抽油机的节能措施研究

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1、抽油机的节能措施研究【摘要】有杆泵式机械采油使用范围广，投放数量多，且游梁式抽油机存在能耗大，效率低的问题，随着汕皿的进一步地开发和电价的不断上调，采汕成本在不断提高，如何降低抽油机的能耗，己引起国内外众多石油机械工作者的高度重视，开展对抽油机节能技术的研究，对于我国石油工业的发展具有重要的现实意义和深远影响。针对抽油机的结构特点及节能评价指标，采取不同的节能措施。【关键词】抽油机；能耗；效率；节能；蓄能器；和位角；机械磨损；噪咅控制；节能原件0•引言油田开采原油的方法分为两类：一•类是利用地层本身的能量来举升原油，称为自喷采油法，常见于新开发

2、且储量大的一些油出；另一类是到了油出开发的中后期，地层木身能量不足以使原油产生口喷，必须人为地利用机械设备将原油举升到地面，称为人工举升采汕法或机械采汕法。1•采用节电驱动设备1.1双功率电动机石油大学与眺利油田合作进行了双功率电动机试验，其定子绕组是两个可以并联运行的绕组。电控箱中有一个电流检测电路，能够实现绕组的口动切换。启动吋两个绕组分吋投入，根据负荷的变化以不同的绕组运行。如果抽汲工况变化，负荷较大时，两个绕组都投入。这样，电动机在各种状况下都有较高的负荷率，运行效率和功率因数都自较大的提高，原有电动机的改造成木也低。1.2蓄能器蓄能器

3、用来增加抽油机的转动惯量，充分发挥其动能的均衡作用，具体做法是，在电机启动时，首先带动合适转动惯量的飞轮旋转，达到额定转速后，再闭合离合器，启动抽油机，只要电动机的额定功率大于抽油机的平均功率，抽油机就能平稳工作，因而可降低电动机容量，实现节能降耗。1.3调压节能装置可控硅调压是根据电动机的负荷率的变化不断调节电动机的输入端电压，使电动机运行在最佳状态。抽油机运行时，电动机的输入电压随着抽油机井的载荷变化自行调节，即载荷小时电动机的输入电压下降，载荷大时电动机的输入电压升高。减少了电动机的损耗，提高了电动机的运行效率。2.改进结构型式2.1偏置

4、式抽油机这种抽油机曲柄平衡重小心线与曲柄对称屮心线偏离一个角度，所以人们称它为偏置型游梁式抽油机（简称偏置机）。偏置机是对四连杆机构实现悬点运动和动力特性的优化，实现“慢提快放"，改变抽油机曲柄轴净扭矩曲线的形状和大小，使其波动平坦，减小负扭矩，从而小抽汕机的周期载荷系数，提高电动机的工作效率，达到节能目的。2.2前置式抽油机前置式抽油机多为重型长冲程抽油机。目前生产的12型，16型两种机型已在汕皿广泛使用。从工作扭矩曲线分析，前置式抽汕机平衡后的理论净扭矩曲线是一条比较均匀的接近水平的直线，因此•其运行平衡,减速箱齿轮基本无反向负荷,连杆游梁

5、不易疲劳损坏，机械濟损小，噪声比常规式抽油机低，整机寿命长。2.改进平衡方式3.1平衡相位角前面提到的偏置抽油机的曲柄平衡块重心与曲柄轴中心连线和曲柄销中心与曲柄轴中心连线Z间构成一定的夹角，称为平衡相位角。这个角的存在主要是因为改变参数后抽油机的与下死点对应的曲柄位置比常规机“滞后’‘了一个相位角。为了平衡扭矩与载荷扭矩对齐，偏置了这样一个角度。很多其它结构的抽油机也应用了这一平衡方法。3.2气动平衡气动平衡重量轻，比机械平衡轻40%,平衡效杲好，比机械平衡转矩卜•降10%,节能效果显著，比机械平衡能耗降低28.15%,但气动平衡的可靠性较差

6、。而口受到各方面条件的制约，未能大量推广使用。3.3游梁偏置复合平衡它是基于常规机结构不变，在游梁尾部增加固定偏置平衡装置，其重心相对游梁卜偏一个角度。3.4变矩平衡所谓变矩平衡原理：即抽油机尾梁平衡配重的力臂是变化的，因此平衡扭矩也是变化的。在上冲程抽油载荷最大时，其平衡重的力臂也最大,卜•冲程时平衡块储能以克服负扭矩。从而提高了电机的功率利用率。这种动态平衡节能技术解决的是抽油载荷正常生产时的周期变化。3.采用节能监控装置4.1多功能程控装置目前抽油机用电动机功率因数仅为0.3-0.6左右，冇的英至更低，造成电网无功损失；大庆石油学院研制的

7、DSC系列抽油机多功能程控装置较好地解决了这一问题。DSC多功能程控装置冇程控启动、断电保护、过载保护、短路及无功补偿等多项功能。这可视为是我国抽油机无人监控，由定时巡查走向自动监控的起步。4.2间抽定时控制装置该装置可以根据油井工况和抽油工艺耍求伺服调整电动机启动和停机时间，选定开停次数，实现对油井间抽定时控制，从而避免抽空现彖，对丁•老油井，低产井无疑是一绝好的节能手段和增产措施，该装置由华北采研所研制，颇受油出欢迎。5.采用节能传动元件5.1窄V带传动近二十年来，窄V带在美、英、徳、日、俄罗斯等国早已普及推广。目前在国内石油矿场己大量应用

8、。窄V带具有独特的结构承载能力，比普通三角带高30%-50%；传动效率高，可达96%-98%,比普通三角带高4.5%（普通三角带传动效率只有92%・9