游梁式抽油机用直驱式永磁复合电动机技术与现场应用

传统游梁式抽油机主要由普通旋转电动机驱动,使系统整体效率低,同时存在能耗大、难维修等缺陷。直驱式永磁复合电动机具有转矩密度高、发热小、效率高,节能效果显著、平均使用成本低、功率因数高等特点,能够满足机械采油节能降耗的需要,达到降低抽油机井能耗的目的,为后期机械采油节能改造提供了技术支持。     

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。     

游梁式抽油机节能探讨

分析了目前国内游梁式抽油机的节能现状,推导出了抽油机动能均衡作用与电动机转差率,抽油机的冲程和旋转惯量之间的关系表达式。举例计算表明,采用高转差率电动产加抽油机旋转件转动惯量是提高游梁式抽油机动能均衡作用和工作效率的最有效的方法,具有明显的节能效果,此方法还具有结构简单,成本低廉,使用方便的优点。     

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。     

游梁式抽油机改造成摆锤式复合平衡抽油机

介绍了将CYJY10—3—37HB异相型游梁式抽油机改造成CYJG10—3—37HB摆锤式复合平衡抽油机的设计方案和节能原理。即在常规抽油机的支架上增中1个小支架,小支架顶端连接1个摆杆,摆杆尾部安装平衡块,由于摆杆尾部装有滚轮,可使平衡块在游梁上滑动,实时改变平衡扭矩,降低曲柄扭矩峰值,使常规抽油机变成复合平衡节能抽油机。改造前后的测试结果表明,改造后抽油机平均节电20%。     

游梁式抽油机配套电动机配电电缆的选择

电缆截面是影响电缆经济性的主要技术指标,通过对25口稀油井抽油机配套电动机配电电缆实测的载流量和按电动机额定电流选择的电缆载流量对比分析,得出一个初步的结论,即电动机在拖动抽油机时,电动机额定电流不宜作为线路计算电流,然而影响抽油机工作载荷状况的因素很多,所以该结论还需要进一步完善。     

游梁式抽油机和电动机配套选择模板研究

根据电动机运行机械特性与抽油机负载特性相互配合的理论，通过对影响电动机功率选择的各项因素进行分析，建立了游梁式抽油机电动机配套选择模板，通过对模板的现场试验，有效提高了电动机运行载荷率和功率因数，降低了电动机的损耗，为油田应用和配套选择电动机提供了科学依据。     

游梁式抽油机电动机综合节能的理论及途径

在考虑感应电动机等效电路参数非线性的基础上 ,研究了游梁式抽油机电动机有功及无功综合节能的机理和途径。首先根据感应电动机的相量图 ,求出了在不同工况下感应电势与端电压之间的关系。进而通过磁路分析 ,研究了等效电路参数与感应电势之间的非线性关系 ,以及铁耗、定转子铜耗与转差率的非线性关系。最后提出游梁式抽油机电动机可采用调压节能、电容器动态补偿节能、星形 三角形变换调压节能等方法实现综合节能 ,并以可控硅自动投切电容器为实例 ,说明了节能效果     

稀土永磁同步电动机在游梁式抽油机应用中的效益分析

稀土（ＮｄＦｅＢ）永磁同步电动机以其独特的优越性应用于游梁式抽油机，在一定的功率区段可以替代感应式异步电动机，在较大批量的工作运行中获得了良好的运行特性和突出的节电效果，开辟了电机节能的新途径。本文以ＴＸＹ１３２Ｓ－４稀土永磁同步电动机为例，介绍了本电机设计及调试中的技术要点，通过运行考核及理论分析计算，证明了稀土永磁同步电动机应用于游梁式抽油机是可行的。     

用于游梁抽油机的双绕组串联节能电动机

针对游梁式抽油机的电动机大多数处于轻载运行的情况 ,根据电动机设计原理 ,设计出了一种新颖的双绕组串联节能电动机。这种电动机的定子绕组由一个多匝绕组和一个少匝绕组串联而成。多匝绕组单独运行时功率大 ,串联少匝绕组以后的功率小 ,但功率因数高 ,效率高。电动机外部采用切换装置 ,轻载时 ,两个绕组串联运行 ;满载时 ,只用多匝绕组运行。理论计算和实测表明 ,抽油机轻载运行时双绕组串联节能电动机节能效果超过 10 %     

游梁式抽油机电动机存在问题及节电方法浅析

针对游梁式抽油机用电动机的运行特点,系统分析了在生产应用过程中存在的问题,简要阐明了抽油机生产过程中浪费电力的主要原因,提出了负载率低、电动机与抽油机机械特性不匹配、抽油机平衡率低、抽油机拖动电动机反转发电等几个影响电动机效率提高的主要因素,简要介绍了永磁电动机、高转差率电动机、双功率电动机等几种目前主要应用的节能电动机种类和特点,根据普通电动机的问题所在针对性的提出应用无功补偿装置、变频调速、低速和高转差率电动机几种节能改造措施,以实现抽油机的经济运行,达到为油田节能减耗,增产增效的长远目标.     

游梁式抽油机用电动机节能改造初探

目前游梁式抽油机拖动装置仍以Ｙ系列电动机为主，运行过程中存在“大马拉小车”的状况，对能源造成了极大的消费。作者根据游梁式抽油机的运行负载特发现，提出了在修理过程中对电动机采取节能改造的措施，并经过现场运行实验、测试，验证了该项节能改造措施的可行性。该项节能改造措施投资少，具有良好的经济效益，是一项具有较高推广应用价值的节能改造措施。     

关于游梁式抽油机用电动机节能的讨论

介绍了一般负荷下的电动机节能方法和游梁式抽油机负载特点,述评了油田使用或试验的几种电动机节能情况。游梁式抽油机用电动机节能应包括两个方面：一是提高电动机的负荷率和效率;二是使电动机的机械特性变软,改善电动机机械特性与抽油机负载特性的相互配合,以提高机、杆、泵系统效率。两者比较,后者的节能潜力要比前者大得多。因此,后者应该是游梁式抽油机用电动机节能的主要研究方向。当前最理想的途径是开发用于制造电动机转子绕组的频敏材料;其次是研制工作可靠的四象限变频器,把电动机发电状态所发的电回馈电网。     

游梁式抽油机的节能改造

文章介绍改造后的常规游梁式抽油机的特点，并以CYJY10-3—53HB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。     

游梁式抽油机节能技术在河南油田的应用分析

目前应用于油田游梁式抽油机的节能技术有：游梁曲柄复合平衡改造、超越离合器动态平衡技术、游梁式抽油机二次减速、永磁同步电机技术、变频调速技术、配备低速电动机等。经对各方法在应用现场的适用性研究分析后认为,针对不同工况的游梁式抽油机都有较好的方法与之相适用。对一些系统效率较低的油井,运用游梁式抽油机的节能技术是降低采油成本、提高油田开发效益的一条重要途径。     

游梁式抽油机节能新途径和节能蓄能器

游梁式抽油机效率不理想的根本原因，是其载荷特性和普通电动机工作特性不匹配。以往人们都在改变抽油机载荷特性或发动机工作特性上下功夫，结果有得有失，而且仍难达到抽油机效率的理论值。节能蓄能器利用飞轮蓄能效应，使整机效率达到较理想的数值。叙述了蓄能器在某井抽油机上的应用情况。万余小时的连续运行表明，在同一油井、工况和相同时间下，与未装蓄能器时相比，单位产液量综合有功节电率达１５．３％。     

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。     

游梁式抽油机用电动机的选配研究

采用系统动力学原理对电机—抽油机系统的能耗影响因素进行了分析,并在理论上进行了定量计算。指出软特性电机的采用对系统能量均衡具有相当作用,有一定节能效果。但过份增大电机转差率并不一定能达到节能目的。     

变臂型游梁式节能抽油机设计

针对我国油田开采的现状和抽油机的使用状况，提出了变臂型游梁式抽油机的设计方案。对变臂型游梁式抽油机的几何计算、运行分析进行了推导。以１０型４．２ｍ抽油机为例，对常规型和变臂型游梁式抽油机的性能参数进行了计算和分析对比。结果表明，变臂型游梁式抽油机结构紧凑、体积小、重量轻，且动力性好、能耗低，比常规型游梁式抽油机节能１５％以上。