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 %。     

基于DSP的抽油机变频控制系统

针对目前油田普遍使用的游梁式抽油机的驱动电动机运行过程中功率因数和效率较低的问题,基于带补偿的恒转矩控制技术,研究开发了一种基于TMS320F2812高性能DSP的抽油机专用变频控制装置.     

W型曳引抽油机的节电机理研究与应用

为应对传统游梁式抽油机受到新技术、新工艺、新装备的挑战,研制了一种无游梁塔架式W型曳引抽油机。该抽油机以机架为载体,采用外转子稀土永磁同步电动机为动力,电动机直接驱动安装在其两侧的曳引轮。中原、华北等油田现场应用表明,该抽油机有功节电率达37.2%,实测噪声54dB,低于国家标准,提高系统效率10%,受到油田用户普遍好评,与游梁式抽油机相比具有独特的技术性能,凸现出显著的节能特点,值得大力推广和应用。     

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,抽油机专用节能电动机应具备如下“三要素”:(1)启动力矩大、过载能力强。为降低装机功率,应尽量提高抽油机驱动电机的启动转矩倍数,以满足启动和特殊作业时的要求,这样就可以大大降低装机功率。通过优化设计,一般降低一个机座号是没有问题的。降低装机功率可以提高电动机的工作点,进而可以提高其运行效率,达到降低能耗的目的。(2)运行效率高。通过优化设计,在保证额定点效率的前提下,可以提高轻载时的效率,使高效区得到展宽,从而显著提高平均运行效率。(3)运行功率因数高。通过优化设计,在保证额定…     

永磁电机在石油矿场应用中的问题及对策

全国各大油田进入中后期开采后 ,大多数油井采用机械采油方式开采 ,其中游梁式抽油机是最主要的采油设备。游梁式抽油机具有结构简单、易损件少、故障率低、维修简单等优点。但也存在启动困难、平衡效果差、系统效率低的缺点[1] 。为了保证抽油机的启动 ,匹配电机功率比正常运行所需的电机功率大 2个功率等级甚至更多 ,造成了拖动系统电动机的负载率仅 4 0 % ,产生大马拉小车现象 ,使得电机的效率为 75 % ,功率因数为 0 .3～ 0 .4。游梁式抽油机耗能占油田总耗能的 30 %～ 4 0 % ,如果抽油机的拖动系统效率提高 10 % ,效益非常可观。抽油机…     

抽油机拖动用开关磁阻电动机试验测试与评价

对游梁式抽油机用开关磁阻电动机的调速系统进行室内试验分析,评价其对油井工况的适应性。通过测试在不同负载、不周转速情况下电动机的输出转矩与电动机效率,得到电机的特性曲线。测试结果表明:开关磁阻电动机调速系统具有良好的起动特性,在0.2倍额定电流情况下输出转矩能够达到额定转矩的2.5倍;良好的调速性能使得电动机可以在0.2倍额定转速下正常工作,同时过载能力达到2.2,且保持50%以上的效率;在5%负载情况下开关磁阻电动机效率达到75%,而同规格异步机仅为30%。该开关磁阻电动机对抽油机"重载起动、低负运行"工况具有较好的适应性。     

永磁复合电动机直驱游梁式抽油机节能技术的试验应用

游梁式抽油机是目前最主要的采油设备,具有性能可靠、结构简单、操作维修方便等特点,但在实际运行中因为需要更换调节皮带盘根、对轴承减速箱进行保养等,工作量较大;另外,电动机启动转矩大,而运行时平均负荷率不到30％,电动机长期低效运行.永磁复合电动机直驱游梁式抽油机技术减少了原动机、皮带、减速齿轮箱三个旋转驱动环节,提高了传动效率,降低了维护成本;同时,永磁复合电动机具有在低负载条件下高效运行的特点,可以有效解决游梁式抽油机的缺陷.经过标准井测试,有功节电率在10％以上,是普通游梁式抽油机节能改造的一个可选方案.     

无功换向智能抽油机的研制与应用

针对传统游梁式抽油机效率低、能耗高和调整参数复杂等问题,引进了无功换向智能抽油机。该抽油机为塔架式结构,电动机通过电控系统控制实现正反转动,经减速器、弹性柱销联轴器驱动卷筒正反转动,经卷筒缠绕或释放钢绳胶带实现抽油杆上下往复运动,从而抽汲原油。现场应用表明,该抽油机系统效率为35.78%,接近游梁式抽油机系统效率的最大目标值,较胜利油田分公司抽油井平均系统效率提高了9.18%,收到了理想的使用效果。     

游梁式抽油机的智能化改造

在保留游梁式抽油机优点的基础上,采用变频调速、可编程控制和电力电子等高新技术将游梁式抽油机改造成为智能抽油机。智能抽油机主要由变频控制系统、传感器、异步电动机和游梁式抽油机等组成,可根据油井工况自动调节运动特性,从而满足开采工况复杂多变的油井和复杂油藏的需求。试验结果表明,智能抽油机可根据油井工况无级调节冲次和上下冲程速比,使油井供排液系统达到动态协调,泵充满度明显提高,启动电流接近抽油机正常工作时的最大电流,功率因数由使用游梁式抽油机时的０３～０５上升到０９以上,具有明显的增产、节能效果     

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。     

下偏杠铃复合平衡游梁式抽油机的节能效果分析

应用波动方程描述抽油杆柱的振动,建立了抽油机悬点动力示功图的仿真方法;考虑了地面各机构传动效率对复合平衡游梁式抽油机各节点功率的影响,建立了地面各单元分效率与电动机实耗功率的仿真方法。仿真结果表明,与单独的曲柄平衡游梁式抽油机相比,复合平衡游梁式抽油机的节电率随游梁平衡重质量的增加而增加,其节电的根本原因是四杆机构的平均运行效率随游梁平衡重质量的增加而增加,与传统的复合平衡游梁式抽油机相比,游梁平衡重下偏对地面各单元的分效率与节电率影响甚小。由于复合平衡游梁式抽油机（包括下偏杠铃复合平衡游梁式抽油机）不能明显减小曲柄轴扭矩波动,因此复合平衡游梁式抽油机不具有降低装机功率的特点,因此,下偏杆铃复合平衡游梁式抽油机的节电效果与传统的复合平衡游梁式抽油机基本相同。     

节能抽油机节能效果对比试验研究

游梁式抽油机是采油工程中最主要的人工举升方式,为减少抽油机井的能耗,降低原油的开采成本,各抽油机制造厂相继研制了多种结构形式的节能抽油机。由于节能原理不同,节能效果差别很大,如何公正、合理评价节能抽油机的节能效果,是人们普遍关心的问题。文章利用水力模拟试验井,以水为介质,在相同的条件下,以偏置式抽油机为参照机,以系统效率和节电率为节能效果的评价指标,对4种节能抽油机进行了对比试验,并绘制了系统效率和节电率与油井举升高度的关系曲线。试验结果表明,双驴头抽油机节能效果最佳,其次是下偏杠铃复合平衡抽油机。根据对比结果,提出了节能抽油机选择和使用的建议。     

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。     

QSY型抽油机智能平衡调整装置的设计

常规游梁式抽油机在工作几年后,由于井身结构或者地层原油的不断开采造成产量和动液面的变化等原因,抽油机整个系统将会变得不平衡,并且该抽油机的平衡配重也不能够继续调节,而更换抽油机设备也不现实,因此研究一种经济而高效的自动调节抽油机平衡的装置就显得非常必要。结合功率法平衡诊断技术,利用智能功率检测模块检测抽油机一个冲程周期的有功功率,从而得到抽油机的平衡度,据此平衡度来调节抽油机的平衡性。设计了相对应的QSY型抽油机平衡调整的机械装置和电气自动控制系统。现场试验表明,该装置能够全智能执行抽油机平衡诊断和调节,运行稳定、安全可靠。     

摆杆型游梁式抽油机的节能效果分析

在对摆杆型游梁式抽油机进行详细运动分析的基础上，应用动能定理的功率方程对其进行了平衡分析，得到了曲柄输出轴扭矩的解析表达式。同常规型游梁式抽油机比较，该机型可以显著降低曲柄输出轴的最大扭矩，减小甚至消除负扭矩，在降低能耗的同时改善了减速箱的受力状况。分析表明，该机型由于自身结构特点具有明显的节能效果，应用前景好。     

游梁式抽油机节能新技术探讨

针对游梁式抽油机能耗大,工作效率低的问题,提出游梁式抽油机节能的新方法,即在采用优化抽油机结构的基础上,通过改变电动机的工作特性和增加抽油机转动惯量的办法降低抽油机周期载荷系数。指出影响使用高转差率电动机的游梁式抽油机节能的主要因素是抽油机的冲次、电动机转差率和旋转件的转动惯量。采用高转差率电动机,并增加旋转件的转动惯量,是综合提高游梁式抽油机节能效果的有效途径。     

配置弹簧的游梁式抽油机节能分析

对ＣＹＪ—１０型抽油机配置弹簧（包括前置游梁弹簧,后置游梁弹簧和井口弹簧）后的节能情况进行了计算分析。推导出考虑弹簧弹性力时抽油机所需的装机功率和实耗功率的计算公式。通过实际抽油机井的计算可知,装有弹簧的抽油机比原抽油机是否节能必须在平衡度相同的条件下进行比较。若配置弹簧前后的平衡度不变,则配有弹簧平衡的抽油机与曲柄平衡的抽油机相比,均方根扭矩Ｍ０和实耗功率Ｎ０均有所下降。根据计算,配置弹簧的抽油机井比不配置弹簧的抽油机井,所需的装机功率下降２０％～３０％,实耗功率下降３％～５％,具有一定的节能效果。     

W型曳引抽油机技术研究及现场应用

W型曳引抽油机以机架为载体,采用外转子稀土永磁同步电机为动力,由变频控制器提供变频后的低频电流供给外转子稀土永磁同步电机,使电机在超低转速下输出大扭矩。通过改变电流的频率可以改变电机的转速;改变电流的方向可以改变电机的转向。电机直接驱动安装在两侧的曳引轮,依靠正压力和摩擦力带动钢丝绳及动滑轮悬点载荷和配重作往复运动,进而带动抽油杆和抽油泵采油。通过多个油田试用,该机具有节能、减排、增效、控制自动化等显著技术特性,是近年来研发出来的较理想的新一代无游梁式抽油机。     

塔架式数控抽油机运动学及动力学特性分析

塔架式数控抽油机的传动效率高、冲程长、易于调平衡,且能实现抽汲参数无级调整,节能效果显著。根据该抽油机的结构特点及运动特征,推导了悬点速度、加速度、位移计算公式。根据力矩平衡原理,建立了减速器扭矩计算模型。通过实例计算,并与常规游梁式抽油机相关参数对比,分析了其运动学和动力学特性。为塔架式数控抽油机—深井泵系统配置合理生产参数提供理论支持。     

下偏杠铃游梁复合平衡抽油机及节能技术改造

文章介绍了下偏杠铃游梁复合平衡抽油机的结构，从受力分析入手对其平衡机理、平衡扭矩、5种扭矩曲线形态及失载进行了分析。该机继承和保留了原常规抽油机的优点，具有结构简单、可靠、耐用、维护费用低等优点，尾部采用下偏杠铃游梁复合平衡装置，改善了整机的受力条件，延长了使用寿命。该机既可用于新机制造，又可对常规抽油机进行升级改造，具有推广价值。