变频技术与能量回馈控制在游梁式抽油机上的应用

变频技术因其节能、安全、易控制、操作方便等优点,在油田生产领域得到广泛应用,逐渐成为抽油机电力拖动系统的主要控制技术之一。介绍了游梁式抽油机的工作特点,指出了变频拖动的优点,根据游梁式抽油机的工作特点,讨论了变频技术在游梁式抽油机上的一些控制问题,并对变频拖动系统的应用方案进行了分析,得出高性能矢量变频器配置性能优越的能量回馈控制单元,是日前游梁式抽油机最佳的节能控制技术方案。     

电能法抽油机平衡度测试仪的研制与应用

游梁式抽油机平衡度是油田生产中抽油机运行评价的一项重要参数。本文介绍了一种新型电能法抽油机平衡度测试仪的设计思路、工作原理、研制过程、现场操作方法、抽油机平衡块调整估算以及现场应用情况等。实践证明,该测试仪具有很高的推广应用价值。     

游梁式抽油机用电动机节能讨论

介绍游梁式抽油机用电动机的运行特点,述评了油田使用的几种电动机节能情况.游梁式抽油机用电动机的节能方法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,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许多.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,使发电状态时的电能回馈电网.     

用于模拟游梁式抽油机电动机动态负荷的测试系统设计及应用

抽油机电动机(beam pumping motor,BPM)负荷具有周期性动态变化特点,对于此类工况下的电动机能效检测通常采用标准井测试方法,该方法存在负载单一、通用性差等局限性,难以灵活地模拟油田复杂的负荷特性。为解决这一问题,以国内外油田广泛应用的游梁式抽油机为例,建立了抽油机系统(beam pumping system,BPS)数学模型并分析了模型参数对仿真误差的影响;在此基础上,提出一种通过调整平衡配重及井下摩擦力参数值大小来补偿模型误差的技术手段,并通过遗传算法(genetic algorithms,GA)对上述参数进行优化求解;进一步基于该模型开发出一套室内BPM模拟加载测试系统,该系统采用由四象限变频器与伺服电机组成的能量回馈式单元作负载,仅通过改变上位机BPS模型参数便可实现不同动态负荷的精确模拟。与现场测试结果对比表明,该系统可模拟抽油机空载、轻载及重载工况下的动态负荷特性,误差低于2%,系统节电率达87%。文中研究成果可为油田电机选型及能效动态评估提供重要技术支持。     

游梁式抽油机专用电动机控制系统

游梁式抽油机工作性质及环境具有特殊性,采用现代电子技术对电动机进行智能控制,超高转差率电动机和高转差率电动机作为其专用拖动设备,使电动机与游梁式抽油机达到合理匹配,取得较好的综合效益。     

游梁式抽油机专用双速电机的研究

在广泛调查基础上，本文提出一种能满足油田采油复杂情况需要的双速电机方案，经实地应用说明，游梁式抽油机应用这种电机配套有较好的节能效果。     

势能负载条件下感应电机变频–调压分段节能控制策略研究

目前投入油田应用的节能设备大多基于单一节能技术,且通用性较差。该文结合抽油机负载特点及四连杆运动规律,提出一种基于变频器的变频?调压分段协调运行的通用节能新技术。该技术通过在不同曲柄运行位置区间选择性地改变感应电机供电模式,使其运行状态发生改变,主要特征:1)采用变频手段控制悬点加速度大小,间接削弱悬点载荷中的惯性力矩成分,从而减小上冲程阶段电机消耗的电功率;2)实时监测电机实际负荷状况,采取跟踪调压技术确保电机运行效率最优。以一台Y2-280S、37k W感应电机及其驱动的CYJ10型游梁式抽油机为算例,对多种复杂工况下的节电效果进行综合仿真对比。结果表明:该方法能够有效改善上冲程前半周期平衡块对负载的平衡作用,降低了最大载荷值;不同动液面、平衡配重下系统节电率大于12%,具有较强通用性;从而为油田节能开辟了新思路,具有重要理论意义和实用价值。     

游梁式抽油机专用盘式异步电动机设计

针对抽油机负载特性要求,提出了以小功率专用盘式异步电动机替代传统的Y系列大功率异步电动机。基于功率密度与起动转矩方面优化设计了22 kW游梁式抽油机专用盘式异步电动机。利用有限元分析软件对该电机进行了仿真研究,结果表明,该22 kW电机能够满足游梁式抽油机起动转矩的要求,而且运行效率较高,可以取代目前游梁式抽油机使用的Y系列三相异步电动机。     

电机系统节能在游梁式抽油机上的使用

针对游梁式抽油机的原理和运行特点,在原来更换电机、加装变频器或节能控制箱的基础上,提出了考虑游梁式抽油机井下运行特性的整合设备、电机和驱动控制系统一体的电机系统节能方案。将该方案在一些油井上进行试验,节能效果良好。     

抽油机负载特性及其功率因数提高的研究

通过对油田现场实地测量数据的详细分析得到了游梁式抽油机异步电动机的负载特性、功率因数等曲线 ,并进行了深入的研究和说明。最后结合中原油田进行无功补偿的实例 ,给出了提高功率因数的方法和技术解决措施