变频驱动游梁式抽油机自动平衡系统设计

变频驱动的游梁式抽油机在采油现场大量使用,随着井下工况的改变,抽油机的平衡状况也会发生改变,当抽油机出现不平衡会导致机械使用寿命缩短、能耗增加、变频器报故停机等问题,为了维持游梁式抽油机的平衡,需要工人定期巡检、人工调节。本文设计了一种自动平衡调节系统,较好的解决了游梁式抽油机平衡的自动化问题。     

抽油机井太阳能自平衡改造方法研究及试验

游梁式抽油机不平衡状态会导致油井能耗偏高、设备运行存在翻机等安全隐患,同时影响抽油机井的四连杆机构、减速箱和拖动电动机的效率和寿命。针对此问题,通过现场开展抽油机井自平衡改造试验,利用太阳能板带动发电动机,驱动抽油机尾游梁平衡配重的自动运行,实现精确平衡调整。现场应用表明,该技术能有效提高抽油机井的平衡水平,有功节电率可达11.03%。     

节能抽油机设计

通过将传统的游梁式抽油机改进为无游梁塔架式抽油机,从而完成了节能抽油机设计。采用开关磁阻电机取代三相异步电动机,并用钢丝绳滚筒作为减速装置,通过配重平衡块降低电机承受的载荷,抽油机主体采用桁架结构,在节能和外型上对抽油机做了改进。     

低渗透油田功率平衡技术应用及节能潜力分析

在低渗透油田应用电流法调整游梁式抽油机平衡,因电动机功率因数过低而无法真实反映抽油机平衡状况,常出现虚假平衡现象。传统电流法无法满足油田日益增长的变频设备的需求,不能有效降低机采能耗;因此,现场应用了功率平衡技术调整游梁式抽油机曲柄平衡。应用功率法判定抽油机平衡可以避免虚假平衡的发生,相比于电流法更加准确、更加节能,而且适用于变频设备。试验得出功率平衡可以在电流平衡的基础上实现平均单井日节电8.87 k Wh的节能效果,若功率平衡标准P下/P上为60%~150%时,节能效果更好;功率平衡与电流平衡在功率因数大于0.6时存在一定的相关性,此时电流平衡度至少在85%~125%范围内,功率都是平衡的;应用功率平衡技术能够实现年节电555.4×10~4k Wh。     

功率曲线法判断和调整抽油机平衡

在抽油机管理中普遍采用平衡标准"电流平衡"时,并认定85%~100%之间抽油机就是平衡的。实验证明,在抽油机运行过程中,上冲程与下冲程的内电动机平均功率基本上是相等的,即判断游梁式抽油机平衡标准便是判断它们的功率平衡是否相等。通过如何运用功率曲线法判断抽油机是否平衡,并运用调整平衡块的计算公式得出如何对不平衡的273口井进行相应的调整。调整后平均每口单井日节电量为6.688 kWh左右,在实际生产中取得了不错的效果,为以后功率曲线法判断和调整抽油机平衡的研究提供了可借鉴的依据。     

三种不同节能抽油机应用效果评价

在油田的开发中,高含水阶段的开发难度会随着开发的进程越来越大。传统的游梁式抽油机维修难、附件多、能耗大,难以满足油井深抽的工艺要求。采油厂矿应用的提捞抽油机、复式永磁抽油机、游梁直拖式抽油机将原始的旋转驱动改进为直线往复驱动。因此,抽油机的动力性能、平衡性能、运动性能更加完善。经过测试得出了节能型抽油机现场试验前后、装机功率以及系统效率的相关数据,发现了在油井中应用新型电动机驱动的抽油机系统效率将提高25%以上,节能效果良好。     

抽油机自动平衡跟踪装置的设计与应用

抽油机是油田生产的主要采出方式,目前喇嘛甸油田现有游梁式抽油机两千余台,其电能消耗占机采井耗电量的一半。抽油机平衡是影响抽油机设备正常运行、能耗和成本支出的关键因素。针对如何减少抽油机井能耗问题,设计出了抽油机"自动平衡跟踪装置"。该装置运用在游梁尾部增设"钟摆式自动平衡跟踪装置",在抽油机上下运行时,"钟摆"通过改变其位置,使抽油机自动达到平衡的原理。通过两口井的现场应用表明,该装置可使抽油机的系统效率平均提高17.1%,节能效果明显,具有较大的应用潜力。     

塔架式数控抽油机的应用效果评价

随着油田进入高含水开发阶段,稠油井、低渗透率井开发的难度不断增加。虽然对采油设备采取了多种技术措施,但机械采油设备仍占据主导地位。传统的游梁式抽油机能耗大、难维修,已经不能适应油井深抽工艺的需要,并且附件多,依靠改进结构,不能使其系统效率有效地提高,随之而来每增加一个环节就必然会增加一份附加损耗。大庆油田采油三厂目前应用的塔架式数控抽油机,通过拖动系统与减速传动系统的优化组合,提高了使用效率,它从根本上解决了游梁式抽油机高耗能和难以实现长冲程的问题。它能针对油田不同需要提供与之相适应的抽油机,扩展了抽油机的应用范围。塔架式数控抽油机现场应用前后测试数据对比分析表明,与普通游梁抽油机、智能间歇提捞抽油机、复式永磁电动机抽油机相比,新型电动机驱动的抽油机系统效率有所提高,具有良好的节能效果。     

抽油机在线调平衡装置现场应用分析

游梁式抽油机平衡对设备寿命和耗能均有影响,有许多节能措施可以解决平衡问题,最常见为抽油机加装平衡装置,但使用过程中及时需要现场人工调平衡,费时费力,如不及时调整,会影响效率,甚至加剧抽油机震动,存在安全隐患。通过运用基于电流参数抽油机在线调平衡技术,在抽油机上安装固定曲柄平衡块、可调游梁平衡块,即时达到最佳平衡状态的装置,可以有效解决上述问题。对现场安装应用8台在线调平衡装置进行前、后期对比测试,应用后节能效果显著,平均有功节电率4.61%、无功节电率5.36%、综合节电率4.65%,一年按300个工作日计算,平均单井年耗电减少9042 k Wh,节能效果明显。     

电控换向型无游梁式抽油机的能耗监测与节能效果

针对近年来电控换向型无游梁式抽油机的普及,在研究了其结构原理和能耗特点的基础上,制定能耗监测方法。经现场实验证明,该方法满足电控换向型无游梁式抽油机能耗评价需要;同时,对电控换向型无游梁式抽油机节能效果进行了评价。