点运动规律等实际情况，建立了一套递推公式，反映了抽油机与有杆泵系统之间的相互作用关系，提出了一种求超高转差率电动机驱动抽油机真实运动规律的新方法。应用本文介绍的方法能真实地反映机－泵系统之间的匹配关系，获得的运动真实，精度高，适用于各种有杆抽油设备的动力学分析。     

技术革新破百年采油难题——访塔架式数控抽油机研发单位负责人

在第十二届中国（北京2012）国际石油石化技术装备展览会上．由山东盛置石油机械设备有限公司自主研发生产的塔架式数控抽油机展位前吸引了络绎不绝的参观者。人们饶有兴趣地评价说：塔架式数控抽油机的智能性、节约性、安全性,     

塔架式数控抽油机的应用效果评价

随着油田进入高含水开发阶段,稠油井、低渗透率井开发的难度不断增加。虽然对采油设备采取了多种技术措施,但机械采油设备仍占据主导地位。传统的游梁式抽油机能耗大、难维修,已经不能适应油井深抽工艺的需要,并且附件多,依靠改进结构,不能使其系统效率有效地提高,随之而来每增加一个环节就必然会增加一份附加损耗。大庆油田采油三厂目前应用的塔架式数控抽油机,通过拖动系统与减速传动系统的优化组合,提高了使用效率,它从根本上解决了游梁式抽油机高耗能和难以实现长冲程的问题。它能针对油田不同需要提供与之相适应的抽油机,扩展了抽油机的应用范围。塔架式数控抽油机现场应用前后测试数据对比分析表明,与普通游梁抽油机、智能间歇提捞抽油机、复式永磁电动机抽油机相比,新型电动机驱动的抽油机系统效率有所提高,具有良好的节能效果。     

塔架式数控抽油机应用效果评价

传统游梁式抽油机无论怎样变型,其传动效率一般只有70%~80%,相应的能耗较高,同时其匹配的异步电动机由于存在铜损和铁损,效率也不高,从而制约油井系统效率的提高。针对这种状况,试验应用了塔架式数控抽油机,它采用复式永磁电动机作为动力,在整体结构上取消了普通游梁式抽油机的所有机械传动部分,采用电动机直接驱动的方式,并在智能变频控制器的控制下完成复式永磁电动机的正反转,从而实现抽油杆的上下往复运动,是一种能耗较低的油田新型抽油设备。     

塔架式数控抽油机的应用价值

塔架式数控抽油机因其结构上的优势,将减速机构、电控系统及操作系统都安装在平台上,平台距抽油机底座7米高,能够有效解决地势低洼地带油井生产问题,可以保证抽油机在4米水深下的正常生产,减少因停机对原油产量的影响;通过对位于江堤内先期投产的7口油井的耗电测试,与普通游梁抽油机对比,节电率达50.7%;由于该机应用了变频和数控,在日常生产中,塔架式抽油机可根据油井工况,随时对冲程、部次等进行无级调整,保证低油田对长冲程、低冲次的要求;在正常保养时,塔架工抽油机的工作量与游梁抽油机相比减少了一半,可以大幅降低员工的劳动强度;塔架式抽油机应用了失电制动系统,可以对过载和断电进行保护,制动平稳、可靠,具有很好的安全性.     

塔架式数控抽油机:自主创新的结晶

100年前,美国人发明了游梁式抽油机,一直沿用至今;100年后,中国人发明了塔架式数控抽油机,成为现有油田采油装备当之无愧的新型替代产品之一。     

塔架式长冲程抽油机的动力学研究

对塔架式长冲程抽油机进行动力学研究,分析其悬点、主动轮系等运动规律,计算抽油机悬点载荷、平衡重、减速机在主动轮系上产生的扭矩.结合曙一区油井的实际生产情况,确定了电机的额定功率与减速机额定扭矩,此研究结果对于大排量举升工艺的顺利实现具有重要的参考价值.     

旋转驴头抽油机的驴头轮廓曲线及悬点运动学

用向量法导出了旋转驴头通用轮廓曲线表达式,求出了以连杆机构和齿轮机构带动的旋转驴头轮廓曲线方程式,并时以这两种形式带动的旋转驴头抽油机的冲程长度、悬点运动速度、加速度进行了理论分析。     

关于宽带抽油机悬点运动与节能的讨论

从宽带抽油机的结构原理入手,从理论上分析了该型抽油机的悬点运动规律及产生换向冲击的原因,并对其节能的可能性进行了分析。指出宽带抽油机不具备节能性能,反而存在耗能因素。     

偏轮游梁抽油机结构与运动特点分析

偏轮游梁抽油机是一种新型长冲程度效节能抽油机,该抽油机与常规游梁抽油机相比的结构特点是游梁尾部装有一个偏轮,在偏轮与游梁中心支架之间增加了操纵杆,游梁尾部、横梁、操纵杆与偏轮之间用轴承联接而成。通过计算出悬点的位移、速度和加速度并绘制出各曲线,对该抽油机运动分析表明,最大加速度明显减小及加速度的变化率减小。     

游梁式抽油机与直线电机抽油机

游梁式抽油机利用电能转换为旋转运动,减速后再经四连杆机构转换为直线往复运动,其传动系统能量损失高达28%,加上旋转特性造成启动扭矩大,系统效率一般不超过30%。直线电机抽油机将电能直接转换为直线往复运动,简化了机械传动过程,有效地提高了效率,经测试节能可达54%,而且加大冲程时整机外形尺寸和重量都增加得很少,特别是抽汲参数可无级调整,为实现自动控制及满足采油工艺要求提供了条件,是一种很有发展前途的新型抽油机     

游梁式抽油机的节能改造

介绍了异相游梁平衡抽油机的特点，并以CYJY12-4.8-73HB型抽油机为例，论述了游梁式抽油机节能改造的具体方法，改造前后参数的变化及经改造而成的异相游梁平衡抽油机的性能。游梁式抽油机改造后，在满足使用条件下，可节电10%以上，同时，还可以改善抽油机的工作状况和受力特性，提高抽油机的稳定性，延长使用寿命。     

数控抽油机及抽油杆柱优化设计

介绍了我国首创的数控抽油机结构，分析了它的运动规律，并经过现场测试和数据处理验证了这种运动规律。还介绍了数控抽油机井的抽油杆柱优化设计，解决了数控抽油井的上边界条件，并用各级杆顶部截面应力范围比相等条件进行了优化设计，经诊断软件验证，杆柱优化设计软件是可靠的。     

净扭矩呈小波动形态的新型抽油机动力学研究

针对常规游梁式抽油机电动机输入功率过高导致抽油机效率低、能耗过高的问题,研制了一种基于摇块机构的游梁变矩式抽油机。该抽油机传动机构在附加平衡载荷条件下,其曲柄轴净扭矩表现出了非常小的波动形态,电动机效率被提高,从而使抽油机的能耗大大降低。对该新型抽油机传动机构的运动和动力学分析结果表明,新型游梁变矩式抽油机较常规抽油机最大净扭矩大幅降低,最小净扭矩明显提高;其载荷波动系数CLF值趋近于1.0;均方根扭矩值较小,表现了较好的节能效果和很好的长冲程运动和动力性能。     

新型自平衡游梁式抽油机智能控制系统设计与开发

针对传统游梁式抽油机平衡调整困难、智能化水平低的问题,为提高平衡度达标率和电机实际工作效率,研发了基于STM32的自平衡游梁式抽油机智能控制系统。该系统整合了传统电流法、平均功率法等平衡度计算调整方法,提出了一种基于“最小功率”的平衡度自动调整方法,此方法可以满足现场不断变化工况的节能调整需求。系统PC端的监控软件可以实现数据展示、数据存储和命令发送等功能。该系统经现场测试,验证了系统数据采集的准确性和稳定性,且证实了该系统可以有效地实现自平衡游梁式抽油机的平衡自动调整,减小了抽油机机械系统的损耗。     

游梁式抽油机运行过程优化控制扭矩测试分析

为了验证游梁式抽油机优化控制技术在抽油机上的应用效果,在大庆油田采油工程技术研究院的标准井上,通过贴应变片的方法,分别测定在常规工频和优化运行状态下抽油机3轴(电机轴、减速器输入轴和输出轴)扭矩的变化情况,并进行对比分析。分析结果表明,游梁式抽油机采用运行过程优化控制技术能够明显降低电机轴、减速器输入轴和输出轴的扭矩,且电机轴的扭矩降幅最大,减速器输入轴的扭矩降幅次之,减速器输出轴扭矩降幅最小;不同平衡率下,电机轴扭矩、减速器输入轴和输出轴扭矩峰值降低的幅度也不同;在300、600和800 m 3种动液面下,电机轴和减速器输出轴的扭矩交变幅度都降低,降低比例为36.8%～64.1%。     

随动复合游梁平衡抽油机运动学研究

随动复合游梁平衡抽油机是一种新型节能抽油机,其随动平衡重重心的运动是复合运动。用解析法进行了随动平衡重重心的运动分析,推导了其几何位置、速度和加速度公式,并给出了计算实例。     

调径变矩抽油机运动学及动力学特性分析

调径变矩抽油机是在前置式游梁抽油机上采用新型平衡方案的一种节能型抽油机,其特点是取消了曲柄平衡,将传统的直游梁设计成3段折线的弯形游梁。根据该抽油机的结构特点及运动特征,推导了其悬点速度、加速度以及曲柄扭矩等计算方程,以CYJ8-3-26HY型抽油机为例进行了模拟计算,并与CYJ8-3-48B型抽油机相关参数进行了对比,借以分析其运动学和动力学特性,为调径变矩抽油机-深井泵系统的生产参数合理配置提供了理论支持。     

精确动平衡常规抽油机动态预测

应用常规游梁抽油机－深井泵系统和精确动平衡的新理论，建立了一次简谐波平衡扭矩幅值和二次简谐波平衡扭矩幅值及相位的方程、连杆、光杆运动分析方程；又依据振动理论，确定了计算光杆振动载荷方程等，借助于微型计算机对精确动平衡常规抽油机的动力特性进行了预测，同时给出了该型机新平衡的可行方案。由计算机可绘出各种工况下连杆、游梁和光杆的运动分析曲线、光杆模拟示功图及动力特性曲线。应用预测技术可对各类抽油机进行动力特性对比、能耗分析和参数计算。