游梁抽油机电机额定功率合理选择的研究

以现场试验数据为基础,建立了游梁抽油机地面效率与名义功率利用率之间的关系式、最佳名义功率利用率关系式以及为确保抽油机具有较高的地面效率所需的电机额定功率与光杆功率之间的关系式。同时,还提出了一种计算光杆功率的新方法。提出的电机额定功率合理选择的方法简单易行,便于推广应用。     

在用抽油机的电动机额定功率的选择

抽油机井耗电量大的原因之一是抽油机的电动机额定功率过大，使抽油机井系统效率偏低。通过测试研究，给出了根据抽油机井原始参数及抽及汲参数确定在用抽油机的电动机额定功率的方法。该方法简单易行，且能提高电动机名义功率利用率，提高抽油机井的地面效率，有显著的节能效果。     

在用抽油机的电动机额定功率的选择

抽油机井耗电量大的原因之一是抽油机的电动机额定功率过大,使抽油机井系统效率偏低。通过测试研究,给出了根据抽油机井原始参数及抽汲参数确定在用抽油机的电动机额定功率的方法。该方法简单易行,且能提高电动机名义功率利用率,提高抽油机井的地面效率,有显著的节能效果。     

常规抽油机节能改造新技术的研究和应用

为提高抽油机的电机利用率和功率因数，达到节能降耗的目的，常规游粱式抽油机改造的核心就是改变常规油粱式抽油机的平衡方式和合理改变曲柄配重的重量。实践证明常规抽油机实际功率利用率为30％～50％；两极平衡抽油机实际功率利用率为70％～80％，两极平衡抽油机其节能效果显著，提高常规抽油机的平衡效果和电机功率利用率是技术改造的核心所在。     

合理匹配电机提高抽油机井系统效率

游梁式抽油机采油是国内各油田的主要原油生产方式。由于抽油机具有较大的惯量．启动后由于平衡块作用，电机实际运行负载率很低，文中通过对目前抽油机系统效率现状的调查．对游粱式抽油机电机原理进行分析，阐述了提高电机功率利用率的几个途径．进一步减轻“大马拉小车”的痼病，实现抽油机合理经济运行，使电机达到最经济的合理匹配。     

直线电机抽油机

油田机械采油设备一直是油田的主要耗能设备。常规游梁式抽油机多采用四连杆机构进行传动，这种结构特点导致减速箱曲柄轴扭矩的不平稳性，造成电机的峰值功率远大于其平均功率。近年来出现了不少节能型抽油机，但由于结构上仍采用四连杆机构传动，抽油机的装机功率仍远高于其平均实耗功率，电机的功率利用率较低，节能效果有限。直线电机驱动抽油机取消了四连杆机构、带传动及减速箱（减速箱、曲柄销及带传动等部件是游梁式抽油机的易损件及故障多发部件），使主体结构更趋于简单，提高了抽油机的运行效率。     

抽油机功率曲线的生产应用

通过功率曲线的测试,实现了对交变载荷设备运行状况的认识由模糊变得清晰,可以广泛用于交变载荷设备运行的测试、分析和调整。合理匹配装机功率可大幅降低无功消耗,可根据电机效率与负载利用率关系曲线以及抽油机有功功率曲线,指导抽油机平衡调整和评价平衡调整。检测抽油机运行状态,进行综合调整有助于提高抽油机井机械能转换效率。运用功率曲线,可检查抽油机维修质量,确定抽油机的适用性,并快速评价电机质量的优劣。     

永磁传动技术在游梁式抽油机上的应用

针对游梁式抽油机工作载荷波动和装机功率偏大的问题,基于永磁传动技术的工作原理及节能特点,提出了采用永磁传动技术来降低抽油机装机功率的节能改造方案。介绍了永磁传动器的结构及工作原理,通过对永磁传动器的选型及节能原理进行分析,获得了永磁传动器的功率、转矩与转差率之间的关系。最后对某抽油机驱动电机上安装永磁传动器前、后所采集的生产数据进行测试。测试结果表明:安装永磁传动器后,电机启动电流降低了19.96%,运行电流降低了30.38%,有功功率减小了10.76%,功率因数增加了29.70%,节能效果明显,电机的负载率增加,效率提高。研究结果为游梁式抽油机系统的节能降耗开辟了一条新途径。     

盘式电机驱动自平衡游梁抽油机设计

针对常规游梁式抽油机的驱动系统效率提升空间有限,能耗整体偏高等问题,提出了盘式电机驱动自平衡游梁式抽油机的结构方案。采用盘式永磁电机直接驱动减速器,不需要皮带传动,从而提高地面系统效率; 利用永磁电机的变频调速特性,并结合游梁尾部设计的自动调平衡装置,形成了一套自平衡式抽油机控制方案。根据直驱抽油机对电机尺寸和效率的要求,对盘式电机结构进行优化设计,电机效率可达93.8%。提出 “粗精结合”的自平衡调节方案,以曲柄平衡调节为主、游梁自动平衡调节为辅,建立了根据功率平衡度自动调节平衡的控制策略,实现了抽油机无极调速。电机测试和抽油机现场试验表明:运行过程中盘式永磁电机性能稳定,带动抽油机整体运行平稳可靠,日耗电量下降19.5%,具有良好的节能效果。     

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。     

抽油机电机的合理匹配

建立了抽油机电机合理额定功率的数学模型,通过该模型对电机的合理额定功率进行计算,选取了3口在用电机额定功率大于计算得到合理额定功率的井进行电机重新匹配试验,验证了合理额定功率计算模型的可靠性,为抽油机电机匹配提供依据,进一步挖掘抽油机节能潜力。     

通过平均功率法提高抽油机系统效率

探讨了抽油机平衡度与抽油机系统效率的影响关系,同时分析了抽油机平衡调整的本质和终极目标,提出了一种新的抽油机平衡调整方法——通过对电机功率曲线进行付立叶分析而确定平衡块重心位置的方法。在现场对47口抽油机电机功率曲线进行付立叶分析后实施了调整措施;系统效率提高了3.05%,达到了油田增产降耗、延长系统使用寿命、降低操作成本的目的。     

抽油机双绕组电机应用节能效果研究

电机节能降耗是解决油田节电降耗、降低开采成本的重要方向,文中通过研究抽油机光杆功率与电机额定功率理论关系,结合双绕组电机的现场实际应用效果,阐述其工作原理和技术指标,根据现场监测得到电能参数进行准确评价分析。     

抽油机智能控制电机在油田应用节能效果研究

电机节能降耗是解决油田节电降耗、降低开采成本的重要方向,文中通过研究抽油机光杆功率与电机额定功率理论关系,结合智能控制电机的现场实际应用效果,阐述其工作原理和技术指标,根据现场监测得到电能参数进行准确评价分析。     

永磁变频调速配套技术在机采系统中的应用

油田现有油井大部分采用游梁式抽油机进行开采，其结构决定了其工作特性，当启动抽油机时需要大的启动转矩来克服抽油机的惯性载荷，必须选用较大功率的电机才能满足其启动需求；当抽油机正常运转后，其负载率降到很低，即普遍存在“大马拉小车”现象，造成电机的运行效率低，电能的消耗量大；随着油田开采的不断进行，许多油井的工况变化比较快，要求采油工人能够不断根据实际生产情况调节抽油机冲次，另外，有些油井由于受到地层条件限制，地面不能随意停抽，这就要求抽油机的冲次必须方便可调，稀土永磁变频调速系统就很好的解决了上述问题，该系统不但能实现电机高效平滑无级调速，而且还能降低抽油机所用电机的功率等级。     

如何提高低渗透油田抽油系统能效——抽油机载荷扭矩上限及功率下限的确定

针对大庆外围低渗透油田抽油机系统在采油过程中出现的系统效率低、载荷扭矩利用率低、能耗高等问题,本文研究了已投产的低渗透油井抽油机系统的载荷扭矩与电机功率随含水的变化规律,合理地确定了低渗透油田抽油系统载荷扭矩利用率上限及功率下限。     

抽油机节能防盗电一体化装置

油田的用电负载主要是异步电动机，而油田抽油机井通用的系列异步电动机由于启动转矩小，装机功率很高，从而使得电机实际功率仅占额定功率的30％-40％，造成“大马拉小车”的现象，因此抽油机节电工作一直是油田广大科技工作者攻关的重点。文中介绍的抽油机节能防盗电一体化装置是针对抽油机负荷调整电动机输出功率，降低有功和无功电耗，从而解决了抽油机变载荷节电技术，节电效果明显。     

永磁电机在石油矿场应用中的问题及对策

全国各大油田进入中后期开采后 ,大多数油井采用机械采油方式开采 ,其中游梁式抽油机是最主要的采油设备。游梁式抽油机具有结构简单、易损件少、故障率低、维修简单等优点。但也存在启动困难、平衡效果差、系统效率低的缺点[1] 。为了保证抽油机的启动 ,匹配电机功率比正常运行所需的电机功率大 2个功率等级甚至更多 ,造成了拖动系统电动机的负载率仅 4 0 % ,产生大马拉小车现象 ,使得电机的效率为 75 % ,功率因数为 0 .3～ 0 .4。游梁式抽油机耗能占油田总耗能的 30 %～ 4 0 % ,如果抽油机的拖动系统效率提高 10 % ,效益非常可观。抽油机…     

抽油机装飞轮节电分析

1 节电原理根据抽油机扭矩特性曲线可知 ,电机工作在Pi<0 2 5的时间占电动机整个工作时间的 5 0 %左右。因此 ,电机有很长时间工作在低效区 ,电机装飞轮后可有以下两点改进。( 1)电机装飞轮后 ,当载荷变大时电机转速降低 ,飞轮输出能量 ,这样电动机输出的最大扭矩小于抽油机最大扭矩。因此 ,可适当降低电机的额定功率 ,提高标么值 ,使得电机的工况点后移 ,在高效区工作时间变长 ,平均效率提高。同时 ,降低了电机功率 ,也降低了电机的成本。( 2 )根据抽油机特性及电机特性 ,当载荷较小时 ,电机效率很低。电机装飞轮后 ,当载荷变小时 ,转速…     

基于功率传输比的抽油机井地面效率计算新方法

针对抽油机井生产优化时电机输入功率较难精准计算,造成电机匹配不合理、生产成本增加、载荷利用率低以及地面效率低等问题,基于抽油机井地面设备运动过程中能量传递特征分析,以抽油机地面功率损失模型及悬点规律为基础,引入功率传输比,并基于实时监测数据的最小二乘法推算,建立了基于历史数据挖掘的地面效率理论计算新模型。经现场11160井次数据的回归分析与2790井次数据的精度检验,理论计算新模型的平均相对误差为5.37%,比传统经验模型平均相对误差减少了6.34百分点;并以G管理单元23口油井进行应用分析,新模型输入功率的平均相对误差为9.51%,与传统经验模型和分节点计算模型相比,其精准度分别提高了1.62百分点和3.18百分点。研究成果可为油井生产优化时精确计算电机输入功率以及合理选择电机型号提供指导。