高含水后期抽油机系统节能方法探讨_周录方

doi:1013969/j1issn11006-6896120101061012

高含水后期抽油机系统节能方法探讨

周录方大庆油田采油工程研究院

摘要:抽油机作为油田的主要耗能设备,对整个油田的综合开发效益影响较大。大庆油田目前抽油机井平均系统效率为24146%(外围油田10161%),仍有节能潜力可挖。影响抽油机系统能耗的主要因素既有地面的也有井下的,为了能够实现特高含水期抽油机的节能降耗,就要把抽油机井地面和井下作为一个完整的系统,通过试验分析特高含水期水驱、聚驱抽油机井负载和能耗特征,确定影响抽油机井能耗的主要环节及因素,配套研发抽油机举升系统的高效节能技术。

关键词:高含水;抽油机系统;节能;能耗

1抽油机举升系统的能耗及影响因素

抽油机举升系统的能量损耗分为地面设备和井下设备的损耗。地面设备的损耗主要是电动机的功率损失和机械摩擦损失,其大小反映了抽油机举升系统机械设备的运行状况;井下设备的损耗主要是机械摩擦损失、弹性变形损失和水损失,其大小反映了抽油机举升系统井下设备的运行状况。

影响抽油机举升系统能耗的主要因素有:

(1)抽油机举升系统机构设计不合理,扭矩波动系数较大。

(2)在实际生产中,抽油机举升系统均在轻载或中等载荷下工作,负载利用率低。

(3)抽油机举升系统拖动电动机的装机功率过大,大马拉小车,其功率利用率较小,运行效率偏低,功率损失增大。

(4)减速箱和地面传动机构的润滑,皮带的型号、松紧程度,盘根盒填料的材质、松紧程度,平衡度的好坏等都将影响抽油机举升系统能量传递的效率。

(5)抽油泵的充满系数降低,以及抽油杆、油管的弹性变形,使抽油杆与油管间产生摩擦,加大了井筒内的能量损耗。

(6)随着大庆三次加密井网的全面铺开和外围油田的开发,低产液井的数量急剧增加。低产井供液能力低,无法连续生产,采用间抽及提捞采油方式受气候和环境因素影响大,不易管理,生产时效低。如何研制开发适用于低产、低效井的经济合理

后,经过近100PV的冲刷,渗透率没有恢复,说明该冻胶具有良好的耐冲刷性以及较长的有效期[6]。

4结语

通过对T油田见水特征及水驱状况的分析和再认识,认为影响产能的主要因素是水驱率低,其中80%左右为单向、双向水驱。因此,今后堵水应该与化学调剖相结合,针对方向见水,以解决水驱平面矛盾为主开展井组综合治理,具备条件的应该开展区块综合治理。

聚合物冻胶体系在水井调剖方面应用效果好,它也是性能良好的堵水剂,其强度高,可达到6@ 104mPa#s,堵塞率99179%,可以封死裂缝、大流通孔道及明显的出水层。该堵水剂优点是强度高,热稳定性好,有效期长,成胶时间可控,基液黏度低,可实现大剂量注入,用于出水层位清楚的单向见水油井堵水。体膨型颗粒类堵剂在注水井调剖中用于封堵裂缝及大流通孔道,应用效果好,它也是性能良好的油井堵剂。可以根据水驱状况,在油井端采用聚合物冻胶堵水,同时在对应注水井端调剖,对井组进行综合治理。聚合物冻胶堵水室内实验已经完成,从抗剪切性,抗盐性,热稳定性以及耐冲刷性等方面看,聚合物冻胶作为封堵单方向来水的堵剂,具有较好的推广应用前景。

参考文献

[1]徐婷,赵福麟1注水开发油田二次孔道的最佳封堵用量和最佳

封堵工艺研究[J]1油田化学,2001,18(1):34-361

[2]白宝君,刘玉章,王嘉淮,等1油井堵水设计方法[J]1石油钻采

工艺,2000,22(5):42-451

[3]杨怀国,刘法杰,王燕娜,等1油井化学堵水工艺技术新进展[J]1

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[4]肖传敏,王正良1油田化学堵水调剖综述[J]1精细石油化工进

展,2003,4(3):43-461

[5]余光明1有机复合交联堵剂的研制及应用[D]1成都:西南石油

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[6]刘双平,郝健,张顺军1油田堵水、封窜用改性氰凝材料[J]1油

田化学,1999,16(4):314-3161

(栏目主持杨军)

25油气田地面工程第29卷第6期(201016)

举升技术是目前的一个难题。

从上述分析可以看出,影响抽油机系统能耗的主要因素,既有地面的也有井下的,为了能够实现特高含水期抽油机的节能降耗,就要把抽油机井地面和井下作为一个完整的系统,通过试验分析特高含水期水驱、聚驱抽油机井负载和能耗特征,确定影响抽油机井能耗的主要环节及因素,配套研发抽油机举升系统的高效节能技术。

2抽油机系统节能方法研究

(1)确定特高含水期抽油机井能耗特征并优化设计选配新方法。对长垣老区油田水驱和聚驱区块及外围低渗透油田,统计自转抽以来产液量、液面、载荷、装机功率变化,建立量化模型;通过建立模拟试验井,开展不同工况条件下杆柱受力特性模拟试验研究。研究现有的抽油机设计方法的适应性和经济合理性,重新确立抽油机的主控参数,剖析抽油机主参数的影响因素和主参数间的关联关系。确定大庆油田特高含水期影响抽油机井负载变化的敏感因素和系统效率及能耗的主要因素,提出下一步技术措施。在此基础上,研究一套可操作、适合大庆油田的机杆泵优化设计和配套设备优选新方法。

(2)优化运行抽油机举升系统参数,并应用大传动比抽油机等新技术。目前在大庆外围采油厂中有相当一部分低产井产液量在2~4t/d,下泵为a32、a38和a44mm3个系列,按理论冲程215m 设计,最低冲次应达到2次/m in。而目前普通游梁式抽油机最低冲次为4次/m in,普遍出现空抽现象。常规机型用于供液不足的油井,不仅产量低,而且功率消耗大。大传动比抽油机核心技术是大传动比三级减速器,与常规机相比,是将减速箱的二级传动变为三级传动,增大齿轮减速器的传动比,使抽油机冲次达到2~4次。大传动比抽油机的冲次可达2次/min,比原来常规机降低了近3倍。

经过改造前后的测试结果对比表明:系统效率由11112%提升至22138%,百米吨液耗电量由2117kW#h减少至1104kW#h。

(3)优选使用节能电机和控制器,提高抽油机地面系统效率。对使用时间较长,出现损坏或故障较高的电机和控制箱,采取更换节能电机和节能控制箱的措施。由于抽油机具有自身的机械平衡装置和周期脉动的负载特性,所以要求电机具有高启动扭矩,才能保证抽油机在静止状态下正常启动。这样在选择电机时,要求电机的额定功率要大(启动扭矩要大),当抽油机启动以后正常运行时,负载下降则电机在轻载下工作(一般运行功率仅为装机功率的三分之一)。系统效率测试数据显示,抽油机井电机效率多在40%~60%、功率因数在013~ 015之间。

多年来的实践表明,节能电机应具备/电机拖动负载与电机的输出扭矩(功率)间的合理匹配0的功能,抽油机在运行过程中,电机的输出功率随着载荷的变化,在无人为干预的情况下实现自动转换。

抽油机用节能电机有高转差率电机、超高转差率电机和永磁电机3种类型。如何选择合适的电机类型,涉及到各种类型的电机在游梁式抽油机上工作特性的评价。应对抽油机井实际工况进行具体分析,如:电机启动性能,要求其配套的拖动装置应具备较软的启动特性、电机的过载性能力和电机的节电效果等。对比评价后才能做出较为合理的机型选择。

(4)研制多杯等流型气锚,使油气充分分离,提高抽油机井下系统效率。大多数油井在抽油时都有伴生气同时产出,一部分气体进入泵筒导致泵效下降。采用井下气锚减少气影响,提高泵的充满程度,是提高泵效和系统效率的常用方法。但在高含水期,原油中含气量有所减少,传统气锚表现出油气分离不充分等不适应性。针对这种现象,开展了多杯等流型气锚研究。通过杯数控制流经液孔的液量,从而保证气体有足够的时间从液体中分离出来;通过精确计算进液孔的大小,控制气锚纵向上的流量比,使每个杯进入中心管的流量相等,从而实现等流。

措施后平均泵效提高10153个百分点,系统效率由22145%提高到27156%,提高了5111个百分点;吨液百米耗电由1115kW#h下降到0192kW#h,下降了0123kW#h。

3结语

(1)为了能够实现特高含水期抽油机的节能降耗,就要把抽油机井地面和井下作为一个完整的系统,通过试验分析特高含水期水驱和聚驱抽油机井负载、能耗特征,确定影响抽油机井能耗的主要环节及因素,配套研发抽油机举升系统的高效节能技术。

(2)通过应用抽油机井优化设计选配新方法、大传动比抽油机、多杯等流型气锚等技术实现了抽油机举升系统节能的目的。

(栏目主持杨军)

26油气田地面工程第29卷第6期(201016)

节能抽油机节能原理(优.选)

抽油机及辅助配套设备节能对比 一、抽油机节能效果：与偏置式抽油机（参照机）对比 1、摩擦换向抽油机 节能原理：利用直接平衡方式本身就具有能耗低的特点，再加上机械结构上采用摩擦传动式，缩短传动线路，尽量减少传动过程中的能量损失，从而实现节能的目的。 摩擦换向抽油机工作时，以功率因数cosф=1的开关磁阻电动机为原动机，使用智能模拟及数字混合控制，采用摩擦轮传动做为工作机构，机械传动路线短，效率高，实现了正反转换向，起动换向平稳，冲击小，且冲程、冲次均可独立无级调节，控制抽油杆上行及下行速度，有效的降低了电动机输出扭矩的峰值，再加上直接平衡的作用，最终实现了降低电机功率的目的。 选用机型为CYJMH12-5-20BD 节能效果： 与偏置机相比，由于摩擦换向抽油机是完全平衡，装机功率下降了51%，实耗功率最大下降了58.81%。 2、双驴头抽油机 节能原理：通过改变抽油机扭矩因数的变化规律来加强平衡效果，达到节能目的。 双驴头抽油机工作时，游梁后臂的长度变化与悬点载荷的变化相适应，依靠其游梁后臂有效长度有规律的变化，实现了悬点负载大（下冲程结束、上冲程开始）时游梁后臂长，平衡力矩大，悬点负载小（上冲程结束、下冲程开始）时游梁后臂短，平衡力矩小的工作状态，使光杆载荷扭矩变化接近正弦变化，与按正弦变化的曲柄平衡扭矩相对应，增加了抽油机的平衡效果，减小了曲柄净扭矩的波动，降低了驱动抽油机电动机的装机功率，达到了节能降耗的目的。 所选用的两种对比机型分别为： CYJY10-4.2-53HB（偏置机）；

CYJS10-5-48HB（双驴头）； 节能效果：双驴头抽油机若按其匹配的电动机功率计算节电率时，在工况一定的条件下，与偏置抽油机相比，节电率为30%以上。 3、调径变矩抽油机 节能原理：调径变矩抽油机运行时，驴头在下死点时，平衡重的力臂最大，驴头在上死点时，平衡重的力臂最小，使平衡力矩随抽油机驴头悬点的载荷变化而变化，提高了动态平衡率，减小了减速箱的输出扭矩和抽油机的装机功率，提高了电动机的功率利用率，达到了节能降耗的目的。 所选用的机型为：CYJQ10-5-37HF； 节能效果：调径变矩抽油机装机功率减小51%，在前两种工况下，节电率在35%以上，第三种工况没有节电效果。 4、下偏杠铃复合平衡抽油机 节能原理：下偏杠铃复合抽油机工作时，游梁偏置平衡重心的运动轨迹是一段圆弧，当重心处于游梁回转中心的水平线上时，其重力矩最大；当重心处于回转中心的垂直线时，其重力矩最小。利用这一变矩原理与曲柄平衡共同作用，可有效削减峰值扭矩，改善抽油机曲柄轴净扭矩曲线的形状和大小，使其波动平缓，并且消除负扭矩，减小抽油机的周期载荷波动系数，提高电动机的工作效率。 所选用的机型为：PCYJ10-3-37HB； 节能效果：与偏置机相比，下偏杠铃抽油机的装机功率减少50%，实耗功率减少15%～30%。 5、摆杆式游梁抽油机 节能原理：通过二次平衡来改变抽油机扭矩因数的变化规律，实现加强平衡效果，达到节能的目的。 摆杆抽油机机工作时，装在曲柄销上的滚轮在摆杆的轨道上往复滚动，使自重较大的摆杆上、下摆动，带动连杆运动，实现抽油机驴头悬点的上下往复运动。借助于摆杆装置，利用杠杆原理在运动过程中进一步调节抽油机的平衡，实现了降低曲柄输出扭矩，进而达到了降低匹配电机功率的目的。

抽油机节能技术规范

游梁式抽油机的节能措施在实际生产中的应用 摘要:探讨游梁式抽油机节能的新方法,即在采用优化游梁式抽油机电动机及控制装置、四连杆机构、悬点载荷平衡装置和传动元件的基础上,来提高这些子系统的效率达到节能的目的,并提出了计算系统效率的方法。 关键词:游梁式抽油机节能新技术综述 1 电动机节能方法 对于抽油机的电动机,节能的关键是提高其负荷率。其一,人为的改变电动机的机械特性,以实现负荷特性的柔性配合,主要是改变电源频率,提高系统效率,实现节能。其二,从设计上改变电动机的机械特性,改善电动机与抽油机的配合,提高系统运行效率。其三,通过提高电动机的负荷率、功率因数,实现节能。使用的节能电机主要有:变频调速电动机,电磁调速电机,超高转差电动机。在使用超高转差电动机时, 应对抽油机系统进行优化设计,才能达到预期目的。试验表明,超高转差电动机能与变几何形状抽油机(如异相抽油机)和前置式抽油机配 合使用,效果很好。另外还有电磁滑差电动机、稀土永磁同步电动机、双功率电动机和绕线式异步电动机。游梁式抽油机用电动机节能是一个非常复杂的问题,选择方案时要考虑电动机效率、功率因数、系统增效、成本投入、可靠性及现场管理等问题。 2 改进抽油机的节能方法

国外抽油机的技术发展总趋势主要有七个方面:朝着自动化、智能化;高适应性;节能;精确平衡;无游梁长冲程;大载荷、长冲程、低冲次;大型化方向发展。研制与应用了各种新型节能抽油机:异相型抽油机、前置式抽油机、前置式气平衡抽油机、大圈式抽油机、轮式抽油机、自动化抽油机、智能抽油机、无游梁长冲程抽油机、低矮型抽油机、液压缸式抽油机、玻璃钢抽油杆抽油机等。同时,还研制了节能抽油机部件,例如:超高转差率电动机、电动机节能控制柜、窄V型联组带和齿型胶带等。我国的抽油机种类已能适应各种工作状况的要求,主要有常规式、前置式、偏置式、链条式和增矩式五种。在抽油机皮带、减速箱和平衡方式等方面研究,使的抽油机效率达到90%以上。研究出了以大载荷、长冲程、低冲次、精平衡、高效节能、高适应性、自动化、智能化、通用化和系列化为代表的先进的抽油机。 3 改进抽油杆的节能方法 采用新型材料和新热处理工艺和强化处理工艺制造抽油杆;各种 新型抽油杆的研究、开发和应用、抽油杆的发展和改进也是提高系统效率的主要措施。由于国外新材料抽油杆和连续抽油杆有了很大发展,出现了多种形式的抽油杆,大大地提高了抽油杆的适应性、经济性、可靠性和先进性。国外也发展了连续抽油杆和连续油管。俄罗斯和瑞典分别研制了钢带式超长冲程抽油机,采用了钢带抽油杆,在地面抽油机滚筒上面缠绕着这种抽油杆,在钢带抽油杆的另一端直接连接着井下具有特殊结构的抽油泵活塞。当然能够增大冲程,增加采油量,系统效率也必然能够提高。国外文献介绍的其它减少抽油杆损失的方法有

抽油机节能控制柜使用说明书-wr

上海位仁节能科技有限公司 抽油机节能控制柜使用说明书 抽油机节能控制柜 使用说明书 上海位仁节能科技有限公司

目 录 1. 前言 (2) 2. 产品检查 (4) 2.1型号、铭牌说明 (4) 2.2外形、结构尺寸 (4) 3. WR－V9系列变频器 (5) 3.1 产品简介及主要功能 (5) 3.2 型号、铭牌说明 (6) 3.3 外形尺寸与安装尺寸 (7) 3.4技术规范 (8) 3.5标准接线 (10) 3.6操作面板 (10) 3.7功能代码表 (13) 4. 能量回馈单元 (15) 4.1 产品简介及主要功能 (5) 4.2 型号、铭牌说明 (6) 4.3 外观、外形尺寸与安装尺寸 (7) 4.4技术规范 (8) 4.5接线与安全 (10) 5. 安装配线及使用条件 (15) 6. 操作运行 (16) 6.1运行前检查 (16) 6.2试运行 (16) 7. 保养、维护及存放 (16) 8. 故障内容、诊断及对策 (17)

该说明书的修订及说明，并保留该说明书印刷后更改产品而不另行通知的权力。本说明书中部分图片是示意图，仅供参考，若图片与实物不符，以实物为准。本说明书版权归本公司所有。 为了充分发挥本控制柜的功能及确保使用者的安全，请详细阅读本使用说明书。当您在使用中发现任何疑难而本说明书无法提供您的解答时，请联络本公司，我们的专业人员会竭诚为您服务。 1.1产品简介及主要功能 1.1.1产品简介 抽油机节能控制柜是专门为陆上油田用抽油机效率低、功率因数低、耗能高、“大马拉小车”等问题设计制造的，是提高抽油机单井采油时率、节约电能、降低网损、解决“大马拉小车”、启动力矩大、电流冲击大等的全自动智能节能控制装置。 1.1.2主要功能及特点 · 全自动控制、无人操作、无需值班。 · 单井功率因数可提高到0.97（3169无功计法），线路综合节电率可达20%，动态跟踪抽油机负荷运行，即使电动机运行在50Hz也能节电。 · 软启动，对电网无冲击，在电网停电后复电，可以实现在1分钟内将油田的全部抽油机起抽。 · 每天可以分6个时段设定6个不同冲次自动运行，实现“削峰填谷”节电和单井程控调参。 · 具有过流、过压、超温、缺相等保护功能。特别具有故障自动复位功能：抽油机在故障停机后，智能控制模块将自动检测抽油机，如为非破坏性故障时，将自动复位再启动抽油机，无需人工操作。 · 能量回馈单元将抽油机不平衡运行时的发电量逆变回电网，弥补了通用变 频器不能将再生电能逆变回电网的缺陷，可大大提高油田抽油机节能控制柜的节能效果。 · 智能化安全启动模式从根本上保障了井上维修人员的人身安全。 · 现有电动机、变压器、电缆完全不动，无需更换。模块化结构，维修保养非常方便。 · 具有稠油井工作模式和防“砸光杆”功能。

游梁式抽油机节能新技术

游梁式抽油机节能新技术 摘要:探讨游梁式抽油机节能的新方法,即在采用优化游梁式抽油机电动机及控制装置、四连杆机构、悬点载荷平衡装置和传动元件的基础上,来提高这些子系统的效率达到节能的目的,并提出了计算系统效率的方法。 关键词:游梁式抽油机节能新技术综述 1 电动机节能方法 对于抽油机的电动机,节能的关键是提高其负荷率。其一,人为的改变电动机的机械特性,以实现负荷特性的柔性配合,主要是改变电源频率,提高系统效率,实现节能。其二,从设计上改变电动机的机械特性,改善电动机与抽油机的配合,提高系统运行效率。其三,通过提高电动机的负荷率、功率因数,实现节能。使用的节能电机主要有:变频调速电动机,电磁调速电机,超高转差电动机。在使用超高转差电动机时,应对抽油机系统进行优化设计,才能达到预期目的。试验表明,超高转差电动机能与变几何形状抽油机(如异相抽油机)和前置式抽油机配合使用,效果很好。另外还有电磁滑差电动机、稀土永磁同步电动机、双功率电动机和绕线式异步电动机。游梁式抽油机用电动机节能是一个非常复杂的问题,选择方案时要考虑电动机效率、功率因数、系统增效、成本投入、可靠性及现场管理等问题。 2 改进抽油机的节能方法 国外抽油机的技术发展总趋势主要有七个方面:朝着自动化、智能化;高适应性;节能;精确平衡;无游梁长冲程;大载荷、长冲程、低冲次;大型化方向发展。研制与应用了各种新型节能抽油机:异相型抽油机、前置式抽油机、前置式气平衡抽油机、大圈式抽油机、轮式抽油机、自动化抽油机、智能抽油机、无游梁长冲程抽油机、低矮型抽油机、液压缸式抽油机、玻璃钢抽油杆抽油机等。同时,还研制了节能抽油机部件,例如:超高转差率电动机、电动机节能控制柜、窄V型联组带和齿型胶带等。我国的抽油机种类已能适应各种工作状况的要求,主要有常规式、前置式、偏置式、链条式和增矩式五种。在抽油机皮带、减速箱和平衡方式等方面研究,使的抽油机效率达到90%以上。研究出了以大载荷、长冲程、低冲次、精平衡、高效节能、高适应性、自动化、智能化、通用化和系列化为代表的先进的抽油机。 3 改进抽油杆的节能方法 采用新型材料和新热处理工艺和强化处理工艺制造抽油杆;各种新型抽油杆的研究、开发和应用、抽油杆的发展和改进也是提高系统效率的主要措施。由于国外新材料抽油杆和连续抽油杆有了很大发展,出现了多种形式的抽油杆,大大地提高了抽油杆的适应性、经济性、可靠性和先进性。国外也发展了连续抽油杆和连续油管。俄罗斯和瑞典分别研制了钢带式超长冲程抽油机,采用了钢带抽油杆,在地面抽油机滚筒上面缠绕着这种抽油杆,在钢带抽油杆的另一端直接连接着井

抽油机节能

一、游梁式抽油机的工作原理和能耗分析 1.工作原理游梁式抽油机的工作原理是动力机经由传动皮带将高速旋转运动传递到减速箱,做三轴减速,后由曲柄连杆将动力机产生的高速旋转运动转变为使游梁上下摆动的垂直运动,最后悬绳器通过抽油杆带动抽油泵柱塞上、下循环往复运动,将原油汲取上来。 2.能耗分析电动机损耗:包含各种热损失,摩擦损失以及材质损失。电动机功率越大,铜损越大,影响抽油机平衡。经测算,多数抽油机仅能达到最佳状态的六七成,具有巨大节能潜力。传动损失:机械摩擦传动损耗与润滑条件和抽油机平衡有关。但目前使用的传动皮带转动效率高,在润滑条件好的状态下节能空间有限。减速箱损失:主要有减速箱的齿轮与轴承之间的摩擦造成。减少减速箱损失最关键在于润滑,润滑不足不仅会使能耗上升,还会加速齿轮跟轴承的磨损,缩短使用寿命。换向及平衡损失:在换向结构一定的条件下,能量损耗较小,运行速率高,节能空间不大,而平衡方式的选择不同,对扭矩曲线的峰值有重要影响。 二、游梁式抽油机的节能指标和思路 1.节能衡量指标(1)电控技术水平包含电动机特性,负荷率,功率因素等指标。目前游梁式电动机主要通过改良电源频率,机械性能来提高节能水平。 (2)光杆载荷由抽油机本身的运动性能影响,可以通过改变抽油机的结构,以降低光杆最大载荷值,实现节能的目的。 (3)曲柄轴净扭矩由抽油机的平衡性能影响,改善平衡性的主要方法是改变抽油机平衡方式,如由原来游梁,曲柄及复合平衡改为连杆,随动等新的平衡方式。 2.节能思路(1)通过改进抽油机的结构来实现节能这种思路的重点在于完善抽油机四杆机构的优化设计和改进抽油机平衡方式来使曲柄轴净扭矩曲线的形状以

影响抽油机系统效率的因素分析

影响抽油机系统效率的因素分析 首先电动机和抽油机对地面效率影响较大。在抽油机选型时，由于过分考虑设备的“储备”能力，部分油井选择的抽油机型过大（包括装机功率），发生“大马拉小车”的现象，这种“大马拉小车”的结果是抽油机额定载荷与实际载荷相差较大,电机负载率较低,地面效率明显下降,对提高抽油机井系统效率极为不利。这种工况下电动机自身工作效率低,一般运行效率在额定效率50%以下。 行，地面效率较低。调节抽油机平衡，可以降低单井耗电量，降低电机功率，减少空耗损失，提高地面效率。抽油机要达到100%的平衡度是较困难的,但依据机型和井况的不同，应尽力把平衡度控制在80%～120%之间。调平衡是提高系统效率中投资小,见效快的一个办法。 测试表明,岔河集油田抽油机井平衡度小于80%和大于120%共有69口井,约占总井数的16%。 径、冲次等抽汲参数不合理。部分抽油机井的液面在井口，却仍用小泵径、慢冲次的工作制度，导致系统效率过低。此外，抽油机“五率”达标率低,电机皮带过松，盘根过紧等对油井整体效率也有一定影响。 泵况对井下效率的影响主要表现在:一是泵、管漏失严重影响井下效率。实际上，泵的正常漏失量(柱塞与衬套间的设计漏失量)很小，因而它对井下效率影响很小，这里的“漏失”是指除正常漏失外的所有漏失即非正常漏失。通过现场憋压等测试手段分析，岔河集油田30%以上的油井存在不同程度的管漏失及泵筒间隙磨大、游动凡尔、固定凡尔漏失。泵的非正常漏失，不仅会减少有效功率，而

且将增加井下损耗。二是气体影响井下效率。高气油比使得泵充满度降低，甚至气锁，影响了泵的排量系数,对井下效率影响很大。虽然测试井中高气油比井的井数不多,但因为其系统效率很低，平均系统效率仅为12%,远低于整体平均系统效率24.5%。三是供液不足影响井下效率。部分油井供液能力差，沉没度不够，导致泵充满度降低，泵效低下，影响了井下效率。 油井产液量与井下效率的关系 油井结蜡、出砂及抽油杆的磨擦导致杆柱载荷增大，造成杆柱有效功率降低，井下无功损耗增加，影响了井下效率。深泵挂及尼、扶杆的大规模应用也导致杆柱载荷增大。此外，井斜也加剧杆管偏磨，井下阻力损耗增加，导致井下功率损失。偏磨类油井比较多，占全部油井的32%。 抽汲参数(泵径、泵深、冲程、冲数等)的匹配有若干个，总有一个是投资省、系统效率高的最佳方案。因此必须对抽汲参数进行优选。即使同一区块的油井在油藏地质条件、供液能力、气油比等个体特征也往往存在明显的差异，落实到具体的单井上，必须根据每口井的具体条件进行单井优化设计。根据井况选择合理的泵，以适应含气、出砂、结蜡等井况的要求，同时应用配套技术，来解决抽油井受气、砂、蜡等影响泵效的矛盾。

节能抽油机相关理论

J8大港小集“双高”油田节能技术的集成应用项勇，姬瑞，梁晓亮，许明飞，蒋华石油石化节能年，卷(期)： 2012(6) 将游梁抽油机更换为复式永磁电动机抽油机。 该抽油机应用了稀土永磁同步电动机的尖端技术，及永磁同步电动机专用变频控制装置,甩掉了传统游梁式抽油机的减速、换向等复杂的机械系统，冲速降低为1~3 min-1，冲程可达到7 m 以上 （在规定范围内冲程、冲速无级可调），具有结构简单、提效增液、易操作、免维护、高效节能等良好性能。 原因：小集油田是典型的断块油田，油田区块零散，各区块、各油层原油物性差异较大。随着油田进入高含水开发期，油井的产液性质发生了较大改变，而油田依然沿用开发初期（低含 水期）的双管掺水、单管加热集油工艺和生产方式，不能适应油田高含水开发期生产需要，地面系统存在着高成本、高能耗、腐蚀老化严重、安全环保隐患大等问题，给油田生产经营、安全环保和可持续发展带来了严重挑战。地面系统存在的问题主要表现在以下几方面： 1）机采系统配套不合理，生产载荷大、周期短、能耗高。小集油田属于稠油油田，油井具有原 油物性差、液面深等特点，地层日产液量低于10 m3的抽油机井23 口，平均单井日产液5.44 m3，平均日产油2.7 t，平均泵效27.5% 。泵挂深（2 140.3 m）造成生产载荷大，平均能耗高达311 kWh/d。同时，电泵井电机功率偏高，能耗相对较高。 技术方案：规模推广成熟的节能新工艺、新技术、新设备、新材料，降低小集油田的系统能耗， 节约成本，提高油田的整体开发效益。 1）机采系统：应用小功率电泵电动机技术、复式永磁电动机节能型抽油机，降低机采系统的 能耗。 针对电泵机组能耗高的问题，为了充分利用电动机的额定负载能力，减少功率损耗，研发了37.5 kWh 低功率节能电泵，主要是对电泵叶轮加工技术进行改进： J14浅谈节能技术在抽油机井上的应用王越中国石油和化工标准与质量年，卷(期)： 2011,31(8) 大庆油田有限责任公司第三采油厂第四油矿黑龙 安装使用节能型抽油机，提高抽油机井系统效率 节能型抽油机丰要包括曲柄异相平衡抽油机，前置式抽油机，双驴头抽油机和渐开线型减速箱齿轮抽油机等。 自2001年至2010年9月底把4台CYJll一3—48HB型抽油机更换成新一代节能型CYJUIO一4．8-48F抽油机。在相同抽汲参数条件下，弯游梁减速箱额定扭矩比常规游梁式抽油机下降30％以上，从这4台抽油机系统 效率看，比原ll型机平均系统效率由15．2％提高至40．3％，提高了25．1个百分点；一年耗电与原机型耗电量对比少耗电219KW·h，4台可节电87．6×104Kw·h，1Kw．h工业用电按0．59元计算，全年共节约电费44．67万元。新型抽油机整机价格为17．5万元，只节电一项3年既可收回成本投入，取得了显著的节能效果。 3应用节能配电装置，提高抽油机的系统效率 在“十一五”期间，机采井应用节能新技术、新产品推广应用。先后更换节能电机62口，有高转差率电机、双速双功率电机、永磁电机和双功率电机。目前北部过渡带抽油机具有节能功能的电机有195口井，占总井数的68．4％。共有8种类型。更换的原则是：第一，对于启动不困难。电机利用率低、功率因数低 的抽油机井采用永磁电机技术。第二，对丁二产液硅变化呈现周期性变化和供液不足的井采用双速电机技术。第三，对于启动困难的抽油机并可采用高启动转矩电机。第四，对F其它条件适合应用节能电机的抽油机井采用多功率电机技术。 J28敖包塔油田地面机采举升技术应用现状评价宋丽新吴岩庆石油石化节能年，卷(期)： 2013(7)

抽油机智能控制系统

抽油机智能控制系统 抽油机智能控制系统专门针对油田节能降耗，自动化，数字化的生产开发的新一代控制系统。抽油机智能控制系统，根据抽油机的特殊负载情况专门设计产品。该系统配置在常规游梁式抽油机上，采用先进的功率电子技术、计算机技术和控制技术，实现抽油机的智能控制，达到节能、自控和提高抽汲能力的目的，进而提高了抽油系统的系统效率。该系统配置了高性能矢量型变频器，内含直流电抗器，输入电抗器，输出电抗器，减少了对电网的谐波干扰，提高了电网质量；内含RFI无线电射频干扰滤波器，极大改进了抗干扰和抗雷击功能；内含制动单元，能够有效地释放制动能量，形成集成控制，适应抽油机的特殊应用。抽油机智能控制系统是以“以人为本”设计理念使产品更具人性化。能进行远程状态监视和控制。根据各种功能模块和相应的传感器的检测，将油井实测的相关数据、参数通过无线网络传输至数控中心进行运算比对，并通过矢量变频调速技术对抽油机进行动态监测控制，以达到高效节能的自动化、数字化的控制目的。该产品具有以下特性： 1．控制系统具有周期性采集示功图的功能。 2．可在线实时监控油井工作状态信息。 3．可根据井况实现自动间歇式抽油模式 ４．具有测量三相交流电压、电流、有功功率、功率因数等电参量的功能。５．可实现无线电台、无线以太网、光纤以太网、GPRS网络进行数据传输和远程控制功能。 ６．具有对电机启动堵转、过载、欠压、过压、缺相、短路、欠载报警保护功能。７．具有工频和变频，手动和自动，远程和就地等多种工作模式的选择。８．高性能矢量控制变频交流电动机驱动，系统出现报警时，可自动转换为工频状态运行，确保油井不停机、不停产。 ９．适用于标准电机和高滑差电机 １０．本控制装置可取代原有的任何控制柜、软启动器、补偿器，功率因素达到0.90以上，节能幅度：15%以上。 1１．宽工作温度范围，控制柜具有温控功能，温控器为机械触点式，温控范围75℃～-50℃，温控组件为合金加热板和风扇。 1２．户外标准柜体，专利设计，防护等级高 ．适用井况 1. 工作环境特别恶劣的油井 2.需要间歇工作的油井 3.经常改变井况的油井（如：注气井，注水井） 4.低于设计能力的油井 5.经常断杆的油井 6. 水平井 7. 高含气井 8.经常结腊的油井 ．技术规范 冲次 1～12次/分 上下速比 R≤1-3 电机功率范围 P≤75KW 输入电源电压三相AC，380 v

抽油机节能改造方式应用研究

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/0416294177.html, 抽油机节能改造方式应用研究 作者：江俊郴 来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第17期 [摘要]以常规游梁式抽油机机型为基础，研究改型，开发具有结构简单、维修方便、能耗较低等优点的节能型抽油机。针对新疆油田日趋老化，井况复杂，采油成本增高，以及在用常规游梁式抽油机能耗大，机型陈旧，不能适应油井深抽工艺需要的现状，对在用的能耗高的旧常规游梁抽油机进行技术改造，是当前降低抽油机能耗的一个首要任务。将旧机改造成调径变矩抽油机，为油田旧抽油机节能改造提供了一新途径，经现场实践，调径变矩抽油机改善了抽油机的运动特性和动力特性，降低了功耗；充分利用原机的构件，优化关键部位，使各构件受力合理，并具有较合适的安全系数，节能效果显著，运转平稳，管理方便。 [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。

油田抽油机节能

油田抽油机节电器特点： ·油田抽油机节电器优化油泵运行，精确控制停机时间，有效提高产量。 ·油田抽油机节电器大幅降低高峰电力需求和无效抽取时间，节电效果显著。 ·油田抽油机节电器有效消除液锤效应，降低机械系统故障。 ·油田抽油机节电器延长设备使用寿命，降低维护保养费用。 ·产量预测算法，可对油井状态精确评测。 ·井下、地面、电机全方位控制 ·高峰及最小负荷保护 ·变频控制选项 ·自动能量优化控制 ·故障旁路系统 油田抽油机节电器产品性能 1.自动的能量优化控制 2.具有完善的保护及故障显示功能 3.软启动软停车大大降低了启动电流，同时由于提高了功率因素，从而改变了电网的运行状态，使现在的供电系统可以给增加一倍以上数量的抽油机供电。 油田抽油机节电器工作环境： ·适用于各种恶劣的自然环境 ·适合于抽油机电机节电 油田抽油机节电器技术参数： 电源电压：约380V±10% 电源频率： 50Hz~60Hz 节电率： 20%~60% 功率因素提高：≥0.8 功率控制范围： 7.5KW~90KW 一、概述 自从100多年前，以燃烧石油制品为动力的机器诞生以来，对石油的需求量飞速增长，也为石油工业的发展提供了契机。随着采油业的发展，产生了被广泛使用的油井举升设备——抽油机。抽油机的种类繁多，技术发明有数百种。从采油方式上可分为两类，即有杆类采油设备和无杆类采油设备。有杆类采油设备又可分为抽油杆往复运动类（国内外大量使用的游梁式抽油机和无游梁式抽油机）和旋转运动类（如电动潜油螺杆泵）；无杆类采油设备也可分为电动潜油离心泵，液压驱动类（如水力活塞泵）和气举采油设备。 我国的油田不像中东的油田那样有很强的自喷能力，多为低渗透的低能、低产油田，大部分油田要靠注水压油入井，再用抽油机把油从地层中提升上来。以水换油或者以电换油是我国油田的现实，因而，电费在我国的石油开采成本中占了相当大的比例，所以，石油行业十分重视节约电能。目前，我国抽油机的保有量在10万台以上，电动机装机总容量在3500MW，每年耗电量逾百亿kWh。抽油机的运行效率特别低，在我国平均效率为25.96％，而国外平均水平为30.05％，年节能潜力可达几十亿kw·h。除了抽油机之外，油田还有大量的注水泵、输油泵和潜油泵等设备，总耗电量超过油田总用电量的80％，可见，石油行业也是推广“电机系统节能”的重点行业。

抽油机井系统效率计算公式

机采系统节能指标 一、抽油机井系统效率 抽油机井系统效率是指将液体举升到地面的有效作功能量与系统输入能量之比，即抽油机的有效功率与输入功率的比值。 P e P i 其中，抽油井的有效功率是指将井内液体举升到地面所需要的功率；抽油机的输入功率是指拖动机械采油设备的电动机总的消耗功率。抽油机的输入功率可由现场测试取得，抽油井的有效功率可由以下公式计算： Q, H- p - g P e= ----------------------------- 86400 式中：P e——有效功率，KVV Q-一油井日产液量，m3/d ; H—有效扬程，m P——油井液体密度，t/m3; g --- 重力加速度，g=9.8m/s2； 其中有效扬程： （P L Pt）x 1000 H=Hd + - ------------------------ P - g 式中：H ------------ 油井动液面深度，m; P ------------ 井口油压，MPa; Pt ---------- 井口套压,MPa; 二、抽油机井平■衡合格率 1、抽油机井平■衡度 抽油机井稳定运行过程中，下冲程时的最大电流与上冲程时 最大电流比值。（80-100%合理，小于80%欠平衡，大于100%? 平衡）

平衡度=（I下行峰值/I上行峰值）X 100% 采液用电单耗：油片采出每吨液的用电量，单位Kw.h/t 采液用电单耗=W/Q 式中：M油井日耗电量,Kw, CH油井日产液量,t3/d 2、抽油机井平■衡度合格率： 抽油机井平衡度达标的井数占总开井数的比值。 抽油机井平衡度合格率=（S合格/S总）X 100% 式中：S合格一抽油机井平衡度达标的井数； S总一抽油机开井总数。 三、抽油机井泵效 抽油机井的实际产液量与泵的理论排量的比值叫做泵效。 = （Q实/Q 理）X 100% T] 式中：门一泵效（%） Q实一指核实日产液量（m3/d）； Q理一泵理论排液量（m3/d）; 其中：Q理=1.1304 x 10一3 x Sx NX D 式中：S一冲程（m） N 一冲数（n/m） D —泵径（mm）； 四、米液用电单耗 油片采出每吨液的用电量，单位Kw.h/t 采液用电单耗=W/Q 式中：M油井日耗电量，K^『油井日产液量，t3/d

抽油机井系统效率计算公式

一、抽油机井系统效率 抽油机井系统效率是指将液体举升到地面的有效作功能量与系统输入能量之比，即抽油机的有效功率与输入功率的比值。 i e p p =η 其中，抽油井的有效功率是指将井内液体举升到地面所需要的功率；抽油机的输入功率是指拖动机械采油设备的电动机总的消耗功率。抽油机的输入功率可由现场测试取得，抽油井的有效功率可由以下公式计算： Q·H·ρ·g P e ＝———————— 86400 式中：Ｐe ——有效功率，KW ； Q ——油井日产液量，m 3/d ； H ——有效扬程，m ； ρ——油井液体密度，t/m 3； g ——重力加速度，g=9.8m/s 2； 其中有效扬程： （Po —Pt ）×1000 H=Hd + --———————— ρ·g 式中：Hd ————油井动液面深度，m; Po ————井口油压，MPa; Pt ————井口套压，MPa; 二、抽油机井平衡合格率 1、抽油机井平衡度 抽油机井稳定运行过程中，下冲程时的最大电流与上冲程时最大电流比值。（80-100%合理，小于80％欠平衡，大于100%超平衡）。 平衡度=(I 下行峰值/I 上行峰值) ×100% 采液用电单耗：油井采出每吨液的用电量，单位t

采液用电单耗＝W/Q 式中：W—油井日耗电量，Kw；Q—油井日产液量，t3/d 2、抽油机井平衡度合格率： 抽油机井平衡度达标的井数占总开井数的比值。 抽油机井平衡度合格率=(S合格/S总)×100% 式中：S合格—抽油机井平衡度达标的井数； S总—抽油机开井总数。 三、抽油机井泵效 抽油机井的实际产液量与泵的理论排量的比值叫做泵效。η=（Q实/Q理）×100%； 式中：η—泵效(%) Q实—指核实日产液量(m3/d)； Q理—泵理论排液量(m3/d)； 其中：Q理=×10-3×S×N×D2 式中：S—冲程(m) N—冲数(n/m) D—泵径(mm)； 四、采液用电单耗 油井采出每吨液的用电量，单位t 采液用电单耗＝W/Q 式中：W—油井日耗电量，Kw；Q—油井日产液量，t3/d

抽油机国内外研究现状与发展趋势

抽油机国内外研究现状与发展趋势 一．国内抽油机研发现状 油机是有杆抽油系统中最主要举升设备。根据是否有游梁，可分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。经过一百多年的实践和不断的改进创新，抽油机不管是结构形式还是在使用功能上，都产生了很大的变化。特别是近几十年来，世界对原油的需求量不断加大，对油田深度开采的能力有了更进一步的要求，在很大程度上加快了抽油机技术发展的速度，催生出多种类型。目前, 国内抽油机制造厂有数十家, 产品类型已多样化, 但游梁式抽油机仍处于主导地位。根据公开发表的资料统计, 我国现有6 大类共45 种新型抽油机[ 1] , 并且每年约有30 种新型抽油机专利, 十多种新试制抽油机[2] , 已形成了系列, 基本满足了陆地油田开采的需要。各种新型节能游梁式抽油机如双驴头式抽油机、前置式抽油机、异相曲柄平衡抽油机、前置式气平衡抽油机、下偏杠铃系列节能抽油机[ 3]和用窄V 形带传动的常规抽油机等均已在全国各个油田推广应用, 并取得了显著的经济效益。长冲程、低冲次的无游梁式抽油机的研制也取得了一些进展, 如由胜利油田研制的无游梁链条抽油机, 经过国内十几个油田稠油及丛式井的推广使用[4], 在低冲次抽油和抽稠油方面已初见成效。此外, 桁架结构的滑轮组增距式抽油机、滚筒式长冲程抽油机已在某些油田进行了工业试验[5]; 齿轮增距式长冲程抽油机的研制工作也取得了新的进展; 质量轻、成本低、便于调速和调整冲程的液压抽油机经过几年的研制和工业性试采油, 也积累了一定的经验[6]。其他型式新颖的抽油机如数控抽油机、连续抽油杆抽油机、车载抽油机、磨擦式抽油机、六连杆游梁式抽油机和斜直井抽油机等也正处于不断改造和试生产过程中[7]。然而，游梁式抽油机的缺点是不容易实现长冲程低冲次的要求，因而不能满足稠油井、深抽井和吉气井采油作业的需要。同时，长冲程低冲次的无游梁式抽油机的性能尚有待完善 (如油田正在使用的链条式抽油机还存在链条寿命短、换向冲击载荷大和钢丝绳易断、导轨刚．度不足容易变形等问题)，而且品种规格还很少，不能适应当前石油工业的发展[8]。液压抽油机至今仍处在研制阶段[9] 二·国外抽油机的研发现状 目前，世界上生产抽油机的国家主要有美国、俄罗斯、法国、加拿大和罗马尼亚等[10]。为了减少能耗, 提高采油经济效益, 近年来国外研制与应用了许多节能型抽油机。例如异相型抽油机节电15%~ 35%; 前置式抽油机节电368% 前置式气平衡抽油机节电35% 轮式抽油机节电50%~ 80% 大圈式抽油机节电30%; 自动平衡抽油机节电30% ~ 50%; 低矮型抽油机节电5% ~20%; ROTAFLEX 抽油机节电25% 智能抽油机节电174%; 螺杆泵采油系统节电40%~ 50% [11]。近年来国外很重视改进和提高抽油机的平衡效果, 使抽油机得到更精确平衡。近年来, 为了节约能耗、提高采油经济效益, 国外研制与应用了许多节能型抽油机, 在采油实践中, 取得较好的使用效果。如变平衡力矩抽油机, 可使上冲程平衡力矩大于下冲程力矩。前置式气平衡抽油机, 由于可在动态下调节气平衡, 平衡效果较好。气囊平衡抽油机有90% 以上载荷得到平衡[12]。双井抽油机可利用两口油井抽油杆柱合理设计得到更精确的平衡。自动平衡抽油机可保证在上下冲程每一瞬间得到较精确的平衡效果[13]。近年来国外研制与应用了多种类型长冲程抽油机, 其中包括增大冲程游梁抽油机、增大冲程无游梁抽油机和长冲程无游梁抽油机[14]。 1 前置式气平衡抽油机美国工J uf kin 公司生产的A 系列前置式气平衡抽油机具有较好的技术经济指标, 抽油机重量减轻40 %, 尺寸缩小3 5 % , 动载荷

抽油机用节能电机评价及改造方式的探讨

抽油机用节能电机评价及改造方式的探讨 作者：殷雷频道：电机发布时间：2008-11-26 1抽油机用节能电机评价 抽油机作为活塞式有杆泵的地面举升设备，只要能够满足其运动及机械特性的电动 机就可以作为其拖动的动力设备。常见的抽油机用节能电机有异步电机和同步电机；例如： （超）高转差三项异步电动机、永磁同步电动机等。 1. 1常规游梁式抽油机的工作特性 抽油机工作时是由电机驱动减速器带动四连杆机构实现驴头上下摆动，驴头带动抽 油杆使活塞泵做上下往复运动完成抽汲过程。抽油杆在上行和下行时负载的变化大，导致抽 油机减速器的净扭矩波动幅度大，反映在电机上则电流变化大。由于抽油机具有自身的机械 平衡装置和周期脉动的负载特性，所以要求电机具有高启动扭矩，才能保证抽油机在静止状态下启动起来。这样在选择电机时要求电机的额定功率要大（启动扭矩要大），当抽油机启动 以后正常运行时负载下降电机在轻载下工作（一般运行功率仅为装机功率的三分之一）,系统 效率测试数据显示抽油机井电机效率多在40%。60%、功率因数在0. 3?0. 5之间。 1 . 2节能电机简介 多年来的实践表明，我们认为节能电机应具备“电机拖动负载与电机的输出扭矩（功 率）间的合理匹配”的功能，抽油机在运行过程中，电机的输出功率随着载荷的变化在无人为干预的情况下实现自动转换。 统计我厂在用各类电机的情况显示，复式电机与双绕组电机能够实现“电机拖动负 载与电机的输出扭矩（功率）问的合理匹配”，即启动和运行的功率不同。其它种类的节能电 机仅仅做到了根据目前负载适当降低装机功率达到节能的目的，即启动与运行仍然是在相同 功率下。当抽油机的负载率达到85%以上时，这类节能电机是启动不起来的，但是原机型 所匹配的常规Y系列电机则不存在启动困难的问题。 --- 常规別净峯崽一亠僞礼林并扭矩

几种抽油机节能装置节能效果及性能比较(367)

几种抽油机节能装置节能效果及性能比较 一、概述自从多年前，以燃烧石油制品为动力的机器诞生以来，对石油的需求量飞速增长，也为石油工业的发展提供了契机。随着采油业的发展，产生了被广泛使用的油井举升设备——抽油机。抽油机的种类繁多，技术发明有数百种。从采油方式上可分为两类，即有杆类采油设备和无杆类采油设备。有杆类采油设备又可分为抽油杆往复运动类（国内外大量使用的游梁式抽油机和无游梁式抽油机）和旋转运动类（如电动潜油螺杆泵）。无杆类采油设备也可分为电动潜油离心泵，液压驱动类（如水力活塞泵）和气举采油设备。 我国的油田不像中东的油田那样有很强的自喷能力，多为低渗透的低能、低产油田，大部分油田要靠注水压油入井，再用抽油机把油从地层中提升上来。以水换油或者以电换油是我国油田的现实，因而，电费在我国的石油开采成本中占了相当大的比例，所以，石油行业十分重视节约电能。目前，我国抽油机的保有量在万台以上，电动机装机总容量在，每年耗电量逾百亿。抽油机的运行效率特别低，在我国平均效率为％，而国外平均水平为％，年节能潜力可达几十亿·。除了抽油机之外，油田还有大量的注水泵、输油泵和潜油泵等设备，总耗电量超过油田总用电量的％，可见，石油行业也是推广“电机系统节能”的重点行业。 抽油机节能包括节能型抽油机和抽油机节能电控装置的研制与推广两个方面，对此两大技术的研究方兴未艾。介绍和宣传的文章很多，众说纷纭，莫衷一是。厂家的产品性能介绍亦有“王婆卖瓜”之嫌。因此，有必要将目前常见的几种类型的抽油机节能电控装置作一个科学的分析比较，以供用户选用时参考。在全国各油田进行试验或已投运的节能电控装置不下数十种之多，大体上可以分为以下几个类型，下面分别加以讨论。 二、间抽控制器由于抽油机是按照油井最大化的抽取量来进行选择的，并且还留有设计余量。另外，随着油井由浅入深的抽取，井中液面逐渐下降，泵的充满度越来越不足，直到最后发生空抽的现象，如果不加以控制，就会白白地浪费大量的电能。对于这种油井，最简单的方法是实行间抽，即当油井出液量不足或发生空抽时，就关闭抽油机，等待井下液量的蓄积，当液面超过一定深度时，再开启抽油机，这样就提高了抽油机的工作效率，避免了大量的电能浪费。 间抽控制的原始做法是派人定时到油井去开停抽油机，即使在发达国家，目前也还有不少油井采用这种人工控制方式，以便解决抽油机的低效和浪费问题。这种做法每天要派人去井场操作好几次，经过长期试验才能摸索出适合各油井的间抽规律，费工费时。于是就引入了定时钟，只须设定开、停机时间，便能自动地进行间抽控制，但是，这仍然无法解决令抽油机的业务水平动态地响应油井负荷的变化，以达到最佳的节能效果，同时，还有可能会影响油井的产量。 为了解决上述问题，通过安装相关的传感器，精确感知油井负荷的动态变化，实现智能间抽控制。为此，可采用各种不同的传感器达到控制目的，下面分别予以介绍。 液面探测器：如果能直接测出井中的液面，那么就可以用它来控制抽油机的运行。当液面高度超过泵时，就启动抽油机。当液面降到泵的吸入口处时，就关闭抽油机，避免空抽的发生。早期的方法是使用永久式的井下压力传感器来检测液面，现代则是利用声波装置从地面上自动监测井下液面深度，但是，由于装置复杂，维修费用高而没有得到普及。 流量传感器：在井口通过流量传感器检测油井的出液量，是实现抽油机控制最直接，也是最有效的方法。但是，由于国内的油井产量太低，有些油井的产量每天只有几，甚至不足，合。这么小的流量检测，对于各种类型的流量传感器来讲都是一个难题，再加上井中采出的油液中含有大量的泥沙和蜡块，经常会发生堵塞现象，因而也未能获得推广应用。 电流传感器：应当说，电机电流的检测是最方便、最可靠，也是最为廉价的方法。当发生空抽时，下冲程开始时游动阀并没有打开，光杆载荷为杆柱重量及游动阀上部液柱的重量

变频器在油田磕头机上的节能与能量

变频调速技术得益于其优异的节能特性和调速特性，在我国油田中得到广泛应用，中国产值能耗是世界上最高的国家之一。要解决产品能耗问题，除其它相关的技术问题需要改进外，变频调速技术已成为节能及提高产品质量的有效措施。 油田作为一个特殊行业，有其独特的背景，油田中变频器的应用主要集中在游梁式抽油机控制、电潜泵控制、注水井控制和油气集输控制等几个场合。游梁式抽油机俗称“磕头机”，是目前各个油田所普遍采用的抽油机，但是目前的抽油机系统普遍存在着效率低、能耗大、冲程和冲次调节不方便等明显的缺点。具体怎么样应用可以参照SAJ变频器在游梁式抽油机上的应用。 1.磕头机工作原理 当磕头机工作时，驴头悬点上作用的载荷是变化的。上冲程时，驴头悬点需提起抽油杆柱和液柱，在抽油机未进行平衡的条件下，电动机就要付出很大的能量。在下冲程时，抽油机杆柱转而对电动机做功，使电动机处于发电机的运行状态。抽油机未进行平衡时，上、下冲程的载荷极度不均匀，这样将严重地影响抽油机的四连杆机构、减速箱和电动机的效率和寿命，恶化抽油杆的工作条件，增加它的断裂次数。为了消除这些缺点，一般在抽油机的游梁尾部或曲柄上或两处都加上了平衡重，如图1所示。这样一来，在悬点下冲程时，要把平衡重从低处抬到高处，增加平衡重的位能。为了抬高平衡配重，除了依靠抽油杆柱下落所释放的位能外，还要电动机付出部分能量。在上冲程时，平衡重由高处下落，把下冲程时储存的位能释放出来，帮助电动机提升抽油杆和液柱，减少了电动机在上冲程时所需给出的能量。目前使用较多的游梁式抽油机，都采用了加平衡配重的工作方式，因此在抽油机的一个工作循环中，有两个电动机运行状态和两个发电机运行状态。当平衡配重调节较好时，其发电机运行状态的时间和产生的能量都较小。 2. 变频器在抽油机的控制问题主要体现在如下几个方面 一方面是再生能量的处理问题,游梁式抽油机运动为反复上下提升，一个冲程提升一次，其动力来自电动机带动的两个重量相当大的钢质滑块，当滑块提升时，类似杠杆作用，将采油机杆送入井中；滑块下降时，采油杆提出带油至井口，由于电动机转速一定，滑块下降过程中，负荷减轻，电动机拖动产生的能量无法被负载吸引，势必会寻找能量消耗的渠道，导致电动机进入再生发电状态，将多余能量反馈到电网，引起主回路母线电压升高，势必会对整个电网产生冲击，导致电网供电质量下降，功率因数降低的危险；频繁的高压冲击会损坏电动机，造成生产效率降低、维护量加大，极不利于抽油设备的节能降耗，给企业造成较大经济损失。 另一方面是冲击电流问题，如图二所示游梁式抽油机是一种变形的四连杆机构，其整机结构特点像一架天平，一端是抽油载荷，另一端是平衡配重载荷。对于支架来说，如果抽油载荷和平衡载荷形成的扭矩相等或变化一致，那么用很小的动力就可以使抽油机连续不间断地工作。也就是说抽油机的节能技术取决于平衡的好坏。在平衡率为100％时电动机提供的动力仅用于提起1/2液柱重量和克服摩擦力等，平衡率越低，则需要电动机提供的动力越大。因为，抽油载荷是每时每刻都在变化的，而平衡配重不可能和抽油载荷作完全一致的变化，才使得游梁式抽油机的节能技术变得十分复杂。因此，可以说游梁式抽油机的节能技术就是平衡技术。对长庆油田几十口油井的调查显示，只有1～2口井的配重平衡较好，绝大部分抽油机的配重严重不平衡，其中有一半以上口井的配重偏小，另有几口