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。     

JPCYJD型长冲程智能抽油机在冀东油田的应用分析

常规游梁机的结构特征,决定了它平衡效果差,曲柄净扭矩脉动大,存在负扭矩、载荷率低、系统效率低和能耗大无法实现加大冲程等缺点。由于游梁机存在的这些问题,冀东油田近年来逐步引进了JPCYJD长冲程智能抽油机,该机采用直立结构、砝码平衡、操作简单、占地面积小;且该机调速系统功率因数高,超载能力强,传动线路短,对提高系统效率,降低能耗,方便地调整参数具有明显优势。经测试,JPCYJD长冲程智能抽油机的地面效率在80%左右,接近有杆泵地面效率理论最高值,井下效率在47%左右,系统效率在40%左右。     

PLC在智能塔架式抽油机上的应用

智能塔架式抽油机改变了常规游梁式抽油机四连杆机构的原理,采用智能控制调速电动机正反转来实现抽油杆的直线往复运动。由于采用了调速电动机和数控技术,可根据油井工况,随时对冲程和冲次等参数进行自动无级调整,保证低渗透油田对长冲程和低冲次的要求。现场应用表明,在相同井况和产液量下,该抽油机平均每天耗电60kW.h,与常规游梁式抽油机相比,节能50%以上,机械效率可达80%以上,系统效率达到52.9%。     

滚筒式智能抽油机设计

为了更好地实现节能目标, 在满足油田采油工艺要求的前提下, 在原有电动机换向智能抽油机的基础上, 改进设计了滚筒式智能抽油机。该机工作执行机构是 4根钢丝绳与内减速摩擦滚筒组成的摩擦传动机构。电动机正反向转动, 驱动同轴连接的内减速摩擦滚筒也正反向转动,实现抽油杆柱上下往复运动抽汲油液。该机设计要点有 3个方面: (1) 采用交流变频控制器, 不仅提高了电控系统的可靠性及稳定性, 而且调整参数准确快捷; (2) 内减速摩擦滚筒在滚筒轴上为悬挂式结构, 受力复杂, 故对滚筒轴强度、刚性和热胀冷缩后的变形等做了详细设计计算;(3) 将内减速摩擦滚筒设计为双层结构, 内外层筒体之间有足够的间隙, 便于散热。     

摩擦换向抽油机悬点运动分析计算

摩擦换向抽油机采用开关磁阻电动机或变频调速电动机,其特点是可以频繁双向旋转,带动摩擦轮正反转,实现光杆的上行下行。该抽油机运动特点与游梁式抽油机运动特点有较大区别,文章分析了摩擦换向抽油机的运动特点,给出了该机悬点位移、速度、加速度的计算方法。     

摩擦换向抽油机悬点运动分析计算

近几年出现的摩擦换向抽油机采用开关磁阻电动机或变频调速电动机，其特点是可以频繁双向旋转，带动摩擦轮正反转，实现光杆的上行下行。该抽油机运动特点与游梁式抽油机运动特点有较大区别，分析讨论了摩擦换向抽油机的运动特点，给出了该机悬点位移、速度、加速度的计算方法。     

抽油机多功能调速装置与伺服试验对比

游梁式抽油机是油田普遍采用的采油装置,在工作过程中由于上下冲程的载荷不均匀,严重影响了换向机构、减速箱和电动机的寿命和效率,致使系统能耗偏高.针对这一问题提出了分别应用抽油机多功能调速装置与伺服拖动系统技术,这两种技术都可以根据油井实际运行状态自动实时调控电动机的机械特性,使之与抽油机的负载变化相互匹配,使拖动装置扭矩输入功率变化趋于平缓,实现降低油井能耗,提高系统效率.文中介绍了这两种方法的技术原理及功能特点,并结合喇嘛甸油田应用情况对这两种技术的应用效果作了对比评价.     

长冲程液压平衡抽油机的研究与设计

常规游梁式抽油机系统存在效率低、能耗高和设备质量大等问题,为此设计了一种长冲程液压平衡抽油机。该抽油机采用智能控制的电机转向来实现柔性抽油杆的往复直线运动,利用液压马达可换向实现能量的储存与释放,达到平衡悬点载荷的目的,简化了抽油机结构,降低了系统的总能耗。现场试验结果表明,与常规游梁式抽油机相比,长冲程液压平衡抽油机的平均节电率达到25%,泵效率由50%提高到70%以上。     

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。     

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。     

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。     

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。     

游梁式抽油机电机功率动态调整技术

针对"十五"初期P油田机采井运行能耗高、系统效率低的问题,需要对现有抽油机电机装机功率进行合理匹配,实施电机动态匹配调整,提高电机功率利用率,降低电机能耗水平。通过电机匹配的功率计算确定合理的负载率,提出了P油田电机功率的合理匹配与动态调整技术,优先匹配与调整了负载率低于10%的抽油机井,达到了节能效果,保证了电机高效运行,提高了功率利用率。     

复动轮拉杆式抽油机

复动轮拉杆式抽油机是一种长冲程气平衡式抽油机，其独特的复动轮提升机构通过扇形复动轮以往复直线运动与旋转运动相结合的复合运动，可将抽油机冲程加大到比常规抽油机大1倍。复动轮可旋转180°，以便在修井作业时让出井口。气平衡系统减轻了抽油机运动构件在往复运动换向时的冲击载荷。有效的密封方式可保证系统在2个月内不漏气。第一代样机已运转2万余小时，未曾发生大的机械故障。最大冲程可达8m，系统机械效率为40．3％，可节电19．8％。     

采用同一动力源的联动抽油机组

联动抽油机组是将多台抽油机用一根动力轴连接而成的一种用于丛式井抽油的新型采油装置。这种机组由驱动电动机、胶带轮、支架轴、离合器、万向轴、传动链、游梁式抽油机、测试仪、显示报警装置和计算机等组成。由于采取了联动,下冲程时抽油杆柱及抽油机杆件所积蓄的势能都传到动力轴带动各台抽油机运行,使扭矩曲线水平轴以下的负值得以消除,即在下冲程时形成的无用功全部转换成动力做功。运行试验证实,联动抽油机组载荷波动小,运行平稳,输电线路损耗低,有功节电率约43%,综合节电率约72%。     

一种同轴二次曲柄平衡抽油机方案及性能分析

为了平抑电动机扭矩负荷曲线的波峰和波谷,减小配置电动机的额定功率,提高抽油机系统的工作效率,提出了一种同轴二次曲柄平衡游梁抽油机方案,在常规游梁抽油机一次曲柄平衡的基础上,增加一个同轴不同转速的二次曲柄平衡结构,不仅解决了二次平衡曲柄的安装空间问题,而且还能充分发挥二次平衡效果。对CYJ10-3—53HB型抽油机的计算表明,可以使输出轴峰值扭矩降低38％,节电33．7％。     

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。