用计算机求解一种新型抽油机平衡的方法研究

如何提高抽油机精确平衡效果 ,达到节电和提高抽油机运动平衡性与使用寿命 ;如何解决抽油机能耗大、效率低 ,是抽油机研制过程中面临的主要问题。提出了对抽油机联机配对的使用方法 ,并作了详尽的理论分析 ,通过计算机求解 ,并给出曲柄净扭矩曲线图 ,同时与异相型游梁式抽油机和常规型游梁式抽油机比较 ,进行联机配对抽油机的平衡研究。从曲柄净扭矩曲线上看 ,基本消除了负扭矩 ,减少了抽油机曲柄轴净扭矩峰值 ,降低了电动机的容量 ,减小了成本 ,解决了游梁式抽油机能耗大、效率低的问题 ,实现了能量的正向传递 ,降低了曲柄净扭矩的峰值 ,达到减小能耗提高效率的目的 ,改善了抽油机的工作状况     

游梁式抽油机节能技术综述

游梁式抽油机是陆上油田中主要的采油装备,其采油能耗占油田总能耗的三分之一,但局限于系统的结构和使用条件,抽油机电动机平均负载率都很低,用电效率平均在30％以下.针对上述问题,科技工作者们提出并尝试了大量新技术、新方法,这些技术改进提高了采油能源利用效率,但也存在局限性和技术风险.作者首先分析了抽油机系统能耗的主要来源,通过对比指出最具节能潜力的是电动机部分.进而对目前公开报导的关于提升电动机用电效率的相关研究进行了分类总结,将相关技术研究主要分为机械传动结构改进、电动机及其控制技术改进、增设节能装置三大方向,并对其中的各种技术方案进行了概括和分析.通过分析和对比,并结合目前海洋石油开采和页岩油气开采的大背景,提出了在传统抽油设备上增设节能装置将是未来一段时间内游梁式抽油机节能的最有效的技术方向,而其中的液压混合动力节能技术是一种优势较为明显的技术方案.     

抽油机专用电流表的研制

针对抽油机工作时电动机负载不均衡的生产实际问题，研制一种抽油机专用电流表。电流表以89C55单片机为核心，实时测得抽油机工作时的电流、电压、功率等，从而计算出电流平衡比，对抽油机平衡块合理配备，提高抽油机工作效率，对最大限度减少电网干扰及节约能源有一定意义。     

在抽油机中应用智能型控制器实现节能的可行性分析

游梁式抽油机的效率较低,主要是由于游梁式抽油机的工作特点,使得电动机总是处于过渡状态而造成的。采用智能型无触点控制器,通过适当地降低电动机的端电压,可以减小电动机的功率损耗,进而达到使抽油机节能的目的。     

抽油机电动机合理负载率的研究

游梁式抽油机的负载属于一种周期性交变载荷,为了满足抽油机正常启动、运行,所用电动机装机功率普遍高于理论装机功率,使电动机长期处于低负荷运行,造成能耗浪费。通过对电动机发热条件、过载能力及启动性能的理论校验与分析,确定了电动机负载率的合理上限,根据电动机工作特性曲线确定了负载率的合理下限,并利用试验研究进行了验证,合理地降低抽油机所用电动机的装机功率,不仅可以提高油井电动机负载率,降低初期投入,而且对油田生产节能降耗意义重大。     

抽油机平衡的若干问题之讨论

讨论了游梁抽油机的平衡准则与二次平衡问题，认为均方根扭矩最小准则有时不如上下冲程峰值扭矩相等准则的平衡效果好，提供了均方根扭矩与平衡参数的关系式，文章了证明了「２」所提供的平衡新方法与均方根扭矩最小准则等价，论证了欠平衡比过平衡节能，指出二次平衡并不是新概念，讨论了二次平衡应考虑的问题，文章最后就液压抽油机的功率回收平衡方式发表了看法。     

一种常规游梁式抽油机的“下偏杠铃”改造方法

下偏杠铃角度的不可调节和复合平衡力矩与悬点载荷力矩难以完全匹配,影响了下偏杠铃复合平衡抽油机平衡效果.分析常规游梁式抽油机的载荷特性,得出悬点载荷的峰值出现的位置与井况参数的关系,提出一种下偏杠铃抽油机改造方法,依据油井抽汲参数调节下偏杠铃的角度,使其最大力臂与悬点最大载荷对应,提高抽油机的平衡效果.测试结果表明,该改造方案节能效果接近15%,若合理配置装机功率,提高其功率因数,综合节电率将超过20%,具有良好的应用前景.     

浅析抽油机井系统提高效率方法

通过现场测试数据采集分析可知,日产液量、抽油机平衡、参数组合等都影响系统效率,而影响抽油机采油系统效率低的主要因素是单井的日产液量和有效功率,日产液量和有效功率受地层供液能力、井筒工况、地面设备等的影响,针对产液量低、系统能耗高、抽油机平衡率低等方面存在的问题,可以采取一定的措施提高抽油机井的系统效率.     

影响坪北油田机采效率因素及治理措施

影响坪北油田机采效率的因素主要有:地层能量低,供采关系不平衡;沉没度较低;井筒环境日趋复杂,无功损耗大;部分抽油机平衡度不达标;电机存在退磁现象;日常管理不到位。要提高机采效率,必须优化生产参数;推广小直径抽油泵;调整生产制度;提高抽油机平衡率;提高电机功率因数;加强日常管理。     

游梁抽油机智能调控装置的设计及实现

针对游梁抽油机启动电流大、能耗大、电机负载率低等问题 ,设计了一种新型的游梁抽油机智能调控装置 (主要包括降压软启动、实时调压运行、转差控制、功率因数补偿及故障保护等多个方面 )可以解决上述弊端 ,并且对其进行了理论探讨及测试分析。利用变载设备拖动电机调压式节电及转差控制等原理 ,实时改变电动机端电压 ,从而控制电机转差及电流的大小 ,实现游梁抽油机的软启动 ,提高电动机功率因数及电动机效率。检测结果表明 ,游梁抽油机智能调控装置对于负载率低 (β <30 % )的油井有用功节电率达 18.6 4 % ,综合节电率为 2 7.91% ,节能效果显著。并且根据油田现场需要增设了防谐波串扰、电动机故障保护及来电自启动等功能 ,装置具有结构简单、性能可靠、操作方便等特点。     

卷扬式长冲程抽油机的性能测试研究

卷扬式长冲程抽油机是为了满足油田开发工程中低液量油井的生产需要而研制的智能化采油装置,通过卷扬机来控制抽油机行程的卷扬式长冲程抽油机,冲程最大可达50m。采用以现代变频调速技术为基础的抽油机柔性控制技术,改善整机的运动特性及机械效率,实现了智能化采油。在标准模拟试验井上进行不同工况条件下的测试,对卷扬式长冲程抽油机在不同动液面条件下的泵效、系统效率、电机发电、吨液百米耗电等性能进行评价,为其在今后的生产实际中的推广应用提供依据。     

Novel sucker rod pumping system based on linear motor technology

Obtaining petroleum at the cost of electrical energy is a common problem in almost all oil fields, and it is mainly caused by low duty radio of induction motor used in beam pumping units. Traditional beam-pumping units have many intrinsic disadvantages such as low efficiency, complex transmission devices, poor flexibility,tremendous volume and weight in long stroke, etc. Therefore, a novel direct driven linear electromagnetic pumping unit (EMPU) has been developed by combining oil extraction technology with linear motor technology. The thrust of EMPU matches the changing of suspension center load to improve the system efficiency and cut down the consumption of energy. Based on previous experience, a small-scale prototype was developed and a simulation was conducted with it. Both theoretical analyses and experimental study showed that the problems exiting in beam pumping units can be solved with EMPU system, and this is a new method which can be used to solve high energy waste in oil fields.     

抽油机井系统的优化设计

利用回归分析方法对抽油机井系统效率测试中的试验数据处理,得到了排量系数、井下功率损失及地面效率的回归方程,以此为基础讨论了电动机额定功率的合理选择、抽油机井系统效率的预测及抽汲参数的优化设计。     

基于系统效率最高的抽油机井合理流压研究

确定抽油机井合理流压是采油工程与油藏工程的重要研究内容。本文建立了以系统效率最高为评价指标的抽油机井合理流压仿真方法,具体包括：基于抽油机井井筒油气水多相稳定流动的泵排出口压力与油井产液量的耦合仿真模型;有效功率的仿真计算方法;基于抽油杆柱轴向振动与悬点示功图仿真的电动机输入功率仿真模型;系统效率与流压、油藏参数、抽汲参数之间函数关系的仿真模型;给定流压条件下系统效率极值的仿真模型;系统效率极值随流压的变化规律以及合理流压的确定方法。仿真分析结果表明：流压对抽油机井系统效率有显著影响,优化流压可以显著提高系统效率;含水率、气油比与饱和压力等油藏参数是影响合理流压的主要因素。     

皮带抽油机机架的结构优化设计

通过三维ANSYS软件建立皮带抽油机机架的三维模型,运用该软件对皮带抽油机架结构进行分析,得到机架最大应力和位移的分布云图,由分析结果得到一些结论。在此基础上对抽油机机架进行结构优化,提出3种改进结构模型,对3种结构模型进行分析,得到相应的位移和应力分布云图。结果表明:即使抽油机的结构设计符合要求,也可进行进一步的结构优化,更改斜支撑结构和角钢型号,对主要受力位置进行改进,改善受力状态,结构会更趋于合理,经济适用。     

基于J油田生产数据的抽油机井平衡度研究

采用现场数据跟踪分析的方法分析了J油田平衡度的影响因素、平衡度调整前后的变化以及平衡度调整的周期。结果表明,原油黏度越大,抽油机井平衡度越低;对于蒸汽吞吐转抽后的油井,平衡度在0~80d内平衡度较差,在81~240d内平衡度较好,在240d以后平衡度又变得较差;抽油机使用天数与平衡度关系不大,皮带式抽油机比游梁式抽油机的平衡度高;调整抽油机井平衡,抽油机的有效功率增加,泵的充满程度增加,泵效提高;平衡度增加10%~50%,用电量节省11.2~23.2kW·h,节省电量3.9%~14.2%;随着平衡度差值变大,抽油机井用电量增加。新一轮注汽结束后,建议开采7d后开始调节平衡,对于黏度较大的井,应当加强平衡度调整频率;对于生产较稳定,黏度适中的油井,每间隔21~78d调节1次。     

基于Pro／E的专用减速电机的设计与研究

分析抽油机上使用的各种减速电机的现状，对抽油机的三组双联齿轮减速电动机设计进行了研究．利用Pro／E创建了抽油机减速装置的三维实体模型，并进行了零部件的装配设计，以保证抽油机高效低速作业．     

变频回馈一体化节能装置在抽油机上的应用

工频电机拖动的游梁式抽油机系统存在着能耗较高、效率较低的问题,特别是在低产、低速、低效油井上更是如此。采用变频拖动改造能提高电机功率因数,减少无功损耗。变频回馈一体化节能装置在抽油机上的应用收到了显著的节能效果,有较高的推广应用价值。     

有杆抽油系统能耗评价专家系统研究

根据有杆抽油系统结构,结合专家建议,建立以系统效率、电机功率利用率等为主体的有杆抽油系统能耗评价技术指标,综合考虑能耗经济及社会指标,确立完整的有杆抽油系统能耗评价指标体系,参考国家行业标准,应用专家系统研究方法,构建评语体系与规则体系,建立有杆抽油系统能耗评价专家系统。对胜利油田某系统进行实例分析,认为电机不匹配、日常管理水平差是该系统存在的主要问题,并提出相关建议,结果符合实际,可为有杆抽油系统节能提供技术支持。