直接驱动直线电磁抽油机系统的研究及试验

能耗在采油成本中占有相当大的比重。此外,游梁式抽油机系统还存在传动链长、柔性差、在长冲程时体积和重量巨大、系统效率低等问题。针对这些问题,提出了以直接驱动为目的的直线电磁抽油机的设计方案。根据有杆抽油机系统的载荷特性,以多相无刷直流直线电机为驱动元件,设计了直线电磁抽油机系统的总体结构,并研制了小比例模型样机系统,进行了现场试验,结合有杆抽油系统的抽油杆柱的力学和数学模型,进行了直线电机驱动的直线电磁抽油机系统的仿真研究。理论分析和试验结果表明了新系统的可行性和有效性。     

ZDCYJ-Ⅰ型直线电机驱动抽油机的设计

文章分析了游梁式抽油机实际使用中存在的问题和直线电机驱动抽油机的研究现状,研究设计了功能齐全的ZDCYJ-Ⅰ型直线电机驱动抽油机,介绍了该型抽油机的结构、工作原理及其主要特点.该型抽油机冲程长、操作简单、传动效率高、节能效果好,故障点少,便于制动,可靠性较高,具有推广应用前景.     

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。     

智能直线电机驱动抽油机

据悉，大港油田钻采研究院拥有采油机械开发研制的技术实力，新开发研制出的世界首台智能直线电机驱动抽油机，通过了中石油科研项目验收，并以其结构简单、占地面积小、冲程长、运行平稳、智能控制、操作方便、效率高等特点获得好评。与此同时，开发研制中还取得多方面的重大突破，实现了抽油机机电一体化，使抽油机开采迈入新的阶段，为高效开采提供了重要的技术支撑，其推广应用将取得巨大的经济效益和社会效益。     

游梁式抽油机与直线电机抽油机

游梁式抽油机利用电能转换为旋转运动,减速后再经四连杆机构转换为直线往复运动,其传动系统能量损失高达28%,加上旋转特性造成启动扭矩大,系统效率一般不超过30%。直线电机抽油机将电能直接转换为直线往复运动,简化了机械传动过程,有效地提高了效率,经测试节能可达54%,而且加大冲程时整机外形尺寸和重量都增加得很少,特别是抽汲参数可无级调整,为实现自动控制及满足采油工艺要求提供了条件,是一种很有发展前途的新型抽油机     

直线电机驱动抽油机的研究

介绍了直线电机驱动抽油机的工作原理、结构和特点,对其悬点运动、载荷及平衡重的计算作了分析,研究了修井作业时应注意的事项。直线电机驱动抽油机主要解决了现有抽油机无功消耗大、成本高、整体移运效率低等问题,通过对直线电机驱动抽油机的悬点运动和悬点载荷分析,并与常规抽油机进行比较,阐述了直线电机驱动抽油机具有更加完善的运动性能、动力性能和平衡性能。     

大港油田直线电机抽油机研发成功

大港油田第一部直线电机抽油机，近日在大港油田公司采油三厂试验成功。业内人士说，这标志着大港油田开采稠油井延长周期、提高机采效率迈上了一个新台阶。     

直线电机抽油机研制

研制成功了直线电机抽油机.原有的抽油机是将电能转变为旋转运动,再通过机械方式转变为直线往复运动,机械效率低.直线电机抽油机是通过变频控制,直接将电能转变为直线往复运动,不但提高了机械效率,而且能够实现抽汲参数的无级调整,可根据抽油工艺的需要调整悬点运动规律,具备智能化控制和远程监控的有利条件.     

直线电机智能抽油机研制

研制节能、高效、智能型抽油机是抽油机研发制造行业多年以来不断努力的发展方向.直线电机智能抽油机以直线电机为动力直接带动抽油杆柱做上下往复运动实现原油举升,没有中间减速、换向环节,并利用智能控制器和同步机专用变频器实现抽油机的启停、换向、变速、冲程冲次调整、抽油杆断脱自动保护、自动调整最佳工作制度等功能.着重介绍了国内外第一台直线电机智能抽油机的原理、各部分结构和整机的性能测试情况.与其它类型抽油机相比具有结构简单、占地小、冲程长、节能高效、智能调参等优点,是一种具有很好发展前景的新型抽油机产品,代表了当今地面抽油机械设备的发展水平.     

ZXCY系列直线电动机抽油机工业性试验

为攻克直线电机大推力难题,研制出ZXCY系列直线电机抽油机,其显著特点是,通过变频和控制后,能够直接将电能转变为直线往复运动,简化了能量传递过程,与游梁式抽油机相比,其能量传递效率提高约23%.直线电机抽油机能够实现抽汲参数的无级调整,可以最大限度地满足油井生产对抽油机的各种运行控制要求.在华北油田、江汉油田、塔里木油田及大港油田共进行了6口井的现场试验,开采效果表明,采用ZXCY系列直线电机抽油机后,油井平均日产液量、单井系统效率、输入功率、综合节电率等均比换抽前有显著改善.ZXCY系列直线电机抽油机技术先进、节能高效、性能可靠,既可以满足大泵深抽、大排量提液的需要,也可以满足稠油、高气油比油井及供液不足油井开采的要求.图5表4参23     

直线电机抽油机与游梁式抽油机性能对比

攻克了直线电机大推力的关键技术,研制成功了具有国际领先水平的直线电机抽油机。这种抽油机最大特点是改变了过去各种抽油机将电能转变为旋转运动,再通过机械方式转变为直线往复运动的方式,通过变频和控制直接将电能转变为直线往复运动。与游梁式抽油机相比,直线电机抽油机不但提高了机械效率,而且能够实现抽汲参数的无级调整,进而能够根据抽油的需要调整悬点运动规律,具备智能化控制和远程监控的有利条件。     

直线式电机在有杆抽油设备中的应用

通过对游梁式抽油机的效率、启动特性与直线式电机驱动的有杆抽油机特性的对比，论述了直线抽油机的优越性及应用前景。     

抽油机电动机调位装置的研制

抽油机电动机底座调位装置在油田已经使用数十年 ,目前在现场使用中存在着许多弊端 ,为此研制了一种新型电动机调位装置。该装置主要由调整座、丝杠、斜齿条和专用扳手组成。由于巧妙地利用斜齿条与电动机底座上现有的滑轨槽定位 ,再利用调位座两侧面的斜度使两斜齿条自动胀紧的原理 ,结构更为简单、合理 ,通用性好。安装在靠近原有电动机底座滑轨的任何部位 ,丝杠都能直接顶到电动机底座上 ,安装和调整省力省时 ,牢固可靠。丝杠后端为内五方 ,前端有限位垫 ,能防止盗卸。该装置是抽油机安全运行、电动机调整定位的理想专用装置。     

抽油机用大启动力矩多速电动机

针对抽油机用电动机普遍存在不能按生产工艺要求进行调速、电能浪费较大、胶带和抽油杆等易磨损及使用寿命短等问题，研制出一种为抽油机配套的新型大启动力矩多速电动机。其主要特点：（1）多速可调可控；（2）每一速度下均可带动抽油机一次平稳启动并长斯可靠运行，具有大启动力矩和大的输出功率；（3）同机座号的电动机外形及安装尺寸与普通Y系列电动机相同，便于更换安装。防护等级为IP44，适应野外工作环境。使用证明，新型电动机运行状况良好，比同机座号的Y系列电动机节电15％～35％；可减轻电动机轴承、减速器齿轮及抽油杆等的机械磨损，延长电动机、抽油杆及胶带轮等的寿命。     

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。     

永磁复合电机直驱游梁式抽油机的应用

为了实现低速大转矩运行,传统游梁式抽油机一般由原动机（通常为感应电机）经过皮带和齿轮箱减速驱动。各驱动环节的额定效率较高,但是抽油机在运行过程中的负载变化幅度较大,平均负载率较低,造成驱动系统的平均效率较低。同时,皮带和齿轮箱润滑油属于消耗品,需要定期更换,还存在一定的安全和环境污染隐患。随着设备运行时间的延长,高速旋转的感应电机、磨损老化的皮带和齿轮箱均会发出较大的噪音。基于上述原因,研制了基于同心式磁性齿轮原理的永磁复合电机,该永磁复合电机具有高效高转矩密度的特点,取代抽油机原有的传动系统,直接驱动游梁式抽油机曲柄旋转。现场实际应用表明,该型抽油机在大庆油田、中原油田和辽河油田取得了较满意的效果。