抽油机节能技术

2024-05-23

抽油机节能技术（精选10篇）

篇1：抽油机节能技术

摘要：随着长庆油田勘探开发时间延长，开发条件更加复杂，部分设备老化，抽油机整体运行中能耗较高的问题比较突出。因此，有必要结合抽油机的运行原理、工作特性和能耗因素分析，对节能降耗、节电运行的技术措施进行探究。

关键词：机采系统；影响因素；技术措施

油田采油作业现场的机采系统能耗占到总体能耗的30%以上，是油田作业的能耗大户，在当前原油价格持续低位运行的情况下，采油作业降本增效压力持续加大，本文通过对抽油机现场能耗情况分析，对节能降耗工作进行了探究。

1抽油机能耗基本情况

1.1抽油机运行原理及工作特性

抽油机运行可以简单的看作是活塞运动，也就是通过空气、水压入井下压后，将井下原油抽出的设备，通过利用井下抽油管柱的往复运动，对油气储层中储藏的油气资源产生吸力，使油气资源沿管道抽出井口。当前应用较多的是游梁式采油机，动力供应装置为电动机，通过平衡杆及平衡端的平衡块装置带动抽油杆运动，确保抽油泵的活塞式往复运动，将油气资源采出。

1.2影响抽油机能耗的因素

抽油机运行过程即能量转换过程，每次能量转换都伴随能量损失，地面供能系统提供能量扣除能量损失后剩余能量即机采系统的有效能量，后者与前者比值即机采系统运行效率。一是机采系统设备因素。机采系统运行效率主要取决于功率损失和输入功率的比值，提升机采系统效率就需要降低损失掉的功率。从机采系统设备方面看，主要功率损失因素有：电机损失，电动机作为抽油机功能设备，主要损耗为自然损耗和不当操作损耗，前者是机械长期运行后的机械疲劳和机械磨损造成的电量消耗增加，后者是未按照正确操作顺序操作造成电量增加；皮带和减速箱传动损失，主要是皮带、连杆、齿轮和减速箱等设备构件在传动中因磨损造成的损失；杆端损失，主要是轴承老化、钢丝绳变形、抽油杆弹性变形、泵体机械损伤等造成的损失，长期磨损不仅会加大电量损耗，还会造成机械故障引发设备损坏；管柱损失，主要是水力损失。二是抽汲参数因素。抽油机的冲程（S）、冲次（N）、泵径（D）、下泵深度（L）、抽油杆尺寸等抽汲参数对能耗影响较大，比如在相同条件下，降低冲次可降低能耗，加大泵径也可以降低能耗。三是管理因素。管理因素主要是考虑合理确定平衡比、举升高度等，特别是抽油机分布点多面广的特点，需要配套建设供电线路，所以要合理考虑电路系统设计安装。同时，在配套设备上，抽油机配套三相异步电动机的就地补偿会因为配电箱接线破损、电容击穿等，造成电容量不足，使无功功率得不到补偿，降低运行效率。

2抽油机节能降耗的技术措施

2.1合理配置电动机容量

要根据采油抽油机运行需要，及时配置适宜的电动机，坚决杜绝“大马拉小车”等问题。要积极改进电机接地方式，在轻载情况下利用Y接地，重载情况下采用△接地。在合理计算经济性价比前提下，可进行高转差电机、永磁电机等设备的更换安装。抽油机驱动设备多是利用感应设备进行控制，长期运行中会因为环境因素造成操纵感应失灵而降低运行效率，所以要在相关线路上进行补偿电容器安装，确保电压保持在正常水平。

2.2减少皮带传动损失

常用皮带的传动效率分析看，综合考虑皮带价格，窄型V带传动效率更高，要尽量更换窄型V带，并将皮带大小轮保持四点一线，合理确定皮带的松紧度。

2.3应用节能型盘根

常用类型的盘根盒功率损耗情况分析看，不同材质的盘根盒，在不同润滑条件下，能耗差异较大，综合分析，应用石墨类的密封型材料，可以较好地实现节电目的。

2.4合理确定抽汲参数

要根据抽油机运行情况，及时调整抽汲参数，确保合理的举升高度。一般情况下，举升高度增加后，机采系统运行效率提升、能耗降低，但并非简单的线性关系，在达到某一数值后就不再上升，所以，一般情况下下泵深度在1100m以内时，可将举升高度保持在400-800m范围内。

2.5合理配置机采系统设备

对抽油机运行而言，影响功率的一个重要因素是设备。要进行电动机电压自动调节装置安装，根据电压的正弦波动值对电动机功率因数和运行电流数进行调整，并合理确定控制晶闸管的控制深度，可以及时进行电机电压制度，实现节能目的。要进行全自动感应检测间歇抽油控制装置的安装，对抽油机运行进行实时调节，在油井地层供油充足情况下，可以加大机采系统运行效率，提升油气采收速度；在地层中供油不充足时，要将机采系统进行待机，在检测到地层原油积累到可供开采的情况下，再重新启动机采系统进行采油作业，通过合理的启闭机采系统实现节电目的。

2.6加强作业人员岗位培训和节能教育

集采作业系统很多环节是由作业人员进行的，还不能完全实现机采系统自动化作业，所以作业人员对作业规程的熟悉和掌握程度会影响到能耗，要通过教育培训，提升作业人员对规范操作的认识，及时采集各类作业数据，调整工作状态，特别是无关的设备要做到随时关停，减少电力损耗。

3结束语

综上所述，在油田勘探开发中，机采系统是能耗的主要方面，而能耗水平高低直接影响到油田的整体能耗，通过对抽油机能耗的影响因素进行分析，为采取针对性的节能降耗措施提供了指引，有利于提升集采作业系统运行效率。

参考文献

[1]郭登明.游梁式抽油机的节能改造[J].钻采工艺，2002（3）.[2]苏德胜.游梁式抽油机节能机理综述[J].石油机械，2001（5）.

篇2：抽油机节能技术

2.2减少皮带传动损失

常用皮带的传动效率分析看，综合考虑皮带价格，窄型V带传动效率更高，要尽量更换窄型V带，并将皮带大小轮保持四点一线，合理确定皮带的松紧度。

2.3应用节能型盘根

2.4合理确定抽汲参数

2.5合理配置机采系统设备

2.6加强作业人员岗位培训和节能教育

3结束语

参考文献

[1]郭登明.游梁式抽油机的节能改造[J].钻采工艺，（3）.

篇3：抽油机专用变频节能技术应用研究

1 变频电动机的设计特点

1．1电磁设计

变频电动机，由于临界转差率反比于电源频率，可以在临界转差率接近1时直接启动，因此，过载能力和启动性能不在需要过多考虑，而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。方式一般如下：

(1) 尽可能的减小定子和转子电阻。减小定子电阻即可降低基波铜耗，以弥补高次谐波引起的铜耗增。

(2) 为抑制电流中的高次谐波，需适当增加电动机的电感。但转子槽漏抗较大其集肤效应也大，高次谐波铜耗也增大。因此，电动机漏抗的大小要兼顾到整个调速范围内阻抗匹配的合理性。

(3) 变频电动机的主磁路一般设计成不饱和状态，一是考虑高次谐波会加深磁路饱和，二是考虑在低频时，为了提高输出转矩而适当提高变频器的输出电压。

1．2结构设计

在结构设计时，主要也是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、振动、噪声冷却方式等方面的影响，一般注意以下问题：

(1) 绝缘等级，一般为F级或更高，加强对地绝缘和线匝绝缘强度，特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力。

(2) 对电机的振动、噪声问题，要充分考虑电动机构件及整体的刚性，尽力提高其固有频率，以避开与各次力波产生共振现象。

(3) 冷却方式：一般采用强迫通风冷却，即主电机散热风扇采用独立的电机驱动。

(4) 防止轴电流措施，对容量超过160KW电动机应采用轴承绝缘措施。主要是易产生磁路不对称，也会产生轴电流，当其他高频分量所产生的电流结合一起作用时，轴电流将大为增加，从而导致轴承损坏，所以一般要采取绝缘措施。

(5) 对恒功率变频电动机，当转速超过3000/min时，应采用耐高温的特殊润滑脂，以补偿轴承的温度升高。

2 抽油机专用变频器工作原理

根据抽油机是交变工作载荷的特点，抽油机专用变频器内置了专用的运动控制程序。抽油机专用变频器，可以根据油井的实际情况，由操作设置油井工作参数和工作方式，经过运算处理后，变频器自行调整抽油井工作制度，改变抽油机的冲程频次，达到上、下冲程间的平稳过渡。变频器本身具有抽油机所需的各种保护功能及相应的放电回馈电路，而且风机可以有温度自动控制，也节约相应的能源消耗。

针对抽油机载荷的特殊性和野外工作特点，按照严格的工业标准设计把制动电路、回馈电路、无线滤波器、线路电抗器和防雷击装置集成到专用变频器中，增强整机的可靠性。

3 抽油机专用变频器改进后的功能介绍

一种改进后的抽油机专用变频节能控制装置，其主要作用是将抽油机所急需的6个方面的重要功能有机结合为一体，再附之以常规的电机保护功能，不仅功能完善，而且可以有效的降低成本。这6个方面的功能包括：

(1)负载动态跟踪优化控制，节电效果显著。针对抽油机"大马拉小车"而带来的功率因数和效率很低的问题，通过实时检测抽油机的负载状况和特定的动态跟踪优化控制算法，改善电机的工作状态，提高工作效率，实现抽油机节能的动态跟踪控制。

(2)上、下冲程自动变频切换和恒频设定两种模式选择，增产效果明显。为了提高采收率，根据现场的实际需要，既可以采用抽油机上、下冲程速度的变频独立控制自动切换模式，实现抽油机光杆的快提慢放或者慢提快放，也可以通过键盘设定选择普通的恒频设定控制模式。

(3)不平衡馈能处理简捷可靠。吸收抽油机电机在倒发电期间所产生的不平衡馈能，抑制和防止这部分电能被馈入电网，从而避免对电网的扰动冲击影响。

(4)抽油机的软启停控制。实现抽油机电机的软起动和软停止控制，既可以减小起动电流，又能加大起到转矩，降低抽油机对驱动电机额定容量的较高要求。

(5)提高抽油机的网侧功率因数。

(6)方便灵活的变频/工频运行方式的自动和手动切换控制功能。

4 结语

变频器具有软起、停功能，减少了对抽油机杆的机械冲击，保护了电机及机械设备，减少维修量，变频器对过压、欠压、过载、短路及电路失速都能可靠地保护。总之，变频控制技术在抽油机上应用，对抽油生产设备来说是一个很大进步，它从根本上改变了抽油机的运动特性和动力特性，使抽油机—抽油杆—抽油泵达到动态协调，使有杆抽油系统和油井供液系统达到动态协调。抽油机应用变频器，即可以提高工效，增加采油量，又可以节约电能，保护电机及设备，其应用前景是十分广泛的。在能源日益紧张的今天，相信变频器在抽油机这方面可以大有作为的。

参考文献

[1]周佳胜.变频调速器在油田设备上的应用[J].变频器世界, 2003.

篇4：探讨抽油机采油系统节能技术

关键词：抽油机；节能技术；研发；应用

前言

机采石油主要分为电泵、螺杆泵和抽油机三种采油方式。其中有七成以上的采油井采用抽油机来进行采油作业，而这些抽油机的耗电量可以达到油田耗电总量的40%，耗能巨大。随着石油开采的高消耗在得到人们的广泛关注以后，对抽油机采油系统节能技术的研究也成为了当前石油开采项目的研究内容之一。许多先进的抽油机节能技术逐渐被研发并投入到使用当中，也取得了一些技术成果。

1.抽油机节能技术的研究

抽油机节能技术的关键是保证机器在工作过程中采出液可以始终保持供采平衡，同时保证电机输出的功率可以和抽油机的负荷比配。据此，对于抽油机节能技术的研究主要围绕两个方案进行，分别是变频调速确保节能控制自动化和通过机械调节方式确保节能控制。

首先是变频调速确保节能控制自动化方案。由于使用过程中的抽油机不便于结构改造，因此选择在采油系统中安装节能控制箱来确保节能开采的实现。这种控制器主要通过采集井下叶面值、输出功率和电机转矩等实现闭环控制，其中这三个数值分别为外环、中环和内环。外环控制系统控制井下液面，可以从宏观上调控油井的工作间隙和电机运转的平均速度，这种控制以小时来进行计算。中环控制系统控制输出功率，按分钟计算来进行控制，以保证泵体的充满。最后，内环控制电机转矩，以秒计算，保证抽油杆可以合理受力，同时确保驱动电源的电压不会过高。在这种节能技术的研发过程中，智能控制单元的设计成为技术难点。想要解决这一问题，首先需要研发适合的系统软件，同时还需要有丰富的理论和实践经验并通过现场反复实验才有可能突破。

其次是通过机械调节方式确保节能控制的方案。这种调节方式一种是根据力学原理等一些理论知识，对现有的抽油机进行优化和改良，以减少它在使用过程中能源的耗损，这一点在下文以游梁式抽油机为例来说明。另一种是采用无级变速器以智能的方式达到节能控制，传统的抽油机它的工作始终按照设定参数来进行，而这种智能控制方式可以根据交变载荷和电机功率的变化，让抽油机可以根据实际情况来作工作参数的调节，从而降低抽油机在使用过程中的能源消耗。

2.抽油机节能技术的应用

游梁式抽油机是现阶段應用最为广泛的油田抽油机，也是油田中最主要的电能消耗设备，这种抽油机能量消耗高主要是由交流电机的内在特性所决定的，当抽油机运作时，短时间内悬点的负荷就会增大，电机的实际功率跟踪会加快，导致抽油机实际的出力多，但并没有完全用作举升，而是在机械的内应力中被消耗。此外，当油田下的供液能力有变化时，抽油机还按照原有参数来工作也是这种抽油机耗能高的原因之一。因此，对游梁式抽油机进行节能优化主要从一下三个方面着手。首先，改变传统游梁式抽油机的机体机构，设计并制造出新型机体。其次，提高抽油机的电动机负荷率。第三，改变传统电动机的特性，将机械化改造成节能化，以保证它与负荷特性的配合。

2.1节能抽油机的研发

在传统游梁式抽油机的基础之上，结合新型的节能技术研制出的一系列抽油机都有着比较明显的节能效果。

双头驴游梁抽油机。这种抽油机有两种样式，其中前置型的双驴头抽油机可以有效的把扭矩的波动降低，从而缓解因平衡问题所造成的传统抽油机的过度耗能，其工作原理是将变矩技术应用于传统的抽油机身上，让悬挂平衡重与偏置平衡重共同为平衡起作用，从而解决传统游梁抽油机的平衡问题，达到节能的目的。而另一种异形双驴头抽油机，其设计特点是把第二个驴头安装在了游梁的后臂上方，以驱动绳代替连杆。这种设计方式使得游梁和连杆的连接变得柔性化，当抽油机进行工作的时候，曲柄转角使游梁后臂长度发生变化，从而让曲柄净扭矩降低，最终达到降低耗能，提高机器效率的目的。

调径变矩型抽油机。传统游梁抽油机的游梁多是直梁，而这种节能抽油机的游梁则为弯游梁，它让曲柄平衡成为了游梁平衡，组成弯游梁的吊臂的截面是一种渐变截面，上大下小，有效的减小了风的阻力。同时，吊臂下端的平衡重可以调整下置的幅度，保证平衡效果，这些都有利于抽油机在才有过程中能源消耗的降低。

异相曲柄型抽油机。这种抽油机在设计时把游梁后臂长度进行了缩短。这相当于把减速箱的位置后移，从而使得轴承中心到曲柄中心的水平距离和游梁后臂长度差成为了曲柄的半径值。这种抽油机在运作时游梁和曲柄同在水平位置，偏置角为曲柄和平衡重两者中心线的夹角。这种抽油机的节能原理是让曲柄净扭矩的波动变小，从而使电动机的电流波动也变小，相对应的系统效率就会得到提高，从而保证机器的节能操作。

2.2节能电动机的使用

传统游梁抽油机所使用的电动机的性能和抽油机自身的负荷不相匹配，从而造成了设备工作效率低、耗能高，因此，想要节能降耗也可以采用先进技术让抽油系统中的电动机与抽油机负荷相匹配，基于这个目的所研发出来的电动机充分考虑了设备的节能目的，在实际的应用中都有较好的节能效果。

以双定子电动机为例。这种电动机内部设有双定子，抽油机在运转的开始阶段需要的起动力矩很大，两部分的定子被串入到电动机之后，可以有效的增加电动机的输出力矩。在保证机器运转起来以后，可以切断其中一部分定子，这样既可以保证抽油机的正常运行，同时也降低了能源的消耗。但是由于这类电动机生产的成本较高，因此没有得到广泛的使用，还需要我们做进一步的研究。

3.小结

综上所述，对于抽油机采油系统的节能研究现阶段已经取得了一些成果。除了能通过合理的平衡保持降低耗能以外，还应该加大其它方向的研究力度，特别对是智能化节能控制技术的研发，相信它将会是未来我国抽油机节能控制技术研究的最终方向，

参考文献：

[1]王晓，严锦，李滨城.游梁式抽油机运动分析及动态静力分析[J].科技创新导报，2010（35）

[2]蒋仕民.游梁式抽油机节能技术在河南油田的应用分析[J].石油天然气学报，2010（04）

篇5：汽油机节能产品技术与质量分析

文章介绍了各类汽油机节能产品的基本工作原理、节能产品技术与评价的相关标准.以近年来交通部汽车运输行业能源利用监测中心汽油机节能产品的发动机动力性、经济性和排放性能台架试验对比测试数据为样本,分析汽油机节能产品的技术和质量现状,提出相关工作建议.

作者：魏晓燕张红卫王渌江董金松作者单位：魏晓燕(山东理工大学,交通学院,山东,淄博,255049;交通部公路科学研究院,北京,100088)

张红卫,王渌江(交通部公路科学研究院,北京,100088)

篇6：抽油机节能电控装置综述2

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

篇7：林泉高节能智能型抽油机项目汇报

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。

篇8：抽油机节能技术

以存在最广泛的游梁式抽油机为例，其工作原理如下：首先，由电动机提供原始动力带动减速机，减速机带动曲柄旋转。其次，借助四连杆机构实现，带动抽油杆进行上下往复运动，石油从地下传送到输油管道或者储油罐中，整个抽油过程实现一个周期。很显然，整个抽油过程符合周期性要求，但同时也存在瞬间冲力作用。

抽油机高能耗现象在我国油田企业中较为突出，一方面是由于我国油田特性造成的，从我国能源分布结构中可以清晰地看出，石油资源并不丰富，且大部分石油开发环境较为复杂，在进入开采中后期以后，油层的能量不足以形成喷发动力，需要通过抽油机提供补充能量，而这种采油方式也被称之为“机械采油”；另一方面，我国抽油机设备整体上较为陈旧，技术不够先进，与国外发达国家相比有很多缺陷，造成单位产量中耗电量猛增的情况。

数据显示，抽油机所消耗的电量在整个油田生产中约为40%，且生产效率较低，普遍存在空抽、负载率低等问题。除了设备本身的问题之外，造成电力高能耗的原因还与设备维护管理相关。一方面设备老化严重，特别是在中小型油田企业中，为了减少一次性投入成本，抽油机设备在新度系数极低的情况下也不更换。另一方面，忽视运行工况。抽油机工作的环境本身就很恶劣，加上周围存在大量的腐蚀性因素，在缺乏有效地维护管理前提下，不仅会由于摩擦阻力增大而造成电力高消耗，同时也会导致安全隐患的出现。

二、抽油机节能方法探究

1. 提高电动机效率利用

电动机是抽油机获得机械动能的源头，同时也是直接消耗电能的设备，因此通过改进电动机的节能方式，可以很好地实现电能节约。总体来说，抽油机的电动机节能方式实现有以下几种方式：

(1)采用双功率电动机。事实上，这也是通过人为干预影响电动机效率的最有效办法，双功率电动机的应用，改变了传统电动机的电源频率，理论上说，这种方式可以保障电动机在任何时刻都保持较高的负荷率，实现运行效率的提升。但这一方式也存在一个显著的缺点，如果不能解决双功率电动机的配合要求，节能的目的也无法实现。

(2)加装蓄能设备。在电动机上加装蓄能器，这样一来就可以有效地提高抽油机的转动惯量，减少电动机承受扭矩的波动量，保障抽油机的稳定作业。在工作的过程中，只要保持额定功率等于或大于抽油机的消费功率，就可以实现节能工作。

(3)改变电动机的机械性能。即改装电动机，符合节能电机的基本需求，如永磁同步机、双定子电机、电磁调速电机等。

2. 改善抽油机结构设计

通过改善抽油机结构设计来实现节能需求，这是目前最便于开展的途径，方法也比较多；但没有任何一种方法可以独立实现最好的节能效果，通常会采用组合方式，对抽油机结构按照需求进行针对性改造。例如，选择高效率的传动方式来降低皮带传递损失，一般来说，窄V带、同步带能够实现传动准确、不打滑等要求；又例如，采用前置式抽油机，只需要较小功率的电动机就可以带动，节能率一般在20%左右。

3. 采用高效节能深井泵

(1)积极研究提高深井泵充满系数的对策，例如，可以在抽油泵中安装气锚，其最终目的是提高抽油泵的容积效率。

(2)研究降低冲程损失的技术。冲程做功是电能消耗的主要环节，从油管锚定工具改良入手，可以有效地提高深井泵效率。

(3)以整体上的效率最大化为目标。抽油机井作为获取石油的重要手段，可以改进的方式很多，例如改进平衡方式，优化平衡相位角，或者进行变距离平衡等。其中较为有效地是通过变频技术引用，借助软件优化的方式展开。

三、抽油机变频技术运用解析

1. 抽油机变频技术运用现状

传统的抽油机节能改良中（以游梁式抽油机为例），主要采用平衡块来抵消上下冲击负荷，但效果是很有限的。滑块快速下降的过程中负荷会大幅度减轻，而这一过程中，电动机所产生的能量无法被抵消，必然会选择新的能量消耗出口，电动机会从运转状态进入再生发电状态，多余的能量被重置在电网之上，导致功率因数减小；相应地，抽油机工作是一个不断往复循环的过程，在这种周期性的运动中，会造成高压冲击损坏电动机的现象。

变频技术的引入可以实现很好的节能效果和调速需求，一方面，变频技术（交流电）提高了电网质量，减少电动机作业的不稳定性对电网的影响，另一方面，变频技术的引入以节能为目的，对于无用功的电能需求控制在最小范围，如下图所示：

变频技术引入抽油机设备上是一个很大的节能需求进步，它改变了传统抽油机的运动特性、动力特点，最大限度地实现了抽油杆、抽油机、抽油泵等设备组件之间的动作协调，节能的同时也保障了设备的安全。但变频技术在抽油机设备应用中也有一些问题，结合现状来说，主要表现有三个方面：

(1)倒发电现象。如果抽油杆下落的过程中，电机转子速度超过了电机同步转速，就会引起主回路上的电位差增加，原本用于产生机械能的电机就会转变为发电设备，这样一来就会造成泵升电压现象，整个设备会停止工作。

(2)可靠性不足。前文中已经分析过，抽油机及配套设备的工作环境十分恶劣，在野外工作环境中，容易进入风沙、雨水、杂质等，变频设备属于精密度较高的产品，一旦内部出现损坏就会引发停机故障，维修率很高，可靠性不足。

(3)管理机制较差。变频设备的运用需要在每一个抽油机设备上进行改装，换句话说，每一个抽油机设备都需要独立的变频系统和反馈系统，无法进行集中性、统一性管理，对于我国当前的油田企业来说，投入成本较大，管理难度较高，不具备可行性。

2. 变频节能控制策略

变频节能控制策略主要有两种方式实现：

(1)采取简单降速方式。即在电动机上直接安装变频器来降低电动机的运行频率，这一过程中，电动机的转速也变慢，从而实现冲程时间延长，以满足电能节约的需求，实践证明，这种方式可以节省15%-30%左右的电能。

(2)采用变化冲程方式。游梁式抽油机的一个重要特点是，可以针对每个冲程下降和提升设置不同的频率，要实现这一目标，前提是必须对油田的特点进行测量，实际测试井下的石油、水分比例，计算抽油泵的工作负荷，调节的目的是实现抽油杆的快速提升，同时缓速地下降，这样一来节能效果就会十分明显。但这一方式需要现场进行油水比例实际测量，实现步骤较为复杂。

(3)专用变频电源。从电源系统改进入手，配置变频电路（双PWN）电源系统，这样可以满足电能的双向流动，由此减少电动机功率损失，市场上广泛存在的变频电源在节能方面十分突出（15%左右），但同时也存在一定的不足，由于变频电源过于复杂精密，成本很高，环境适应性也不好，以此为改进方向，还有很大的提升空间；如下图所示：

四、结束语

总体而言，抽油机是一种常见的石油开采设备，最常见的是游梁式抽油机，此外包括塔式抽油机、无杆类抽油机等设备，就现状来说，大部分抽油机都存在耗电多、效率低等问题。通过对抽油机节能方法的探索和变频技术应用的实现，不仅可以减少我国石油产业的成本，同时还可以提高效率，提升经济效益，规避大量的设备运行风险，具有十分重要的现实意义。

参考文献

[1]吕晶,李宗芳,褚万泉,胡瑞华,张佳林.抽油机节能方法与变频技术合理应用研究[J].中国石油和化工标准与质量,2014,10:57.

[2]孙允锐.抽油机节能方法与变频技术合理应用研究[J].中国石油和化工标准与质量,2014,07:86.

[3]付卓召.抽油机节能方法和变频技术的合理应用研究[J].化学工程与装备,2015,03:117-118.

[4]刘慧芳.基于PLC的抽油机变频节能控制系统的研究[D].西南石油大学,2011.

篇9：抽油机节能技术

关键词抽油机;相控技术;耗电;节能

中图分类号TE933.1文献标识码A文章编号1673-9671-(2009)111-0086-01

目前,在油田抽油设备中,以游梁式磕头抽油机应用最为普遍,数量也最多。但是,传统的磕头机普遍存在着起动冲击大,运行耗电多,大马拉小车、效率低下等诸多问题,加之油井情况复杂,稠油、结蜡、沙卡现象较多,断杆、烧电机等现象经常发生,对电动机没有可靠的保护功能,设备维修量大,为此,急需对现有的抽油机设备进行改造。相控节电技术的节电器具有软启动,动态跟踪负载,调节用电设备输入功率,提高用功功率等功能,可有效地保护电机及机械设备,是抽油机节电改造的最佳方案。

1相控技术节电控制器的基本原理

相控电机智能节电器采用最新电机智能可编程软件固化在微处理器上,通过先进的电子线路对负载电机进行实时检测与跟踪,实时控制晶闸管(可控硅)的导通角,百分之一秒以内提供电机最适宜的工作电压与电流,使电机的输出功率与实时负载刚好匹配,并能减低铜损、铁损,改善电机起动、停机性能,达到节电效果。

2抽油机节电控制器相控技术的特点

2.1抽油机专用相控节电器的技术特点

该设备专门设计用于对磕头式抽油机的节电控制。一般而言,磕头式抽油机均普遍存在抽取能力大于油井实际负荷的问题。因此,泵空或空捞现象便相伴而生。泵空增加无效行程,浪费大量电能,同时也使抽油设备的维护费用提高。抽油机专用节电器动态的根据负载变化来调节输入电机的电压和电流,在不改变电动机转速的条件下,保证电动机的输出功率与负荷需求精确匹配。抽油机节电器适用于各类处于轻载或变负载运行状态下抽油机电机节能,自动跟随控制,不改变抽油机的上下行程和运行速度,在不减少抽油量的前提下实现节能效果。抽油机节电器配备了软启动功能,可以大大降低电机的启动电流,减少冲击电流对电机绝缘的破坏、降低电机运行温度、减少电机的维护量、延长使用寿命。抽油机节电器对抽油机电机实时监控负载变化、匹配输入电机所需电能,大大减少电机本体的发热、振动、噪音和铁磁损耗,有效改善电机的运行条件。

2.2变频器与节电器具体不同之处

变频器也是近十年出现的,为解决感应电机在其它调速手段时,所不具有机械硬特性指标的弊端,在调速同时附有节电功效的高科技产品。"变频节电"在某些场合得到一些应用,它的机理是降低电机转速来达到节电功能,但正是这一点限制了它的适用范围,因为电机在大多数场合是不允许降速的。"相控节电器"电机智能节电器不会改变异步电机转速,因此对使用方不会造成产品产量和性能品质下降的现象。它能够有效降低电机温升和噪音,延长电机维护周期和使用寿命,对降低生产成本及提高品质稳定性具有良好作用。“相控节电器”电机智能节电是彻底解决感应电机轻载、空载低功率但高耗能源现象,是最新节电技术成功的成果。

2.3相控节电器与其它节电设备相比的优势

动态地跟随负载量的变化而调节输入电机的功率,是“相控节电器”的先驱技术。它能在百份之一秒里检测并供给电机所需的最适量电能,其精确性更可称为史无前例,是其实节电设备不可比拟的。“相控节电器”能带来立刻及持久收益,降低生产及设备维护成本,有利于市场竞争中价格优势。

2.4电机转速对抽油机的影戏问题

电机运行转速不同时会发出不同响度且尖锐的声音;电机温升上升5～8℃以上;产生的谐波对抽油机的控制回路会有干扰,影响抽油机的正常动作;降低电机转速的过程中存在着一定的加减速时间,生产效率受到一定影响。

2.5相控节电技术的先进性与实用性

不改变电机转速,避免生产效率下降的弊端;不需要整流和逆变,可降低高次谐波对电网的污染,减少电机的谐波损耗与噪音;不需要改变电机原有控制线路,安装接线简单,接线后能全自动跟踪最佳工作点,不需任何调节和参数设置;成本更低,运行更可靠。

3相控技术在胜利油田的现场应用

胜利油田:相控技术电机节电器最先于2002年在山东胜利油田开始应用。据胜利石油管理局能源监测站在检测报告(胜能监字2002043)中证实,平均节电率为14.77%;其后在现河、东辛、纯梁、孤岛等多个采油厂的数次测试验证,节电效果达10%-25%之间(节电率的变化因各个油井不同的工作环境有所不同)。东辛采油厂在检测报告中指出, 通过种种实地验证, 说明相控技术电机节电器安装运行在油井抽油机上其节电效果明显, 并能提高电机的功率因素, 对油产量无影响;同时, 相控技术电机节电器具有的缓冲启动功能更降低了电机的启动电流和电机的轴承和皮带的磨损, 减少了链条和齿轮的机械应力。能够延长机械设备寿命和降低维护维修成本,具有良好的应用价值。

参考文献

[1] 宋伟宏.三相电动机智能保护器的研究[D].河北工业大学,2003.

[2] 贾云飞.电动机智能保护器以太网通信的研究[D];河北工业大学,2004.

[3] 白玉昭.单相电动机的正反转控制方法[N];电子报,2003.

[4] 律军.电机定时开/关机及保护装置[N];电子报;2003.

篇10：变频技术在游梁式抽油机中的应用

作者：刘卫丰

摘要：在保留游梁式抽油机优点的基础上，将游梁式抽油机固定运动特性改变为随油井工况可调节的可变运动特性。根据油井工况，通过调整电机频率来控制抽油机冲次，从而满足开采工况复杂多变的油井和复杂油藏的需求，最终使油井供排液系统达到动态协调，泵充满度明显提高，并具有明显的增产、节能效果。关键词：变频；游梁式抽油机；可变运动特性

一、变频调速技术改造的必要性

（一）游梁抽油机无法满足复杂油藏的要求

目前热河台油田已进入开发生产后期，但是由于受构造影响，部分小断块尚未实现注水开发，地层亏空严重，油井供液不足。需要降低抽油机参数生产。低冲次的开采工艺即可保证产液量稳定，又可以延长设备使用期限。但是，长期的低冲次生产，又使油井的动液面得到恢复，有时动液面监测，发现动液面上升，为了提高单井产量，又需要加快冲次。生产过程中，经常需要根据动液面变化情况，适当调整冲次。而目前的游梁式抽油机因无法调节其运动规律很难满足要求。

（二）游梁抽油机调节费时、费力

目前的游梁式抽油机只能靠更换皮带轮来调节冲次，这样的维修费用高，工人的劳动时间长，强度高，原油的生产成本高，且浪费了大量的生产时间。因此，生产中急需能够随时调节抽油机冲次的技术，来满足生产需要。

二、变频技术的选择

在保留游梁式抽油机优点的基础上，将游梁式抽油机固定运动特性改变为随油井工况可调节的可变运动特性，最简单的方法是应用电动机调速技术。目前异步电动机调速方法有改变电动机的磁极对数、改变转差率和改变电源频率等3种。其中改变电源频率调速即变频调速是近年来广泛应用的成熟技术，变频调速所达到的指标堪与直流电动机的调速性能相媲美。变频调速技术在我国石油工业的原油集输、供水系统和采暖供热系统上已广泛应用。采用变频调速技术将游梁式抽油机改造成为可调频抽油机，可根据油井工况调节运动特性，从而满足开采工况复杂多变的油井和复杂油藏的需求。实践证明，在油田设备上应用变频调速技术不仅节能效果明显，而且降低了工人的劳动强度，减少了工作量，综合效益明显提高。因此，可采用变频调速技术作为改造游梁式抽油机的主要技术。

三、变频技术的原理

游梁式抽油机电动机电源频率为50Hz，电压为380V，油田普遍使用低转速的普通异步电动机，具有较硬的外特性，其转速随载荷变化很小，因而驴头悬点的运动规律基本不变。而变频技术是随着电子技术的发展而逐渐成熟，并广泛应用于抽油机电动机的一种新技术，在降低电机功耗，改善其运行状况中取得了显著效果。但在现场使用中，由于各油井的工况不同，对电动机频率通常是以经验来调节的。电机的输出功率为P=M1ω，式中，M1电动机输出扭矩，ω为电动机输出轴角速度。可见，降低电动机转速就可以实现降低电动机输出动率的目的。变频技术的机理就是通过改变电源频率，来达到改变电动机转速的目的。

四、现场应用效果

热河台油田目前有抽油机井20口，产油量较高的井有7口，含水较高的井有7口，低产井6口。其中安装变频柜的抽油机有7口，今年新安装变频柜的有5口。通过使用变频柜，热河台油田产液量、产油量较去年相比，均有所增长。图为2012年、2013年热河台油田日均产液量、产油量对比（不含新井）：年份 2012年 2013年对比日均产液量 85.8 111 +25.2

日均产油量 32.3 34 +1.7

我们根据各井测试结果，通过变频适当调节冲次，来满足生产需要，对比效果如下：热18-6通过地质测试，动液面较高，我们适当提高冲次，产量对比变化如下：

井号热18-6 对比

下：冲次/分 6 9 +3

日均产液量 14.1 17.2 +3.1

日均产油量 8.1 9.4 +1.3

热热11-

5、热7-07井，由于测试结果显示含水较多，我们适当降低冲次，来满足生产需要，对比效果如井号调整前对比调整后对比

冲次/分

热11-5 热11-5 热7-07 热7-07 7 4-3 6 2-4.5

日均产液量日均产油量 5.9 5-0.9 7.8 5-2.8

0.3 0.3 0 0 0 0