抽油机节能范文

抽油机节能范文（精选11篇）

抽油机节能 第1篇

1 结构组成与工作原理

抽油机液压节能装置由机械液压总成和电控总成两部分组成，机械液压总成包括液压缸、液压蓄能器、液压集成块、液压缸支架和上下铰接机构，可安装在抽油机的前段或后端。

电控总成由DSP微处理芯片、数据采集电路和控制电路组成。DSP微处理芯片负责运算和实施节能策略、采集抽油机曲柄位置信号、电动机电流电压、电动机功率和蓄能器压力信号，通过分析这些信号后，作出液压缸回收或释放的决策，见图1。

液压节能装置通过液压缸活塞杆的上铰座与抽油机游梁进行连接，安装在抽油机前端时，抽油机游梁下行时，推动液压缸活塞杆向下运动，液压缸内部的油液进入液压蓄能器，机械能转变为液压能，实现能量储存;抽油机游梁上行时，液压蓄能器内的油液流向液压缸，推动液压缸活塞向上运动，液压能转变为机械能，实现能量释放，辅助推动抽油机的游梁上行;安装在抽油机的后端时，液压缸活塞杆运行方向与液压节能装置安装在抽油机前端时相反。

2 节能原理

假定液压节能装置安装在抽油井的前端，只有抽油机下行时出现负功能量，且产生发电能量能够全部反馈到电网，并能被电网另一耗电设备使用[3]，则未安装液压节能装置时：

式中：

E电电动机消耗能量，kW;

E电上上冲程电动机消耗能量，kW;

E电下下冲程电机消耗能量，kW;

E负抽油机下行时产生的机械负功能量，kW;

η电传输电网传输效率，%;

η抽油井地面效率，η=η电机η皮带η减速器η曲柄η连杆。

安装液压节能装置后：

式中：

E液电安装液压节能装置后的电机消耗能量;

η液=ηhηm液压回收和释放能量的效率。

以12型抽油机产液量10 t/d的油井为例，地面效率为η=η电机η皮带η减速器η曲柄η连杆=0.5，设电网传输效率为η电传输=0.95，则η负功=η电传输η=0.48;而液压平衡节能装置再生利用负功机械能量的效率η液=ηhηm=0.56。

从以上分析可看出，原抽油机是将负功机械能量转换成发电能量再被其他抽油机利用，而液压平衡装置则是通过抽油机自身再生利用其在运行中所产生的负功机械能量，负功利用效率后者高于前者。

3 应用效果

目前在新疆油田的10型、12型、14型的常规游梁式抽油机上安装了液压节能装置50套，目前运行了2年，该装置运行平稳可靠。在保证油井同等技术参数、产液量不变的情况下，测试了其中10口抽油井，测试结果见表1。

从表1中可看出，安装抽油机液压节能装置后，有功功率和无功功率明显降低，平均有功节电率为22.04%，无功节能率为39.54%，综合节电率为15.43%，大幅度地降低了采油能耗，节约了开采成本。

4 经济效益

4.1 节约电费

以10型抽油机电动机30 k W为例，年用电量为7.13104kWh，安装液压节能装置后，年节约电量为1.1104kWh;电费按0.68元/kWh计算，年节约电费为0.75万元。

4.2 节约抽油机维护费用

安装后，减少了抽油机震荡使抽油机运行更平稳，抽油机故障率明显降低，平均故障率比未安装液压节能装置时减少了70%，按年维护抽油机人工、材料费用1万元计算，可节约维护费用0.7万元。

5 结语

1)液压节能装置在消除发电态负功对抽油机不良影响的同时，将负功余能再生使用，降低了抽油机提升过程的有功功率消耗，减少了抽油机的电动机扭矩波动，改善了抽油机机械结构受负功余能产生机械冲击，提高了抽油机使用寿命。

2)液压节能装置可以减小抽油机电动机的最大峰值功率，适当地降低电动机功率的配置参数，从而减少当前游梁式抽油机普遍存在的“大马拉小车”状况，降低抽油机的购置成本。

3)液压节能装置是与原抽油机并联连接的节能装置，在液压节能装置需要维护维修和出现故障时不影响原抽油机的正常使用，从而保证抽油机的长期正常运行，不会因液压节能装置的维护维修而影响油井产量，适合常规游梁式抽油机的节能改造。

参考文献

[1]姜继海,谷峰,秦二卫,等.液压能回收的扭矩平衡油梁式抽油机[J].能量流动与控制,2009,33(2):4-6.

[2]催平正.新型液压节能抽油机的控制系统设计[J].机床与液压,2005(5):143-144.

抽油机节能电控装置综述2 第2篇

5.1 作为节能措施的应用

抽油机由于其特殊的运行要求，所匹配的拖动装置必须同时满足三个最大的要求，即最大冲程，最大冲次，最大允许挂重。另外，还须具有足够的堵转转矩，以克服抽油机启动时严重的静态不平衡。因此，往往抽油机在设计时确定的安装容量裕度较大。如6型抽油机配Y200L?6/18.5kW，10型抽油机配Y250M?6/30kW等。20世纪80年代中分别引进国外超高转差电动机(CJT)和超高转差多极电动机(CDJT)技术，对抽油机拖动装置进行了大量的科学实验，测试和分析，证明抽油机匹配CDJT节能拖动装置具有显著的节能效果。

其一，降低抽油机拖动装置的安装容量裕量就是一个节能体现。功率匹配变化见表2。

表2 功率匹配变化

抽油机型号

6型

10型

12型

14型

原匹配电动机

Y200L1-6

Y250m-6

Y280M-8

Y315M1-8

电动机

18.5kW

30kW

55kW

75kW

替换电动机

抽油机节能现状与降耗措施的分析 第3篇

【关键词】无梁式抽油机；游梁式抽油机；节能与降耗

当前我国各大油田运用机械抽油机进行采油的用量大、能耗多，大约占油田总用电量的75%以上，是影响油田采油成本的关键因素。最近几年，我国各大油田以及制造单位在油田抽油机的具体节能上做出了很多的尝试和努力。当前市场上出现了各种类型的抽油机设备以及节能装置，用于试验和应用的新型抽油机就有100多种，将近数万台[1]。

一、目前常规抽油机的节能现状

一般说来，油田选择什么型号的抽油机由用户说了算，因为只有他们清楚需要什么型号的抽油机。油田单位进行抽油机的选择，首先考虑的是其可靠性要高，出现事故的情况相对较低，安全性能较好。常规抽油机的工作条件以及工作环境非常恶劣，其具体表现是：一是，在没人看守的时候还是在运作的；二是，除了正常的修井、维护、修理的时间以外，要求抽油机要一年365天，每天工作24小时，不能停止；三是，在条件极为困难的时候，也要不停的工作，例如，在野外露天、风霜雨雪、严寒酷暑等环境下；四是，抽油机的抽油杆要上下不停的转动，每天要进行数千万次的换向工作，伴随换向工作的不断加大，其换向的载荷力度不断加大。基于这种较为严酷的条件下，所以要求抽油机要有非常高的可靠性，只有这样才能保持抽油机的工作效率[2]。

游梁式抽油机的能耗非常多，由于这种问题的出现，给新型抽油机又提供了新的契机。近几年，中石化、中石油以及各大油田纷纷进行抽油机的改革。后来研发出来的新型抽油机有：皮带抽油机、链条抽油机、液压抽油机等，这些抽油机的优点非常的多，例如，重量较轻、占地小、节能效果好、抽油冲程长、平衡效果好等。在性能可靠性方面均高于常规的游梁式抽油机。

二、无游梁式抽油机与常规抽油机的节能特点

目前，在中石油的油田以及大庆油田的采油中，有两种无游梁式抽油机进行试用。一种是复式永磁抽油机，其工作效率高以及功率因数高，是普通电机节电的35-58%；另一种是曲拉式抽油机，这种机型结构简单，使用钢材量较少，通过优化力的传输进行节能，比普通抽油机节能45%以上。中石化油田中，还研发了长环形齿条抽油机，这种抽油机的核心技术是采用了轨迹链条换向结构，新研发的长轨形齿条换向结构，其重要目的是用齿条代替链条，充分提高了抽油机的可靠性能的同时，进一步减少了传动链，使抽油机的工作效率显著提高。

常规抽油机的转子中有一种钕铁硼永磁的材料，可以在一定的时间内保持一定的磁场，因为转子的转速和定子的磁场完全同步，没有损耗，并且转子不需要外加电源，转子的转差率为零，所以，启动力矩较大。其工作效率可达95%以上，启动力矩最大可达3.6倍，即使在轻负荷时其工作功率可达0.90以上，并且不需要电容补偿。常规抽油机中配有节能控制器，根据每一个抽油机的实际消耗功率的变化进行通电和断电控制，其内部配置的电脑可以进行自动辨识其断电的位置。常规抽油机利用整个系统的势能进行释放，在具体发电时，不是对电压进行调节，而是直接把电源切断，同时，把节能的性能发挥到最大[3]。常规抽油机运行成本较低，具体的维护较为方便。据有关调查结果显示，当前，常规的抽油机以及在其基础上研发出来的新型的抽油机，是游梁式节能型抽油机，每年的维修费用在2100元左右。但是，目前市场中最新产品，无游梁式节能型抽油机的维修非常在8000—10000元间，大小是游梁式抽油机的5倍还多，具体的维护时间各不相同，无游梁式抽油机的维护时间是游梁式抽油机的3倍，所以，对于维修的人员的素质要求极高。

三、游梁式抽油机的降耗措施与分析

1.復合平衡降耗分析

该方案主要是针对有游梁式抽油机的尾部，使用平衡装置实现其调整功能，并且与曲柄平衡形成复合平衡，如图1所示。复合平衡状态的形成，使减速器的峰值扭矩达到最小的状态，从而实现抽油机在运转过程中保证最佳负荷状态，并且可以促进抽油机运行效率的提升。在游梁式抽油机的尾部设置平衡装置以后，可以将减速器的扭矩峰值降低，降低抽油机的运行负荷。

2.游梁平衡的改造

在游梁式抽油机的尾部添加平衡装置的同时，可以在尾部增加固定装置，这样可以减少曲柄的长度，从而降低扭矩负荷，使得抽油机的荷载系数降低，提高电动机的工作效率。与复合平衡改造方案相比，游梁平衡改造方案的减速器扭矩曲线波动更为平缓，峰值更低。

3.双驴头的改造

双驴头改造方案将对称平衡与下偏平衡理论进行结合，主要是对悬点静载荷和动载荷进行分别平衡，降低减速器的净扭矩和负扭矩，体现了非常好的节能性。该方案通过改变四杆机构的尺寸，达到降低悬点载荷的目的，如图2所示。与上两种方案相比，双驴头改造方案效果更好，减速器扭矩曲线波动更平缓。

四、改造结果

通过上述几种改造方案可以看出，改造后的电动机功率随着周期荷载的不断增加而增加，因此，改造方案的实施可以达到节能的效果。由于受到实际运行环境和使用条件的限制，在进行节能方案的选择与实施方面，要从抽油机运行的实际情况出发，选择合适的节能改造方案，才能达到最佳的节能效果。通常情况下，双驴头改造方案在节能方面的效果更佳显著，复合平衡改造方案在电机稳定性方面较强，而游梁平衡改造方案与其他改造方案相比，造价较低，经济性更强。

结束语

抽油机的节能降耗性能还要看油田的内部管理能力，油田管理者要积极对员工进行抽油机节能使用培训，强化职工的节能意识，同时，油田企业要积极进行技术改造，在降低抽油机成本的基础上，全面提高油田的可开发效益。

参考文献

[1]崔振华，余国安等.有杆抽油系统.北京：石油工业出版社[M].2013，12（36）：99-102.

[2]张连山.2013年抽油机技术发展水平预测[M].石油机械，2013，21（12）：43-46.

[3]檀朝东，张士诚等.国外有杆抽泵采油技术、水平及技术指标综述.世界石油工业，2013，3（6）：33-39.

抽油机的节能效果 第4篇

关键词：抽油机,工作原理,节能效果

1 抽油机简介及工作原理

抽油机是开采石油的一种机器设备, 是通过加压的办法使石油出井的一种设备。当油机上冲时油管弹性收缩向上运动, 带动机械解堵采油向上运动, 撞击滑套产生振动。同时正向单流阀关闭, 变径活塞总成封堵当抽油机下冲程时, 油管弹性伸长向下运动, 这一运动又对地层内的油流管道产生反向的冲击力。

油井内的机械采油器是利用油管柱周期性的弹性变形来产生周期性的上下往复运动, 对地层产生抽吸挤压的频繁交替变换活塞作用, 最后使得不易移动的液滴开始流动, 实现疏通油道、扩大油流增加原油产量的目的。在所有的抽油机类型中, 游梁式抽油机是各大油田广泛采用的抽油设备, 通常是由普通的交流异步电动机直接拖动, 由它的柄带以配重的平衡块带动抽油杆, 驱动井下的抽油泵做固定周期性的上下往复运动, 把井下的油送往地面。

2 抽油机能量损失原因探究

一般在油田开发中, 采油的方式通常是把流到井下的原油弄到地面的方法, 基本上分为两种, 一是依靠油田本身的能量把原油喷洒到地面上, 这种方法称作是自喷采油法, 另一类是借助外界的力量把原油采到地面上, 叫做机械采油法。但是现在使用采油机采油的油田占到总数的90%以上, 而目前不仅采油的抽油机总体利用效率不大, 也有很大的能耗消耗。以前统计数据显示油田生产用电占到总用电量的将近一半, 而在油田的生产用电中采油机的用电又占到很大一部分。如果抽油机的总体利用效率提高, 不仅可以节约油田的成本, 也可以很好的节约资源。

抽油机的能量损失有很多原因, 大体可以分为以下几方面的原因:

1) 电动机的损失。电动机是抽油系统中的主要耗能设备, 电动机方面的损失包括有热损失和机械损失, 统称为电机损失。电动机的损失原因也是有多方面的, 一是机器本身经过长时间的使用会有一定的损耗, 这是自然方面的原因;二是人们的不正确的使用方法或者不正确的操作等造成电动机的损耗。对抽油机的电动机一定要经过认真的具体情况具体分析, 并要时常对电动机进行检查, 发现问题要及时处理;

2) 附件方面的损失, 一种是指带传动部件方面的损失, 这方面主要是指在运输油过程中的摩擦损失, 可以称之为皮带损失。二是减速箱内部的损失, 也是指在整个设备在运转的过程中出现摩擦等, 对减速箱会有一定的影响。三是四连杆装置上的, 主要包括轴承的摩擦和钢丝绳的变形摩擦损失。还有包括像抽油泵部分的损失, 机械损失容积损失与水利损失等, 这些附件方面的损耗也会对抽油机的运转产生很大的影响, 不仅影响整个机器的运转, 同时如果在日常的工作中不及时发现处理出现的问题, 对整个油田都会有影响。

3 实现抽油机节能效果的方法策略

抽油机的节能效果的实现是一项技术性很强的工作, 首先我们要在技术上加以改进。关于提高抽油机节能技术, 我们可以从以下几方面进行改进:

1) 可以采用无功补偿技术。无功补偿技术是指利用补偿电容器对抽油机的供电网进行无功补偿, 抽油机的设备驱动装置大多为感性设备, 因此在长期使用过程中必然会导致电动机供电线路效率基数低、无功功率大、输电线路损耗大等问题, 而解决这些问题的最好的办法就是利用补偿电容器对供电网进行无无功补偿;

2) 适当改变电动机的容量。电动机的启动扭转过程比较慢, 耗电比较大, 这样就使得在电动机容量不变的情况下, 在低产油井或者油比较稀的情况下电动机的发电效率就会很低, 能源浪费比较严重。在起动电动机后如果能够降低电动机的容量, 就可以实现提高电动机的运行效率, 实现降低电动机自身的损耗目的。为此可以采用在启动电动机发电时发电机的接线方式为角接, 而电动机在正常工作状态时接线的方式为星接或者沿边三角形接法。但这种技术只是在低产油井和工作情况都比较良好的情况下效果比较明显;

3) 可以自动调节电动机的电压。自动调节电动机电压是指通过检测到的电动机的各项数据最重要的是功率因数以及运行电流数, 调整电动机晶闸管的导通角, 进而改变抽油机上的电压, 调整电动机的容量。但这种技术存在一种明显的弊端, 它是通过调整晶闸管导通角的大小来实现电压的调整, 但电压电波的波形并不是完整的正弦波, 也存在上下的波动, 因此在该项技术的使用过程中要注意控制晶闸管的控制深度, 做好相关的测量工作;

4) 安装全自动的间歇抽油控制装置。该装置节能效果较好, 主要是改装置通过检测抽油机最直接的工作地方井下的供液能力来控制抽油机的电动机的运行情况, 安装此项装置可以很好的控制抽油机的工作效率及工作装状态, 可以使得抽油机在井下供液较好时加快抽油的速度, 在井下供液不好的情况下停机, 但该装置虽然节能效果较好, 但安装费用大。

抽油机节能效果的实现不仅要通过技术的实现, 同时也要得到政府的大力支持, 政府要加大对抽油烟机的资金投入, 不仅仅要借鉴相关的技术方面的经验, 更重要的是要加大节能抽油烟机的研发力度, 同时也要相关人才方面的引进及培养, 使得我们不仅在财政上支持抽油机的改进进度, 更能从技术上支持节能抽油机的研发进度, 只有这样才能更好的做到抽油机的节能工作, 实现抽油机的节能效果。

4 结论

我国现在提倡科学发展观, 而科学发展观很重要的一方面就是要科学的利用资源, 合理利用资源。在抽油机的使用过程中, 要在日常的点滴中切实做到抽油机的养护工作, 合理的使用抽油机。在油田的开发过程中, 发展新技术, 挖潜增效是不变的主题, 这也是我国油田发展中新的技术方向, 我们要大力的进行资金投入和政策的支持, 结合油田的实际情况进行抽油机的节能方面的更大的举措, 争取有更好的效果。

参考文献

[1]张建军.游梁式抽油机设计计算[J].上海大学工程学院院报, 2009 (6) .

[2]薄涛.中国液压式抽油机的发展概况与技术水平[J].科学工程与建筑, 2006 (9) .

[3]赵鹏飞.油田抽油机节能综述及解决方案[J].建筑规划论坛, 2008 (10) .

林泉高节能智能型抽油机项目汇报 第5篇

汇报

一、产品简介：

林泉高节能智能型抽油机采用立式结构，以低速大扭矩的永磁电机作驱动元件，去掉了传统抽油机的减速箱、四连杆机构等复杂传动方式，采用智能变频控制，与传统抽油机相比具有以下特点：

1、2、整机设备结构简单，维护方便，可靠性高。

节能、环保：占地面积小（50%），整机重量轻（50%），有效提高系统效率，节电50%以上，噪声低（小于50dB），同时相关配套投入也大为减少（电网容量、变电设备等）。

3、4、控制系统操作简便，智能化程度高，保护功能完善。冲程、冲次无级可调，可方便实现长冲程、低冲次，上快下慢等调节以适应油田应用。特别适合大泵、深抽及稠油的开采，5、具有自动让位功能，修井作业无需吊车等设备，操作简便可靠。

该抽油机目前已在大庆油田、大港油田、中原油田、新疆油田、冀东油田、辽河油田、胜利油田等装井应用，共计76台，得到了油田用户的一致好评。该产品同时通过了国家油气田井口设备质量监督检验中心的检测，各项指标全部合格。同时获得了国家四部委颁发的国家重点新产品证书及中石油能源一号网入网证。

二、市场现状和预测

1、重要客户及合作情况

经过多方面的努力，截止至目前，我们林泉高节能智能型抽油机先后在大港油田27台、大庆油田21台、胜利油田4台、新疆油田3台、辽河油田、冀东油田2台、中原油田（包括内蒙）19台，共计安装运行76台。主要合作伙伴：中石油渤海装备新世纪公司，中原油田双发实业公司，胜利油田胜动集团公司，新疆油田机械总公司等。

2、在同行业中的市场占有率及排名

由于塔架式抽油机在油田的应用还处于起步阶段，油田对此有一个认识和接受的过程，令人欣慰的是不仅国内越来越多的油田认可，而且国外油田对我们产品也十分关注。塔式抽油机的优势和生命力通过多年的历练和发展已经显现无疑。中石油已正式吸纳七家塔式抽油机生产厂家为中国石油天然气集团物资供应商（能源一号网准入证）。今年4月26日我们参加了国家石油天然气井口设备检测中心和有关部门召集塔式抽油机生产厂家宣贯有关法规的会议，明确塔式机生产必须取得全国工业产品生产许可证，否则不允许生产制造和销售。这一举措也表明国家权威部门对塔式抽油机不在是观望和限制，而是承认和肯定并纳入了规范管理程序。

3、面临的主要竞争对手及竞争优势分析

据不完全统计，现全国生产抽油机厂家有六十余家，其中生产无游梁抽油机厂家有十余家，目前中石油正在清理加工企业（据说要清掉三分之一）不达标的淘汰出局，显然对于新加入阵营的厂家来说肯定提高了门槛。市场竞争首先来自企业之间的竞争，以下是主要生产抽油机厂家的情况：

1）大庆石油装备制造集团抽油机制造厂

该厂年生产能力3000台，2005年生产抽油机1807台，出口138台；2006生产抽油机2100台，出口1055台。销售收入2.5亿元人民币。山东新兴石油装备的塔式抽油机与其联合制造，已运行108台，年内又签定200台定单。2）长庆石油勘探局机械制造总厂

该厂主要生产异相曲柄平衡式、复合平衡式、摆轮式、弯梁变矩式等第一代至第四代共24种规格的节能型抽油机，2003年共制造各型抽油机1206台，销售收入14331.4万元，2005年共制造各型抽油机1820台，销售收入2.6亿元，同比增长33.1％。2008年年产突破3000台，产量同比增长27.66%，这是继2007年抽油机年产2800台跃居国内第一后，又一新的里程碑。3）渤海石油装备机械制造公司

该公司年产抽油机能力3000台，2008年完成2600台，实现销售4.5亿元，产品近百分之九十出口国外。4）新疆第三机床厂

新疆第三机床厂生产调径变矩、下偏杠铃和悬挂偏置三大系列节能抽油机（3型-16型）共28个品种，具有年生产抽油机1000台的能力。年销售收入1.2亿元人民币。5）辽宁金盘科技有限公司

辽宁金盘科技生产的14-7-40f型立式机在冀东油田销售150台。实现销售收入5000万元。6）胜利石油管理局工程机械总厂 胜利石油管理局工程机械总厂抽油机年制造能力500台。7）武汉江汉石油机械厂

武汉江汉石油机械厂生产的力马直线电机抽油机是生产立式机较早的厂家，先后销售百余台。08年在新疆塔里木油田一次安装32台。但故障率高、维护工作量大。8）胜利高原机械厂

高原公司的皮带式抽油机采用的是美国专利技术。该公司是目前我们的主要竞争对手。现有总资产35亿元，设有四个销售公司，其中三个公司分别负责南北美、非洲、中东；独联体国家；大洋州、东南亚、伊朗。另外一公司负责国内销售。同时有百余人的售后服务队伍。该公司生产的皮带抽油机因其具冲程长、冲次低、平衡效果好、节能效果好（节能率20%-40%）、操作简单，维护保养方便，运行安全可靠等优点，在油田得到了广泛的应用。该机型可代替部分200m3/d以内的电泵实现大排量提液；可采用φ38mm、φ44mm、φ56mm泵进行油井深抽，该机长冲程、低冲次的特点能够满足油田稠油开采的机采工艺。目前产能在2000台左右。2008年销售抽油机860台，实现销售收入3.1亿元。

9）北京天弈新能科技有限公司

北京天弈新能科技有限公司生产的w型曳引14型抽油机只需14.5KW电机就可正常运行。现已经在中原、辽河、华北等油田运行。并承诺三年内设备运行维护由本公司负责。10）沈阳金田石油机械厂

沈阳金田石油机械厂生产的摩擦换向立式抽油机累计生产800余台在多家油田使用，但近年由于故障率频繁加上维修和服务不能满足油田需要，逐步退出油田市场。目前国内与我们产品相近的抽油机还有辽宁橡塑机械厂生产的立式重载长冲程抽油机及鞍山鑫宇生产的塔架式抽油机和东营创新科技公司生产的电动滚筒驱动抽油机等也以低成本优势抢占市场。新疆的挺立式抽油机近来也批量投入市场。

目前市场上在用节能抽油机有几十种，真正能大面积占领市场的节能产品不多，相对而言，林泉高节能智能型抽油机在技术上有明显的优势，它是唯一一款不带任何减速装置的直驱式抽油机，同时有航天的品牌优势和雄厚实力。

随着全世界能源的紧缺，节能降耗成为各国的国民经济的一大主题，现在高耗能的常规抽油机将逐渐被节能型且性价比符合市场需求的新型抽油机所取代是势在必然，其市场前景是不可估量的。

4、产品的年市场需求预测

全国油田现有抽油机运行设备30万台。每年新机井抽油机在15000台以上。加上老设备的更新，全年国内抽油机需求量在20000台以上。而现有生产厂绝大多数仍在生产传统的游梁式抽油机。而国际上抽油机的需求量更加巨大，仅欧佩克组织每年就大约需要15000台。墨西哥、哈萨克斯坦、印度等发展中国家大多都从中国进口抽油机设备。市场份额愈60亿人民币的抽油机大市场无疑给我们抽油机制造厂家带来了空前的机遇和挑战。

由于油田市场的特殊性，而抽油机又属于一类物资，进入门槛很高，这需要我们整合优质资源，在保证产品质量的前提下，通过高层介入，打通壁垒，以期快速达到规模化。在拓展国内市场的同时，力争突破国际市场。

农用柴油机节能降耗措施 第6篇

一、积极参加培训，提高专业技术水平

目前农村小型拖拉机驾驶员参加正规技术培训的较少，特别是三轮农用车和手扶拖拉机驾驶员，持证率很低，通常是今天买车，明天上路，对维护与保养方面的知识一无所知，有的甚至连购买的新车需要磨合都不知道。技术素质低，难免造成技术操作性油耗过高，也不可能做到动力的合理配置。另外，农村的农机维修人员80%以上是师傅带徒弟带出来的，不懂农机运行原理，修理农机时，往往越修耗油越高，也会造成农机整体性能减退。针对以上现状，农机手应积极参加农机作业基本操作技能的培训，通过熟练操作、规范操作和合理配置作业机具，提高作业效率，减少无形浪费，降低农业机械单位作业面积能耗。

二、及时淘汰旧机型

农村大量使用的小型拖拉机，马力油耗比大型拖拉机高出20％，是造成高耗油的主要原因之一。现在农村拥有的大中型拖拉机中有30%左右是老旧机型，这些拖拉机能耗高、效率低，有些已超过或接近报废更新年限，其作业质量恶化，功率严重下降，存在严重的安全隐患，油耗也急剧上升，即使进行修理也无法达到良好的技术状态。为了改善大中型拖拉机结构，降低能耗，农民朋友应利用好国家购买大中型农机补贴的优惠政策，及时淘汰旧机型，购买先进的大型农机具，这样可以提高农机作业效率，减少能源浪费。另外，使用10年以上的小型柴油机，油耗增加，排气冒黑烟大增，安全性能难以保证，也应及时淘汰。

三、搞好柴油机维护保养，避免带病作业

柴油机技术状态和油耗关系十分密切，农机手应按照柴油机使用手册的要求，做好柴油机使用过程中的技术保养，确保技术状态良好，保证不带病运行。

1. 保养好“三滤器”。柴油、机油、空气滤清器堵塞，会导致油料消耗大增，机车工作无力，例如空气滤清器横截面堵塞1/3，耗油率提高近2％。因此，要做好日常维修保养工作，保证“三滤器”工作性能良好。

2. 按规定的油位加油。油底壳油位过高，机油窜到燃烧室会造成烧机油。其他部位油位过高也加速油封的损坏，造成渗漏。疏通曲轴箱通气孔可保持曲轴箱成负压，防止渗漏油，同时，还可使水汽、油汽排出，免得其污染机油。

3. 按时更换润滑油。换油过晚润滑油会变质，增加零件磨损，增大燃油消耗；换油过早也会造成油料浪费：所以必须按规定时间更换润滑油。

4. 合理使用清洗油。根据零件的脏污程度，分先后次序清洗，比如，先洗柴油滤芯，再洗空气滤清器滤网，最后洗机油滤芯。此外，应在修理间用洗零件槽车集中清洗，这样能够节省清洗油。

5. 调整供油提前角。供油提前角偏小或偏大，都造成柴油燃烧不完全，排气冒黑烟，同时工作无力，油耗增加。例如喷油角度较规定提前3～4度，耗油量增加2%左右，因此，应按柴油机供油提前角的规范进行调整。

6. 调整气门间隙。气门间隙大或小，都会影响充气量，其中气门间隙过大，油耗会增加近20％，因此要注意调整好气门间隙。

7. 紧固螺钉。因为发动机支架和变速箱之间的螺钉松动，油耗就会增加。

8. 按季节选用润滑油。冬、夏季节应换用不同黏度的润滑油。

9. 避免漏油。大多数农机手对柴油机漏油不在乎，其实这是不可忽视的耗油漏洞。笔者在维修中发现许多农用拖拉机普遍漏油，少者3～5处，多者有十几处，这应引起农机手的高度重视，注意及时堵漏。

四、周密计划，合理运行，适时作业

作业前做好准备工作，能够有效地减少拖拉机空行和发动机空转，从而提高时间利用率，降低油料消耗。拖拉机在农忙季节作业，应先查看地块和道路，查清土质、墒情和地温等具体情况，再确定作业时间和方法，搞好土地规划，尽量做到连片和合理划区，减少地头转弯。必要时，既要清除田间障碍，又要整修道路，做到合理地安排行车路线，尽量减少调车空行及转弯时间，不无故停车。在条件具备的前提下，应尽可能采用复式作业，例如耕地同时耙地、播种；中耕同时施肥、深松等，以提高拖拉机作业效率。另外，适时作业也很重要，因为各种土壤都有相应的阻力较小的湿度范围，在此范围内适时作业最适宜，耗油会降低。

五、保持农具状态完好

被柴油机拖动的农用机械和被拖拉机牵引的农具，其技术状态好坏对油耗有一定影响，因此，农忙季节到来之前，应调试机具，全面检查机具技术状态，按农业技术要求和机务技术要求进行安装、调整。如调整株行距、播量划印器等，并实地操作试验，将隐患排除在作业之前；又如耕地的犁须保证其工作部件表面光滑，铲刃锋利，传动有效可靠，转动灵活，润滑良好，机件上无缠草等杂物。否则，犁的牵引阻力将增加，油耗增大。

六、搞好柴油净化

如果柴油使用前未经沉淀过滤，油中的杂质就会对柱塞和针阀偶件带来危害，使柴油机功率下降，油耗增加，所以，应将买来的柴油沉淀48小时以上再用，这样可沉淀出所含杂质的95％左右；加油前先清理油箱口，擦去尘垢，才能打开油箱盖；柴油现买现用时，可在柴油机的油箱加油口滤网处放上两层绸子布或卫生纸，即可滤去直径在0.001毫米以上的杂质；严禁恶劣天气时在室外加油，严禁使用不清洁的容器加油，严禁将容器底部的积水和脏油加入油箱；要使用经过净化的清洁柴油。只有做好以上几点柴油净化工作，才可以保证柴油机良好的技术状态，增加作业量，降低油耗。

七、柴油机与被拖动机械的功率要匹配

即要正确选择柴油机的功率，避免“大马拉小车”和“小马拉大车”现象的发生。这就要求选用柴油机功率的大小要根据生产机械的需要来确定。如果柴油机额定功率选得过大，会使投资费用增大，运行费用增加；如果柴油机额定功率选小了，会使柴油机寿命缩短甚至损坏：因此，确定农用柴油机额定功率应按照工作机械的额定功率并考虑传动效率，按以下公式计算其功率值：P＝Pi÷n。式中P为所需柴油机功率（千瓦）；Pi为工作机械额定功率（瓦）；n为传动效率，一般可取0.8～0.85。按计算出来的功率值P，找到相近的柴油机额定功率，就是要购买的柴油机额定功率。由于农用柴油机一般一机多用，为避免“大马拉小车”和“小马拉大车”现象的存在，可采用改变柴油机皮带轮直径的办法。例如农田灌溉常见的“大机器带小水泵”做法由于其浪费动力，多耗油，可以采用以下方法改进：在现有设备不变的前提下，适当加大柴油机的皮带轮，在柴油机降速运行的情况下，提高水泵转速，使流量、扬程与轴功率增加，这样就可以达到节约柴油的目的了。

八、推广节油新技术

1. 使用节油减烟器。把节油减烟器垂直固定在喷油泵的前端油路中，接上直流电源，这样节油减烟效果非常好。目前广泛使用的节油减烟器节油在6%以上，减烟50%以上，增加动力可达10%，且可减少积炭的产生。

2. 使用柴油添加剂。将柴油添加剂按规定比例直接加入柴油中，经搅拌、溶解后即可使用，一般可节油10%左右。

3. 安装负压节油阀。在柴油机上安装负压节油阀，可以降低柴油机曲轴箱内的压力和温度，使其保持一定负压，减少机油的外渗和窜烧，延缓机油的老化和变质，可以达到减少机油消耗的目的。

4. 安装限油器。在驾驶拖拉机时，猛加油会导致超供油量，冒黑烟。安装限油器后，避免了超供油量，可节省柴油，减少积炭，减轻柴油机零件的磨损，延长使用寿命。

5. 增压节油。安装增压器（通常采用惯性或涡流增压增加进气量），可使燃油得到充分燃烧，增加功率，降低油耗。例如在S195型柴油机上安装惯性增压器，一般可提高功率10%左右，减少油耗4%左右。该法特别适合高原地带使用的柴油机。

6. 用金属清洗剂代替柴油等清洗机器零件。采用金属清洗剂代替汽油、煤油、柴油清洗机器零件，不仅能节约油料，而且去垢力强，使用方便，也不会对人体造成危害。通常1千克金属清洗剂可代替20千克柴油。

抽油机节能控制系统设计 第7篇

在油田实际运行中, 由于电动机产品容量不连续性, 安全系数选择过高等因素使电动机额定负载总是超过最大可能峰值30%, 而峰值所持续的时间又往往远小于总运行时间。电动机运行在轻载的时间占了它运行时间的大部分。轻载时, 尤其是负载率低于20%的情况下, 有功电流很小, 而无功电流不变。本文在基于抽油机电机近似恒转矩负载的情况下, 假定已知负载特性和电机额定参数, 根据不同工况 (负载转矩和运行频率) 按一定规律来调节电机的输入电压或脉宽使整个抽油机系统效率提高。

1. 电机的选型

针对抽油机负载情况, 需要合理计算出电机的负载。负载分为抽油机克服重力做功情况以及抽油机依靠重力自行转动部分。

电机力矩的选择是电机选型的最重要内容, 以下内容介绍制约力据选择的因素:

A.转动惯量的选择

在旋转运动中, 物体的转动惯量J对应于直线运动中的物体质量。要计算系统在加速过程中产生的动态载荷, 即必须计算物体的转动惯量J和角加速度ε, 然后得惯性力矩T=J*ε。物体的转动惯量:

式中, L:长度 (mm)

D:直径 (mm)

B.加速度计算

控制系统要定位准确, 物体运动必须有加减速过程。已知加速时间△t, 最大角速度ωmax, 很容易算出奠基的角加速度:

C.电机力矩计算

其中:TL为系统外力折算到电机上的力矩;

η为传动系统的效率。

根据计算出的力矩T再加上一定的安全系数, 即可选出电机型号。

2. 控制系统的硬件设计

驱动电机的硬件设计可分为控制部分和驱动部分。控制部分的主要芯片为飞利浦P89V51RD2型单片机和脉冲分配控制器PMM8713。

1) 飞利浦P89V51RD2功能介绍

该款单片机为飞利浦公司设计, 使用方便并且便于调试, 有优良的在线调试功能, flash可擦写次数超过1000次。

对单片机进行系统配置如图1所示。

在配置中定义P1.0口为脉冲输出口, 定义P1.1为转向控制输出。

2) PMM8713芯片

PMM8713是由日本三洋电机公司生产的步进电机控制用脉冲分配器 (又称逻辑转换器) , 为双列直插式1 6脚单片CMOS集成芯片。PMM8713既可以用于3相控制, 又可以用于4相控制。励磁有1相、2相和1-2相3种方式。此外, PMM8713还具有单时钟或双时钟工作方式, 带有正反转控制功能以及初始化复位功能, 其内部有时钟选通、激励方式控制、可逆环形计数、激励方式判断等电路。

因为PMM8713所有输入端均采用施密特整形电路, 因此抗干扰能力强。输出电流大于20 mA, 可直接驱动微型步进电机。逻辑框图如图2所示。

3.系统的软件设计

a) 流程设计

系统软件构思是基于硬件的功能而定的, 要使电机正常的启动, 就要合理的分配脉冲频率或者PWM宽度。要考虑到抽油机的转动惯量, 对电动机的能量供给合理配置, 从而有效地节能, 提高效率。实验证明, 此种方式能节约电能25%以上。图3是系统软件设计流程图。

b) 程序设计

电机转动的脉冲输出口子程序设计, 在P1.0口输出脉冲:

其中if (itime0Count>iIntCount) 可作为判断电机是否进入惯性运动状态的条件, 从而进一步对电机的通电进行控制。

4. 结语

本文对抽油机用电机的节能降耗作了一定的可行性分析, 给出了一种简单有效的节能方法。通过使用相信会产生较大的经济价值, 从而给油田的生产经营带来更好的经济效益。

摘要：针对油田抽油机轻载时效率低、功率因数低, 且现有的轻载节能模型要求精确了解电动机的模型和参数, 难以用于工程实现等问题, 利用电机线性化的转矩-转差率关系, 对恒转矩负载介绍了电机选型方式。在电机控制上考虑了抽油机上行和下行对能量的需求, 在周期上对电机驱动供电进行了合理的配置, 本方法有实用、简单的特点, 可使电动机的效率有较大提高, 大量节约了抽油机的用电量。

关键词：直流电机,脉冲控制器

参考文献

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[2]孙欢庆, 李桥梁.MC33035在直流无刷电机控制中的应用.电机技术.2007, (3) :27-30.

[3]许士真.关于游梁抽油机合理驱动和电机节能的讨论.石油矿场机械.2005, 34 (2) :85-87.

[4]王晓远, 查宏民.基于变频技术的新型抽油机节能控制器.石油机械.2005, 33 (8) :42-44.

论油田抽油机的节能技术 第8篇

1 抽油机都存在那些节能问题

1.1 巨大的能耗损失、低下的效率

油层能量无法达到自喷时, 必须要人为的进行能量的补充, 原油才会被举升出井口。如果采用的能量补充方式为机械能量采油, 则称之为机械采油。我国机采井将近65000口, 抽油机井占据了其中85%, 在采收过程中, 抽油机电耗量占总电耗量的1/4, 由设备其自身的结构特点, 有7成左右的能量会在传递过程中一点点损失掉。其固有设计和运行特点与现场的运行工况互相比较, 出现了不合理的“大马拉小车”的现象是不可避免的。

对于普通的电动机来说这样的运行, 会使其功率和效率因数降到一个很低的值。

1.2 空抽现象

抽油机都是按照着油井最大的抽取量来进行的选择, 还会留有一定的设计余量。在油井渐渐的由浅入深的抽取过程中, 井中的油面在渐渐的下降、地下的油储慢慢变的越来越少, 泵的充满度也变的逐渐不足, 一直到发生空抽的现象, 如果在得不到非常有效的控制, 电能的浪费将会成倍的增长。

1.3 设备的老化十分严重

抽油机的老化现象十分严重, 而且有些抽油机的新度系数极低, 一个中型的油企每年的抽油机所造成的折旧费用成本就可高达上亿元, 仅仅凭借新增抽油设备是根本就不可能改善掉其整体技术状况十分低下、新度系数普遍不高的现状, 并且还需要逐年非常有计划的进行大量资金的注入与现有技术的改造和更新。资金得不到即时的解决, 造成的严重后果便是把节能问题又提高一个难度等级。

2 抽油机的种类与节能方式的种类及其优缺点

抽油机的节能, 如今针对性的划分主要两大类:

2.1 第一类便是各型号的抽油机节能电机的研发

如高转差率型电机、永磁同步型电机、双定子型电机、电磁调速型电机等。

安装以过万的美国油井称其可达到的节电率为2 0%左右。但是其在我国的利用率情况却不是非常的理想, 因为其电机的测试结果是其电机只会在轻载3 0%以下负载的情况时候才会产生节电的效果。其中最主要的原因还是因为要使用高转差率电机进行节电, 必须得是油井的振动载荷大。其次是电机的转差率要非常的合适不可过高。因此, 设备的应用率也被条件所限制而大大削减了。

2.1.2 永磁同步型电机

永磁同步型电机其自身的效率和功率的因数都要远远的超出一般的异步型电动机, 并且还是一种被油田所使用的新型抽油机。但其缺点却也十分的突出, 缺失自身的消减振动载荷的能力, 对减速箱齿轮的冲击损害却是大大的增加, 一旦发生烧毁事故设备便会失磁, 而已定的转子级数, 却不适合调参的需要进而实行调速变极。

2.1.3 双定子型电机

双定子型电机自身是有两部分的定子, 刚起动的时候是集合两部分的定子的合力矩来加强起动力矩, 等到起动完成了以后便会切除掉一部分, 留下来另一部分继续运行, 达到低负荷时便以低功率匹配从而达到节能降低电耗的目的。但其缺点却是制造难度过大, 成本倍增。

2.2 第二类则是节能配电箱的合理使用

如可控硅调压 (软起动) 、液态电阻软起动、变频电源等。

2.2.1 可控硅调压

电机的软起动, 双向晶闸管实现定子电压随负载变化进行连续调节, 节电效果十分的良好, 但是电源电流的波形却发生了畸变, 电网的谐波受到了严重的污染, 另外在恶劣的环境下, 其可靠性能很受质疑。结构却比较复杂, 较高的成本。

2.2.2 液态电阻软起动

在其起动的这个过程中, 可变电阻将会串入定子, 来实现限流, 在其起动完成了以后便将它短接。优点表现为成本的低廉, 维护的方便, 对于工作环境的低要求;缺点却是体积有些过大, 过多的占地面积。

2.2.3 抽油机变频专用电源

采用了基于双PWM的变频电路以及电源系统, 实现了将电能的双向流动, 根据此原理则可将电机功率因数提高到1, 节能效率将可达到15%。但其设备的缺陷则是成本太高, 系统的控制太过于复杂化, 在环境恶劣的油田下工作, 设备的可靠性方面与防盗方面则都成问题。但要从长远来看, 还是应该发展的一个方向。

3 有关抽油机问题的解决方案

结合了多数地区的实际情况, 对上述分析情况做出几点解决方案。

3.1 开发与制造专用节能型抽油机电机

与油田的实际情况进行相结合, 进而开发与生产特种型号电机如:抽油机专用的永磁同步电机、高转差率电机、电磁调速电机与双定子电机。可在短时间内, 相应产品得以生产, 并且向市场进行积极的推广。

与油田实际情况进行相结合, 开发与生产特种型号电机如:

3.2 进行液态电阻的软起动系统研究与开发

液态软起动这项技术, 研究与开发的成本非常的低, 周期也很短, 能够很好的去适应比较恶劣的工作环境, 维修也很方便。广大的油田用户也非常容易的接受这项技术。场地问题也不是表现的很突出, 以此来作为电机的起动解决方案, 配合着专门为此设计的抽油机电机, 赢得市场与客户成功率较高。

3.3 双Pw M变频系统的开发研究与尝试性的推广

此系统是一项较为先进的技术, 其市场还有工业化的时间较长, 无疑就代表了抽油系统逐渐发展的方向和其未来的走向。但是就目前的情况来看的话, 由于其系统的成本很高, 控制技术且过于的复杂, 可靠性与其它方面的一些问题, 油田用户对于这套系统的接受可能还需要一个小小的过程, 但可以确信的是, 这一技术会慢慢的有越来越多的人接受

4 总结

众所周知, 能源分为可再生能源和非可再生能源, 油田就属于非可再生资源, 不要以为抽油机漏掉的那些油微不足道, 积少成多, 不要等到油田干涸的那天方知后悔。抽油机节能的方式有很多, 结合当地油田的实际情况制定出最高效的方案。要知道抽油机的节能现已成为了油田的能耗降低方面的一个重要环节, 在能源的日益紧张与逐渐的枯竭的情况下, 做好抽油机节能不仅仅关乎到油田行业的可持续发展, 更关系着国家在世界经贸体系中的地位。

参考文献

[1]谢晓曦, 王栋, 张建刚.变频器在抽油机上的应用[J].电气时代, 2009, 8:68—70[1]谢晓曦, 王栋, 张建刚.变频器在抽油机上的应用[J].电气时代, 2009, 8:68—70

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[3]张清林.抽油机的现状、发展方向及其节能技术的探索[J].科技创新导报, 2008。2.[3]张清林.抽油机的现状、发展方向及其节能技术的探索[J].科技创新导报, 2008。2.

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抽油机节能改造方式应用研究 第9篇

关键词：游梁式抽油机,节能,降耗,技术改造

抽油机采油是老油田生产的主要手段, 百口泉油田抽油机井占机采井的96%以上。我国原油开采的成本一直比国外高, 其中机械采油的成本比重很大, 因此采用新机型直接降低电耗成本和维修费用, 是降低原油开采成本的主要措施。另外, 过去油田增产的主要方法是增加井位, 而增加井位必须增加总电容量。所以在油田总电容量一定或不易增容的情况下, 寻求单机电耗降低的节能型抽油机是唯一途径。节能改造的主要特点继承和保留了原常规游梁式抽油机的全部设计和可靠耐用等特点, 而且减少了减速箱的峰值扭矩和负扭矩, 使抽油机的性能得到很大的改善, 维护费用较常规游梁式抽油机低35%, 该机适用于新机制造, 更适用于对大量现场使用的常规游梁式抽油机进行节能、升级改造。

1 常规游梁式抽油机机械能耗分析

目前我厂稀油老区常规游梁式抽油机的改造方式主要是调径变矩节能改造。改造的主要机型为CYJY10-3-53HB型抽油机, 该机型结构简单, 操作方便, 经久耐用。长期以来仍然是油田生产的主要举升设备。目前我厂老区大多数为常规游梁式抽油机。但常规游梁式抽油机存在能耗高, 调参占产时间长, 维护强度大等缺点, 经测试对比, 运行状况如下:

1.1 平衡特性差

常规游梁式抽油机的平衡率仅达到70-85%。

1.2 常规游梁式抽油机能耗分析

百口泉油田抽油机井机械能耗按照生产井的产量、液面、冲次、泵效、有功功率等进行对比, 测得的28口井平均值结果见表1。

(1) 从统计分析中看出常规游梁式抽油机采用曲柄平衡方式, 所配备的电机额定功率为30Kw, 减速箱峰值扭矩高, 启动电流大。以测得10型抽油机节能改造前为例, 电动机的发电功率为2.6, 自然功率因数平均小于0.40。

(2) 抽油百米吨耗0.912k Wh/吨.液, 效率较低、单耗较高。

(3) 抽油系统效率为29.9%, 抽油地面效率66.1%。因此通过抽油系统节能改造技术可以降低抽油机机械能耗。

2 现场实施及效果

2.1 提高抽油机效率, 降低能耗研究思路

在保证油井供采协调的前提下, 实现产量、效率、寿命三者的协调统一, 降低机械能耗, 延长设备使用寿命。

2.2 常规游梁式抽油机节能改造方法

目前新疆油田公司常规游梁式抽油机节能改造方式主要有三种, 一种是下偏杠铃复合平衡改造方式, 二是双驴头悬挂偏置节改造方式, 三是下偏游梁平衡改造方式。

2.2.1 下偏杠铃复合平衡改造方式

2 0 0 2年, 油田公司抽油机制造厂家先后对常规12、14型抽油机进行了节能改造试验, 采用游梁增加下偏杠铃平衡锤的改造方案, 更换了电机和配电箱。改造后通过调整下偏杠铃重量来调整平衡, 取得了一定的节能效果。

2.2.2 双驴头结构改造方案

2006年, 对常规10型抽油机进行了节能改造, 采用图示双驴头改造方案, 增加平衡驴头、平衡箱、支撑装置, 更换曲柄、电机和配电箱, 对原机支架、底座、刹车装置进行了改造。改造后通过调整平衡箱内平衡块重量来调整平衡, 平衡调节非常方便;平衡效果好, 节能效果明显。该方案改造不能在现场实施, 工作量大, 费用高。

2.2.3 下偏游梁平衡改造方案

常规游梁式抽油机进行下偏游梁平衡节能改造, 是采用下偏平衡的原理, 改变原机的平衡方式, 通过更换曲柄, 在游梁尾部加装吊臂和配重箱, 将曲柄平衡改为调径变矩游梁平衡。使平衡扭矩变化曲线最大限度地吻合负载扭矩曲线, 从而得到平稳、低峰值的净扭矩曲线, 降低了减速器和电动机的扭矩, 降低抽油机运行电流, 实现节能。

2.2.4 几种改造方案对比

通过以上对比, 各种改造方案均能达到节能降耗、提高设备本质安全的改造目的。下偏杠铃复合平衡和下偏游梁平衡改造方式改造费用低;双驴头结构节能改造费用相对高 (表5) 。

3 几点认识

3.1 平衡方式改变, 提高了抽油机承载能力

10型抽油机节能改造由曲柄平衡改为游梁平衡, 改变了抽油机中轴、尾轴、曲柄销的受力结构, 使整机承载力提高。

3.2 降低电机配置功率, 节约能耗

降低了悬点负荷的峰值, 减速箱的净扭矩曲线变得平滑, 从而降低电机配置功率, 达到节能降耗的目的。

3.3 机电合理配置, 节能效果显著

抽油地面系统改造和配置中某个单项技术的应用在一定条件下也可以减少能耗, 但其功效往往受多因素制约, 要达到最好的节能效果, 关键在于抽油机、电动机、配电箱、变压器的合理配置, 才能达到地面抽油系统整体节能效果。

3.4 加强日常管理, 体现节能效果

抽油机是否节能取决于抽油机的平衡度, 为使节能机真正达到节能效果, 加强抽油机调平衡管理是日常管理中的主要措施。

3.5 冲次一般采用6次以下生产

下偏游梁平衡改造方式因平衡力臂较长, 高速运行时平衡力臂会有轻微振动, 影响到横梁连杆的稳定性, 因此冲次一般采用6次以下生产。

参考文献

新型节能抽油机应用技术评价 第10篇

1 复式永磁电动机抽油机

复式永磁电动机抽油机结构组成:机身、平台、复式永磁电动机、悬绳器、皮带、刹车装置、配重、导轮、变频柜等。

复式永磁电动机抽油机在设计上省去了减速箱和四连杆机构, 同时配套使用复式永磁电动机。电网供给的三相交流电源, 经智能化变频柜顺序变成相位相反的驱动电源, 交替驱动位于顶部的复式永磁电动机做正反旋转, 从而拖动抽油杆上下运动、抽汲原油。复式永磁电动机具有大扭矩、低转速、高效率、低噪音、高功率因数和寿命长的优点, 在整体结构上取消了普通游梁抽油机中电动机以外的所有机械传动部分, 是一种大冲程、低冲速、高效率、低能耗的新型油田抽油设备 (图1) 。

复式永磁电动机抽油机HYTCYJW系列有8型、10型、12型、14型。最大冲程8 m, 最大冲速4 min-1, 装机功率分别为15、20、25、30 k W。具体参数见表1。

复式永磁电动机抽油机的节能包括电动机本身的节能和抽油机结构的节能。

1.1 电动机的节能

复式永磁电动机与普通的电动机相比, 同型号抽油机适配功率明显小于普通电动机。以CYJ10-4.2-53HB型抽油机为例, 为其适配的普通电动机的功率为55 k W, 配置复式永磁电动机时, 功率只需要20 k W。从电动机自身损耗的角度讲, 20 k W电动机的损耗远远低于55 k W电动机的损耗。

普通电动机驱动抽油机时, 电动机本身的运行功率因数小 (多数在0.5以下) , 虽然配以功率因数补偿装置可以提高电动机的功率因数, 但是由于抽油机负载的脉动特点, 抽油机上下冲程时电动机的功率因数变化非常大, 常常造成过补偿和欠补偿, 补偿效果非常不理想, 线路的无功损耗无法得到有效的降低。复式永磁电动机采用特殊材料, 与普通电动机结构完全不同, 在运行过程中有效地保证了电动机的运行功率因数不低于0.7, 很大程度上降低了线路的无功损耗, 达到了无功节能的目的。

1.2 抽油机结构节能

复式永磁电动机抽油机的配重和佩挂载荷形成对支撑点的重力平衡, 在抽油机运行时, 只有在上、下冲程死点时电动机需要输出负荷功率, 而在其他阶段电动机运行在近似空载状态, 有效地节约了电能。该抽油机去除了传统抽油机的变速箱、驴头、四连杆等复杂的部件, 不但节省了电能消耗, 而且简化了抽油机的生产加工工艺。另外, 由于该抽油机的结构简单, 相比普通抽油机维护和维修更加方便, 也节省了大量的维修费用。

2 试验应用

复式永磁电动机抽油机在萨北油田进行了现场试验应用, 对比开展试验前后生产数据, 原井产量69.7 t/d, 有功功率13.07 k W, 安装复式永磁电动机抽油机后产量68 t/d, 有功功率7.88 k W, 节电率为39.7% (表2) , 取得了较好的节能效果。

与日产量在70 t左右、液面在630~750 m之间的23口常规14型抽油机相比, 有功功率降低了3.42 k W, 节电率为30.26%, 系统效率提高了11.83% (表3) 。

与日产量在70 t左右、液面在630~750 m之间的19口常规10型抽油机相比, 有功功率降低了3.32 k W, 节电率为29.64%, 系统效率提高了13.56% (表4) 。

3 几点认识

1) 复式永磁电动机抽油机与常规游梁式抽油机相比, 能最大限度地降低抽油机井能耗, 达到较好的节能效果。

2) 复式永磁电动机抽油机具有大冲程、低冲速的特点, 能够提高泵效, 减缓杆管偏磨, 延长检泵周期。

3) 复式永磁电动机抽油机调参容易, 冲程和冲速均可通过变频柜调整, 减少了日常生产维护工作量, 提高了运行时率。

智能抽油机节能器的设计 第11篇

1 瞬时动态补偿模型

抽油机作为电网的一个负载,它的阻抗是瞬变的,与其转差率密切相关,但在进行动态补偿时很难准确地测出转差率。但在任一时刻电机的输入电压和电流是确定的,这样可以将电机的等值阻抗作为测量等效值,其模型如图1(a)所示。电机的运行状态可分类如下:

(1) 异步电机处于电动机运行状态,电压(Um)和电流(Im)均为正弦,且电流滞后于电压。

(2) 异步电机是处于发电动机状态,则由于发出电压的相位不能保证与电网电压相位一致,因此电机的电流会产生畸变,又由于线路电阻的存在,加在电机上的电压也表现出非正弦性。

以上2种情况均可以等效为1个电感和1个电阻的串联,图1(a)中Xm和rm分别为感抗和电阻,只是Xm和rm均不是常量而是随电机运行状态变化而变化的量。同时考虑到线路中存在电阻(设电阻为r1),这样要想提高功率因数,就可以采用并联电容器的方法进行,图1(a)中Xc就是并联电容的容抗。通过计算电压电流的基波及谐波的幅值和相位得到的xm和rm,r1是一个定值,由电线的规格及长度决定。通过电容补偿的目的就是减少或消除无功损耗,补偿后的理想模型如图1(b)所示。此时设电动机的等效感抗为Xe=jωl,则对于n次谐波补偿电容C有:

可见补偿电容值不仅与电机的等效电阻、电感有关,还与谐波之间有关系,谐波次数越高需要的补偿电容越小。但必须注意,在谐波较大时,不能一味追求功率因数,而应从综合效率上考虑。

2 控制装置设计

系统构成如图2所示,装置采用PIC16C74作为主控器,负责三相电压电流的数据采集与处理以及同步信号、相序信号、缺相信号的检测、E2PROM(93C46)读写操作、控制补偿电容器的投切以及远程通信。硬件主要分为以下的功能块:看门狗电路、信号调理电路、A/D转换电路、电容器投切控制电路、锁相环电路、远程通信接口电路等。

PIC16C74单片机采用独立分离的数据总线和14 b指令总线的“哈佛”结构,采用33条精简指令集,指令执行速度快,效率高,内含4 kB程序存储器和192 B数据存储器,3个硬件定时器,便于定时和同步,具有8路8 b A/D转换,但因对应的端口需用于输入输出,所以系统中没有使用内置的A/D。

2.1 滤波及信号调理电路

滤波器选用MAX274,在该系统中MAX274用作4阶低通滤波器。滤波器输出信号的范围为-5～+5 V,而A/D转换器的模拟输入信号的范围是0～+5 V,因此需要进行信号的调理。

2.2 A/D转换电路

A/D转换器选用 ADS7864,它具有6通道全差分输入的双12位的的A/D,良好共模抑制比,能以500 kHz的采样率同时进行6通道信号采样。系统中使用ADS7864的6路A/D进行三相电压和三相电流的测量,因其内部特有的并行接口与6个FIFO寄存器连接,所以便于快速、同步地采集数据。

2.3 SPI接口

93C46为一个存储容量为1 024 b的E2PROM,其接口为SPI。PIC16C74提供了SPI接口,因此硬件连接非常方便。系统中使用8 位结构,所以其第6引脚接地,在这种结构下,93C46 有7 条10 位的指令,但根据需要只使用其中的EWEN,READ,WRITE指令。

2.4 补偿电容器

系统中采用电容器组合来逼近所需补偿的电容值,电容器的级别为:0.5 kV,1 kV,2 kV,4 kV,7 kV,它们可以组合成0.5～14.5 kV间隔0.5 kV共29个等级。另外在实际应用考虑到电容与频率有关,这些参数还要进行修正。

2.5 远程接口电路

为了实现油井的网络化控制和调度,本装置设计GSM/GPRS远程通信模块。装置中通过串口将GSM/GPRS模块与单片机相连。每过一定的时间(可以设定)向控制中心发送数据。这些数据包括三相电压电流的信号、功率因素等。

2.6 软件设计

软件采用模块化的结构设计方法,主要模块包括:初始化、电压电流采样、FFT变换、93C46的SPI接口以及数据的读写、电容器的投切控制以及远程数据通信。

3 实测数据及其计算

以1台额定功率37 kW电机作为实例,实际测量值为:电机相电压221.82 V,电流32.29 A,负荷13.593 kW时,功率因数为0.638,补偿后电机端电压为230.2 V,线路等效电阻为1.223 Ω。

通过计算,电机的等效阻抗和感抗分别为4.265 Ω,5.248 Ω。未补偿时为有功功率17 418 W,补偿后无功功率16 415 W,补偿后有功功率16 192 W,补偿后功率因数0.9。

4 结 语

抽油机的工作状态复杂,使用传统的计算机功率因素的方法已不能全面描述有功和无功的概念。系统设计时不仅要考虑基波还要考虑谐波,抽油机的电机不仅有电动状态,还有发电状态。系统设计时使用单片机进行实时信号采样与处理,并进行动态补偿。通过多次实验数据分析,该节能器不仅可以节约无功损耗、减少线路有功损耗,还可以将电机处于发电状态发出的电能,通过电容器存储,以达到省电的目的。该节能装置已经成功应用于江苏油田,运行三年来性能稳定、节能效果良好。

参考文献

[1]ADS7864 Data Sheet,Texas Instruments Incorprated,2000.

[2]赵建洋,丁卫红.一种频率抽取FFT蝶形递归算法及其高效应用[J].淮阴工学院学报,2002,11(5):49-51.

[3]Ribero P F.Wavelet Transform:An Advanced Tool for Ana-lyzing Non-Stationary Harmonic Distortions in Power Sys-tems[J].In:Proceeding of IEEE ICHPS VI.Bologna:1994:365-369.