抽油机液压蓄能节能系统分析及控制策略.pdf

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1、2010年第39卷石油矿场机械第12期第57页OILFIELDEQUIPMENT2010，39(12)：57～60oo文章编号：1001—3482(201O)12-0057-04抽油机液压蓄能节能系统分析及控制策略李连峰，隋秀伟，何光智。(1．中国石油大学(华东)机电总厂，山东东营257061；2．山东新汇建设集团，山东东营257091；3．华北油田第四采油厂，河北廊坊065000)摘要：对比分析了目前常见的几种抽油机节能方案，在此基础上提出了液压蓄能节能系统；重点分析了节能系统的液压系统和机械系统，提出了液压蓄能节能系统方案及控制策略。关键词：抽油机；节能；控制策略中图分类号：TE9

2、33．1文献标识码：ASystemAnalysisandControlforEnergy—SavingofPumpingUnitActuatorLILian—feng，SUIXiu—wei，HEGuang—zhi。(1．TotalFactoryofMechanicalandElectronic，ChinaUniversityofPetroleum，Dongying257061，China；2．ShandongXinhuiConstructionGroup，Dongying257091，China；3．No．40ilProdutionPlant，HuabeiOilfield，Langfa

3、ng065000，China)Abstract：Comparisonandanalysishavebeenmadeamongseveralpumpingunitenergysaving，andspecialanalysishasbeenmadeforhydraulicaccumulatorsystem．Theanalysisofenergysavingandmechanicalsystemsisemphasizedtoputforwardsystemanalysisandcontro1．Keywords：pumpingunit；energysaving；controlprinciple

4、目前，抽油机的节能技术主要是采用节能抽油技术，将二者很好地结合在一起，利用液压技术回收机、节能电机、节能配电箱3大类，但没有解决电动抽油机系统正常工作时的主要能量损耗，并通过动机启动转矩远大于实际运行转矩的问题，所以抽油力合成装置，使这部分能量被充分利用到电动机的机仍存在“大马拉小车”的现象¨l。]。要解决问题就启动过程以及抽油机的有功过程，可有效降低电动要降低抽油机所用电动机的启动转矩，最理想的是机的额定功率，进而实现抽油机电动机的恒功率、满实现电动机启动转矩与实际运行转矩相等，使电动负载运行。液压蓄能节能系统整体设计框图如图1机工作在恒功率、满负载的条件下。另一方面，由于所示。常规

5、游梁式抽油机平衡效果不理想，抽油机悬点负载的周期性变化会引起电动机输出轴扭矩的正负周期性变化，电动机负扭矩的出现实际上使得电动机处于发电状态，不仅会冲击电网，还会造成电动机工图1液压蓄能节能系统整体设计框图作不平稳，加速电动机的损坏。液压蓄能节能系统可解决以上2方面的问题，达到了节能目的。液压蓄能节能系统从整体上可分为液压系统和机械系统2个部分。液压系统实现不同时刻储能和1液压蓄能节能系统分析放能的要求，机械系统实现动力合成。液压系统部液压蓄能节能系统是基于液压技术和动力合成件包括液压泵、液压马达、蓄能器及其他液压辅件；收稿日期：2010—08～22作者简介：李连峰(1966一)，男，

6、山东广饶人，工程师，主要从事石油机械的研制及机电设备的管理工作。石油矿场机械2010年12月机械系统部件包括动力合成装置及其他机械辅件。于恒功率运行状态。系统的工作过程如图2所示。在抽油机工作的1个c)蓄能器蓄能器作为储存和释放液压能的冲程中，液压马达与液压泵分时工作，根据曲柄轴的装置，其结构类型有多种，例如重锤式、弹簧式和气扭矩不断地实现蓄能、放能，控制系统实现这2个工体加载式等，分别在不同的场合使用。由于在液压作过程的实时切换。蓄能节能系统中，蓄能器的主要用途为蓄能和放能，所以可选用气体加载式蓄能器及重锤式蓄能器。电动机驱动液压泵液压系统除了这3个主要液压部件外，还有油蓄能器初次蓄

7、能箱、过滤器、单向阀、电磁单向阀、卸荷阀以及实时检测蓄能器进出口压力的压力传感器等，可根据实际是的需要选择合适的液压辅件。蓄能器驱动液压马达配合电动机启动负载1．2机械系统液压蓄能节能系统是将液压系统与机械系统有柄轴扭矩正j机地结合。机械系统主要包含动力合成装置及控制液压马达工作动力合成装置，按照期望方式动作的离合器等机械释放能量辅件。动力合成装置至少要有2个输入端，例如液图2液压蓄能节能系统工作过程压马达与电动机的动力分别作为输入，合成扭矩反