学文网抽油机节能篇1
目前，在我国各大油田当中，抽油机井在所有的采油井当中所占的比例是最大的，而抽油机本身也是石油生产当中的一种最为重要的抽油设备，它运行的效率直接影响着石油生产的总量。然而，当油田开始生产的时候，抽油机井却在对抽油机进行电能传输的过程当中，损耗掉了大量的电能，比如：在大庆油田的石油生产过程当中，由抽油机井自身所消耗掉的总电能就达到了采油生产总耗电能的82.4%。由此可见，要想降低油田采油过程当中的耗电总量，就必须要对抽油机井系统的设备进行合理的改善。而目前最能够有效改善抽油机井这一现状的，就是将抽油机井节能技术广泛的应用在油田生产的过程当中。
2抽油机井各部分电能损耗情况
2.1各个节点对电能损耗的情况
抽油机井是一个集成式抽油系统，它主要由地上和井下两个部分组成，它同时具有八个相对来说非常重要的节点，比如：电机、抽油管道、皮带、井筒以及减速箱等。虽然，这八个节点都是抽油机井的重要组成部分，但是它们的实际运转效率却是大不相同的，比如：电机能够达到的最大运转效率是86%，皮带能够达到的最大运转效率是67%。
2.2“黏滞”引起的电能损耗
所谓“黏滞”引起的电能损耗，指的就是：抽油机井在进行采油的过程当中，被抽油机提升到地面上的部分溶液会跟抽油机井的抽油管道进行摩擦，从而让抽油机井损失了一部分的实际功率，最终导致抽油机井电能的进一步损耗。其中，引起电能损耗的主要因素有：抽油机井的冲次、溶液的稠度、冲程的大小以及油管的直径。其中，能够对溶液的稠度产生影响的因素又有很多，如：溶液自身的含水量、溶液的温度以及抽油管道的温度等等。
2.3系统运转时的参数引起的电能损耗
能够对抽油机井的井下功率造成影响的因素有很多，如：抽油机井运行时的参数、泵运转的实际情况以及井下抽油杆和抽油管道的组合方式等。而在这些因素当中，最为重要的就是抽油机井运行时的参数。因此，只要掌控好了抽油机井运行时的参数，就能够从很大程度上降低抽油机井井下部分的电能损耗。
3抽油机井节能技术在油田中的应用
为了能够有效改善抽油机井的现状，并让它为油田企业带来更大的经济效益，就必须要将抽油机井节能技术更为广泛地应用在油田生产的过程当中。传统的抽油机井节能技术主要是通过对抽油机井地面上的一些机械设备进行改进，来让抽油机井达到节能的目的。但是，这种传统的节能方法从一定程度上提高了油田企业的总投资量，且它在抽油机井实际运转参数的选择上，也受到了一定的限制，这就使得传统的节能技术，并不能够让抽油机井从本质上实现节能的目的。因此，对抽油机井进行合理地改造，是非常有必要的。就目前的情势来看，我国抽油机井节能技术有很多，如：具备两个转速的电机、直流的变频器以及直径口比较小的皮带轮等。现针对这些抽油机井节能技术，对它们在油田生产过程当中的应用进行全面的分析和探究：
3.1引入“双速”电机
所谓的“双速”电机指的就是：该电机本身就具备两个转速，其中一个转速为低档转速，而这个低档转速也恰恰是抽油机井目前最需要的。因为这种低档转速不仅能够提高抽油机井的工作效率，还能够大大降低抽油机井运行时对电能的损耗总量。因此，把这种具备两个转速的电机合理地应用到油田生产当中来是非常重要的。
3.2对抽油杆柱进行优化
抽油杆柱的优化可以从两个方面去进行考虑：
（1）对抽油机井的载荷进行合理的计算，计算出抽油机井的最大载荷和最小载荷，这样技术人员在对泵实施检查工作的时候，就可以把这个计算结果作为依据，然后有针对性地去对抽油机井杆柱的载荷进行合理的调整，从而使抽油机井达到节能的目的。
（2）计算出抽油机井的扭矩，再结合扭矩的实际情况来对抽油机井的杆柱进行合理的调整。值得提出来的是，抽油机井扭矩计算的最佳时机，应当是抽油机井的功率达到最大的时候。
3.3使用“过渡轮”对抽油机井的参数进行调整
目前，在抽油机井节能技术当中，“过渡轮”的使用是最能够有效改善抽油机井参数的一个办法。因此，将“过渡轮”应用到抽油机井当中，就可以对抽油机井的参数进行适当的调整。这样一来，就能够从很大程度上减少抽油机井运行时的电能损耗总量。
4试析抽油机井节能技术的应用给油田企业带来的影响
现针对抽油机井节能技术，对其在油田当中的应用给油田企业造成的影响进行仔细的分析和探究，并总结出以下几点：
（1）抽油机井节能技术在油田当中的应用，促进了油田企业的进一步发展。
（2）提高了油田企业的生产总量。
（3）大大降低了抽油机井在进行运转的过程当中，因各种因素损耗的电能总量。
（4）抽油机井节能技术的应用，从很大程度上延长了油田企业对抽油机井实施检泵工作的周期。
（5）从很大程度上提高了油田企业的总体经济效益。
5结束语
抽油机节能篇2
关键词：大庆油田；抽油机干部；节能
中***分类号：TE933 文献标识码：A
在油田开发过程中，采油的方式通常是指把流到井底的原油采到地面所用到的方法，基本上分为两大类：一类是依靠藏油本身的能量使原油喷到地面，叫做自喷采油；另一类是借助外界能量将原油采到地面，叫做机械采油。目前，大庆油田开发已进入开发中后期，油田已逐渐丧失自喷能力，而采用抽油机采油的油井占油田油井总数的90％以上，而目前所用的抽油机总体效率偏低，能耗大，以目前油田生产用电占油田用电量45％左右考虑，如果抽油机总体系统效率提高，可以节约大量能源，实现低碳生产的目的，节能成为抽油机系统需要重点解决的问题之一。
1 抽油机的能量损失原因
提高游梁式抽油机装置的系统效率与油井本身的条件有密切的关系。抽油机系统的能量传递是电机的电能转换为机械能，机械能在传递过程中逐渐降低，具体损失有以下几部分组成：电动机部分损失，包括热损失和机械损失，称为电机损失；带传动部件部分损失，主要是传动中的摩擦损失，称为皮带损失；减速箱内部分损失，主要是传动中的摩擦损失，称为减速箱损失；四连杆装置，主要是轴承摩擦损失和钢丝绳变形损失，称为四连杆损失；抽油杆部分损失，主要是摩擦损失和弹性变形损失，称为抽油杆损失；抽油泵部分损失，包括机械损失，容积损失与水利损失，统称之为抽油泵损失；井下管柱部分损失，称为管柱损失。所以要提高效率，主要措施是减少能量传递过程中各环节的能量损耗。
2 抽油机节能措施
2.1 采用节能设备。目前抽油机的电动机主要从三个方面实现节能：
2.1.1 人为改变电动机的机械特性，主要是改变电源频率，以实现与负荷特性的柔性配合。
2.1.2 从设计上改变电动机的机械特性(如高转差率电动机和超高转差率电动机)，从而改善电动机与抽油机的配合。
2.1.3 提高电动机的负荷和功率因数。已成功研制了超高转差率电动机、电磁滑差电动机、稀土永磁电动机、变频调速电动机、双功率电动机、绕线式异步电动机、电动机调压装置和抽油机蓄能调压装置等。
2.2 降低皮带传递损失。不同的皮带传动方式，其传动效率不同，窄V带的传动效率要比普通V带的传动效率高。在实际生产中，要尽量选用传动效率高的传动方式，如窄V带和同步带，其传动比准确，不打滑。同时，保持皮带大小轮四点一线，以及皮带合理张进度，也是降低功率损耗的重要方面。
2.3 改进结构形式。通过改变抽油机的四连杆机构，优化相关尺寸配比，以降低抽油机的转矩因数，从而降低抽油机的工作转矩及其波动，实现节能。
2.3.1 采用偏置式抽油机。偏置式抽油机的曲柄平衡块中心线与曲柄对称中心线偏离一个角度，可以进一步优化四连杆机构悬点运动和动力特性，改变抽油机曲柄净扭矩曲线的形状和大小，使其波动平坦，减小负扭矩，从而减少抽油机的周期载荷系数，运行过程中实现“快提慢放”，提高电动机的工作效率，达到节能目的。
2.3.2 采用前置式抽油机。前置式抽油机为重型长冲程抽油机。目前在油田广泛使用的是12型、16型两种机型。从工作扭矩曲线分析，前置式抽油机平衡后的理论净扭矩曲线是一条接近水平的直线，因此其运动平衡，减速箱齿轮基本无反向负荷，连杆游梁不易疲劳损坏，机械磨损小，噪声比常规式抽油机低，整机寿命长。计算和测量表明，与同级别的常规式抽油机相比，前置式抽油机可配置较小功率的电动机，其效率可提高20％，节能效果显著。
2.4 改进平衡方式。改进抽油机的平衡方式，提高抽油机的平衡度，可以降低减速器输出轴转矩的波动幅度，达到节能的目的。
2.4.1 平衡相位角。前面提到的偏置抽油机的曲柄平衡块中心线与曲柄对称中心线构成一定的夹角Y，称为平衡相位角，这个角存在的原因，主要是因为抽油机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，偏置这样一个角度。很多其它结构的抽油机也应用这一平衡方法。
2.4.2 变距平衡。所谓变距平衡原理：即抽油机尾梁平衡配重的力臂是变化的，使得平衡扭矩可以改变。在上行抽油载荷最大时，其平衡重的力臂也最大，下行时平衡块储能用以克服负扭矩，从而提高了电机的功率利用率。这种平衡节能技术，解决的是抽油载荷正常生产时的周期变化。运用变距节能原理的典型应用事例就是双驴头抽油机。
2.5 采用节能电控装置
在抽油机上配备节能电控装置，在油田节能改造技术上具有投入低、节能效果显著以及使用方便等特点。油田目前应用比较广泛的节能电控装置主要有以下3种：继电接触器调压节能。抽油机起动时都是带载起动，惯性矩较大，且总在上下死点处起动，油田在选配电机时为了启动顺利，不影响生产，一般按最大扭矩选配电机，而抽油机起动后正常工作时平均转矩与最大扭矩相比又较低，所以电机输人功率仅有额定功率的三分之一，这是造成抽油机整体系统效率低的主要原因。
通过变频调速器降速实现节能，是抽油机节能电控装置的发展方向，已经在我国部分油田开始得到了应用。随着电力电子技术的发展，变频调速器的性能将进一步提高，在抽油机节能装置改造上也会得到进一步的推广。
采用间抽控制器。低渗透油田由于地层渗流能力差，低产低效油井比例比较高，而抽油机是按照油井最大化的抽取量来进行选择的，会形成很低的泵效，也会浪费大量的电能。如果将泵效较低的油井调低降低工作参数后，泵效仍然较低，就可以对这类油井实行间开制度。抽油机装配间抽控制器后，当油井出液量不足或发生空抽时，它就会自动关闭抽油机，等待井下液量的蓄积，当液面超过一定深度时，再自动开启抽油机，这样就提高了抽油机的工作效率，避免了大量的电能浪费。
大庆油田通过推广、应用抽油机节能电控装置，在确保产量快速发展的同时，又最大限度地节约了电能，在抽油机节能改造实施工作中取得了良好的效果。同时在抽油机节能方面还可以采用节能元部件，如窄V型带传动和同步带传动等；改进平衡方式，如采用气动平衡或天平平衡等；改进“三抽”系统部件，有采用抽油杆导向器、空心抽油杆、减振式悬绳器等部件，都可提高三抽系统的工作效率，达到节能的目的。
结论
影响抽油机系统效率的因素很多，必须结合具体生产数据分析，才能找到影响某一口井的主要因素；找到主要影响因素后，要根据现场实际情况，制订可性行的优化设备方案，提高可操作性；优化设计抽油机井的生产参数，可以达到提高系统效率的目的，从而达到提高抽油机系统的整体管理水平。
参考文献
[1]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.
[2]张晓玲，于海迎.抽油机的节能技术及其发展趋势[J].石油和化工节能，2007，2.
抽油机节能篇3
[关键词]游梁式抽油机；节能增效；单相运行；措施
中***分类号：TM3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）36-0345-01
前言
目前油田进常用的三相异步电动机，在理想情况下的效率为90%左右，且大多功率因数小于0.4，所配的电动机装机功率较大，而电动机正常运行时都是轻载运行，造成抽油机负载率低，与电动机不匹配，形成“大马拉小车”的生产状况，浪费电力严重。抽油机使用的电动机工作载荷是带冲击的周期变载荷，与按恒定载荷设计制造的通用电动机的工作特征不匹配。通用电动机的机械特征是硬特征，在运行过程中其转速随载荷变化不大，而抽油机的交变载荷增加了电动机的电动损耗，再加上选择的抽油机与实际需要不匹配，降低了整机的地面效率。分析抽油机的用电特征，根据每台抽油机具体的“症结”所在，综合考虑制定出相应的节电措施，实现其经济运行。
1 电动机带动抽油机生产存在问题
1.1 电动机负载低
为保证抽油机的启动要求和在运行时有足够的过载能力，通常所配的电动机装机功率较大，而电动机正常运行时都是轻载运行，造成抽油机负载率低，与电动机不匹配，形成“大马拉小车”的生产状况，使线路、变压器、电动机的功率损耗增大；电动机的运行效率取决于负载率，轻载时电动机的效率很低，当负载增加到一定值时，变化则很小，有实验证明：负载率〈0.4时，效率的变化不大，负载率>0.7时，效率最高。当电动机负荷很低时，电动机仍要从电网吸取较大的无功功率，从而降低了功率因数，这就是目前电机功率因数低的主要原因。
1.2 平衡率低
现场使用的抽油机平衡率低，严重的不平衡造成电力的浪费，造成多数电动机电流变化不均匀，使电动机内耗大大增加，影响整个抽汲系统的效率。
1.3 存在发电现象
现有的节电措施大都是针对电机低负荷率下效率低和功率因数低造成的电能浪费的情况，而抽油机浪费电能的另一个重要原因是抽油机拖动电机发电，有实验证明：目前使用的各种类型的电动机都多少存在这种情况。由于抽油机负载波动很大，在抽油机的正常运转中会出现抽油机减速箱输入轴的运转速度大于电机对它的驱动速度的情况，这时，抽油机就拖动电机发电，其发的电不会完全与电网同步和存***路损耗，可以肯定电机发的电不能完全被电网利用。在整个电能―机械能―电能的转换过程中能有很大的一部分能量被浪费掉。
2 游梁式抽油机节能特点和应用
常规型游梁式抽油机工作特点是承受交变载荷，悬点运动速度和加速度的变化使载荷极不均匀，工作能耗偏高，不平衡现象普遍存在，地面系统效率偏低，用电多。异向型游梁式抽油机具有峰值扭矩低、所需电动机功率低等特点，运转时平衡效果较好。在相同的情况下，其系统效率比常规型高2.5-4%。前置式游梁抽油机具有平衡效果好、光杆最大载荷小、节能效果好等特点。其缺点是悬点载荷低于额定悬点载荷，造成抽油机资源的浪费，工作时前冲力大，影响机架的稳定性，使它的应用受到制约。现场应用的节能电动机主要有：变级调速、电磁调速电机（滑差电机）、变频调速、高转差率电机、永磁同步电机、双功率电机几种，下面对它们的特性和现场应用情况做一简单陈述。变频调速可以低速轻载启动，抽油机冲次及上下冲程的速比可实现无级调节，可以根据油井井况进行抽空控制，自动调节抽汲参数，有电流保护、过电压保护等作用，但由于价格昂贵和维修不方便等的原因，在现场应用极少。滑差电机可实现无极调速，电机转轴与负载之间为软特征连接，可以平滑启动，但低速时损耗大、效率低，由于应用调速电机的油井多为供液能力差、需实现低冲次运行的油井，此种电机在现场应用不广泛。高转差率电机具有较高的转差率和软的机械特征，较高的堵转转矩和较小的堵转电流，较高的效率、功率因数，适用于转动飞轮转矩较大和不均匀冲击载荷，特别是抽油机用冲击载荷。双功率电机是油田与石油大学合作研究生产的，采用改变绕组的接法来改变电机的极数和输出功率，以便与机械负载的负载特征相匹配，可以简化其变速系统，从而实现节能的目的。永磁电机是一种同步电机，具有体积小、重量轻，结构简单，效率高，功率因数高，运行稳定的特点。特别在抽油机轻载时在一定范围内的效率还要高于额定值的94%，最高可达96%，又可获得任意高的功率因数，最高为0.98左右，还可起到补偿电容器的作用，启动力矩大，过载能力强，从根本上解决了“大马拉小车”的现象，节电效果非常明显。
3 抽油机井节电措施
可以根据每一台抽油机具体的“症结”所在，综合考虑制定出相应的节电措施，实现抽油机的经济运行，下面提几点措施：（1）提高电动机的负载率。电机低负荷率下的效率低和功率因数低是抽油机浪费电能的原因之一，电动机负载率提到7-12%，则系统效率可提高2-4%，当电机负载率低于25%时，应考虑奉还一个低容量级别的电动机。（2）油井参数优化。针对供液不足井泵效低，耗电量大的现状，采取低速电机和变频器手段进行参数优化，达到节电的目的。（3）合理选用抽油机机型，充分发挥抽油机潜力。抽油机的悬点载荷状况是影响抽油机能耗的主要因素，其理想载荷率为80%左右。由于油井井况多变，因此需要经常调节平衡，另外的原因是，平衡度好的抽油机，在稳定生产的情况下，抽油机拖动电动机发电少。（4）选用节能电动机，改造普通电动机。根据现场情况，选择节能电动机，减小机内损耗，提高电动机本身的运行效率，使抽油机与电动机保持良好的功率匹配，提高效率，节约用电。改造现有普通电动机，在电动机机轴处安装一个带蓄能器的离合器，使电动机实现空载启动，降低启动电流，从而减小电动机的装机功率，提高电机的负载率。电动机的星角接线自动变换装置，在轻载时，Y接线运行，负载增大时，改为角接线运行。（5）安装无功补偿装置。单井功率因数补偿柜是在变压器低压侧投加电容，利用无功就地补偿装置产生的容性电流抵消电动机的感性电流，油井安装无功补偿器后，降低了线路的损耗和变压器的铜耗，从而提高功率因数，提高效率，达到节电目的。（6）使用节能减速器。抽油机节能减速器由一个轴承支座和两个大小不同的皮带轮组成，两个皮带轮通过轴和轴承固定在轴承支座上，轴承支座通过底座螺栓固定在抽油机底座上，大皮带轮通过皮带与电机相连接，小皮带轮与抽油机皮带轮连接，通过加大传动比，在电机功率降低的情况下，满足抽油机悬点负荷要求，实现0.5-4.0次达到降低冲次和节电的目的，其具有启动平稳、运行平稳、优化油井参数、降低电耗与成本的特点。
此外，抽油机拖动电动机发点过程很浪费电能，目前还没有对抽油机拖动电动机发点的节能技术进行更深入的研究，以后这方面是一个研究方向，是一个节能增效点，具有广阔的节能前景。
抽油机节能篇4
关键词：抽油机；节能；创新设计；发展趋势
Abstract： On the basis of the technical status of such widely used in the production of oilfield pumping unit， the energy-saving technology and development trend of oil pumping machine innovation design， and points out the future design of new oil pump manufacturing should change the mechanical structure， improved electrical control， realize the comprehensive application of the mechanical and electrical integration and other aspects to improve the efficiency and to reduce energy consumption.
Keywords： Pumping unit； energy saving；innovative design； development trend
中***分类号：TE933.1 文献标识码：A
0.引言
目前，我国已成为仅次于美国之后的世界上第二大能源消耗国。随着我国经济的快速发展，未来几年我国对原油的需求量仍将急剧增加，仅依靠目前的能源生产和利用状况，远远满足不了市场需求，而大量依靠石油进口更不符合我国国情，它将使我国经济增长面临巨大的风险。如何面对这一严峻挑战？一方面需要提高我国的石油生产量，而另一方面需要提高全社会能源利用效率，特别是提高能源生产企业、高耗能企业的能源利用效率，实现节能减排。
我国的油田不像中东的油田那样有很强的自喷能力，如延长油田，多为低渗透的低能、低产油田，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基本现状，因而，电费开支在我国石油石化企业的石油开采成本中占了相当大的比例，所以，石油生产企业不但要提高产能，而且要高度重视节约电能。
随着节能工作的深入，目前已有近30%的油井使用了节能设备，如各种节能型抽油机、节能型电机以及节能配电箱等等。这样，在保证生产产能的前提下，既合理使用了能源，又最大限度地节约了能源，取得了很好的经济效益。目前，我国抽油机的保有量在数十万台以上，电动机装机总容量在3500MW以上，每年耗电量高达百亿千瓦时。由于抽油机的运行效率特别低，在我国平均效率为25.96%，而国外平均效率为30.05%，待挖掘的年节能潜力可达几十亿千瓦时。由此可见，石油生产企业是节能降耗的重点行业。
1.目前国内抽油机的技术状况
国内大量权威的科学测试和能源审计的数据早已表明，目前正在油田日复一日不停运行着的用于抽取原油的大量抽油机的有效电耗仅占其实际总电耗的1/3左右，而抽油机的运行总耗电量超过油田总耗电量的40%已是一个不争的事实。因此，必须通过采用创新技术来降低抽油机的能耗，提高原油产出效率，对油田如期完成“十三五”期间20%的节能指标无疑会起到举足轻重的作用。
广大科技工作者为了实现“节能降耗”，采取了众多措施，诸如革新抽油机基本结构，降低抽油机总体用钢量，降低抽油机无功功耗，减小抽油机电动机功率等方案，通过近年来的实践和不断创新，在各大油田广泛应用的节能型抽油机有异相曲柄平衡游梁式抽油机、弯梁变矩型抽油机、下偏杠铃型抽油机、双驴头型抽油机、直线电机式抽油机、渐开线抽油机等等。从结构上讲，一类属于有游梁式，一类属于无游梁式。从平衡方式上讲，一类属于曲柄平衡式，一类属于吊重平衡式，还有用复合平衡方式进行平衡的。
异相曲柄平衡游梁式抽油机是当今国内、外主流机型，是替代传统常规型游梁式抽油机的节能机型。经过近年来的应用和改进，该机以性能稳定、可靠性高、节能效果较好得到国内各油田的推广和应用。
双驴头抽油机是在常规型游梁式抽油机的基础上发展的新一代抽油设备，对传统的四杆机构进行了改进，其连杆、摇杆的长度可变，系统的扭矩曲线较好地吻合了抽汲曲线，因此它不仅保持了常规机的优点，同时还具有低冲次、节能、系统效率高等优点。
直线电机式抽油机是总结了百年来游梁抽油机和无游梁抽油机的优缺点，利用直线电机将电能直接转换成直线往复运动，简化了传臃绞剑减少了约26%的传动能量损失，利用天平式平衡方式改善了平衡效果，其节能效果较好。
渐开线抽油机是新一代节能抽油机，较异相曲柄平衡抽油机节能效果有大幅度提高，从净扭矩曲线的变化规律可以看出，渐开线节能抽油机曲柄轴净扭矩曲线变化平缓，消除了负扭矩。在相同参数条件下，该机减速箱额定扭矩比常规游梁式抽油机下降30%以上，装机功率下降50%左右，具有显著的节电效果。
2.新型节能抽油机开发的技术路线
在抽油机开发制造行业，随着近年来钢材价格的上涨，设计开发者对抽油机械进行了从原理到结构，再到动力控制等诸多方面的革新和探索，国内节能型抽油机出现了百家争鸣、百花齐放的良好局面。
由于国家***策的引导，电费开支的上涨，迫使石油生产企业也在抽油机的招标、使用等方面尽可能地推广和使用节能型抽油机。
基于上述原因，本文认为新型节能抽油机开发的技术路线应从以下几方面入手。
（1）新型节能抽油机的关键在于节能降耗。这不但符合国家***策，也利于石油生产企业压缩生产成本即节约大量的电费开支。
节能降耗路线之一――平衡理论节能路线。抽油机节能的关键在于平衡效果。平衡效果越好，上下冲程所需动力差异越小，需配备的动力就越小，必然节能。目前，常用的平衡方式主要有曲柄平衡、游梁平衡、曲柄和游梁复合平衡等，这几种平衡方式是静态的平衡。另外还有动态平衡方式的如气平衡、液压平衡、数控平衡等等，虽然平衡效果较好，但是结构相对较为复杂。
节能降耗路线之二――大冲程小冲次理论节能路线。这种理论就是通过加大抽油机冲程，减少抽油机冲次以降低动载系数来节能。目前主要有程游梁式抽油机和程无梁式抽油机两大类。程抽油机和长冲程抽油机在富油油田应用较多。
节能降耗路线之三――电控节能路线。目前主要广泛应用的有：一种是采用控制抽、停周期的电子节能装置，另一种是采用变频调速来减慢抽汲次数的电子节能装置。在不影响产能的前提下，针对空抽等现象，用间抽等方式以实现不作无用功或少作无用功来节能。在油田上较多的是改进电控系统、增加电机变频器、使用功率因素较高的高性能电机等。
节能降耗路线之四――着力改进三抽系统的部件工作效率。如多数采用抽油杆导向器、加装空心抽油杆、采用减振式悬绳器等部件，都可在一定程度上提高三抽系统的工作效率，达到节能目的。
（2）新型节能抽油机开发的关键在于高可靠性。石油生产企业压缩生产成本另外一个关键点即节约大量的井场维护开支成本。在新型节能抽油机设计时，必须保证关键件在正常使用寿命周期内无故障，次要关键件在大修期内无故障。这就要求抽油机在设计时，通过对抽油机从抽吸原理、抽油机结构设计、零部件制造到日常使用等多方面综合分析，积极利用先进制造技术（AMT）来提高抽油机的设计水平、制造质量，以达到“节能降耗”的最终目的。
（3）新型节能抽油机应尽可能节约抽油机本身的制造成本，实现降耗。要想达到新型节能抽油机“节能、增产、耐用”这三重目标，就必须面对抽油机、电气控制、油井，从系统工程学的角度出发去研究实现方案，任何单一途径的改良，都很难取得实质性的进步。面对目前国情，结合国内抽油机制造行业特点，笔者认为，应该首先倡导积极地采用现代设计技术，建立新型节能抽油机的虚拟样机模型，并根据国内抽油机及油井的使用工况，通过虚拟样机分析，对新型节能抽油机的整机性能和可靠性做详细的分析研究，以弥补因缺少先进的设计手段而忽略的整机性能分析。通过这些途径，以不断提高新型节能抽油机的可靠性和降低其制造成本。
3.新型节能抽油机的发展趋势
新型节能抽油机的发展趋势主要表现在以下几方面：
（1）品种多样化
随着国家***策的宏观调控，新型科学技术的发展，国内油田现场的现实需要，经过广大抽油机工程师的努力，我国的新型节能抽油机的品种必将逐步增多，采用现代设计方法（如可靠性设计、优化设计、计算机辅助仿真分析等）设计的各种新型节能抽油C必将大有发展。
（2）产品进一步系列化、标准化、通用化，并逐步向API靠拢
伴随着研究抽油机等产品的科研院所和诸多抽油机制造公司企业的努力，国内节能抽油机已经逐步从形式试验进而转入到量产阶段，并逐步向系列化、标准化、通用化方向发展。为使国产抽油机打入国际市场，还将积极向API靠拢，为出口创造有利的条件。
（3）把着力提高抽油机的节能效果作为新型节能抽油机研制的主攻方向
比如进一步改进抽油机结构、采用节能驱动设备、采用节能控制装置、采用节能元器件、改进平衡方式、改进三抽系统部件性能等。
（4）提高抽油机可靠性、降低维护难度
由于抽油机长年累月在荒野环境下作业，在恶劣的环境下连续运转，因此，如何进一步提高抽油机的整机质量水平，把提高抽油机连续性工作的可靠性、耐用性与良好的工作性能并重来进行研究，是新型节能抽油机发展的重要方向。并且，新型节能抽油机还应满足结构简单、易损件少、操作维护方便的特点。
（5）逐步实现远程监控、远程调节参数等功能
综上所述，新型节能抽油机还将朝着自动化、智能化、网络化，长冲程、大载荷、精确平衡，节能降耗、提高适应性等方向发展。
结论
最近，国家对工业用电实行新的价格调节措施，对高耗能企业如石油生产企业而言，无疑电费支出将逐渐成为生产成本支出的主要部分。要扩大企业经济效益，要实现国家下达的节能降耗目标，就必须竭尽所能，在整个生产过程中使用节能技术。作为生产制造能源的石油企业来说，采用高效节能的新型节能抽油机必将成为其节能降耗的有力武器。而作为抽油机制造企业而言，要在竞争激烈的抽油机市场占有一席之地，其未来新型节能抽油机的设计制造就应从改变机械结构，改进电器控制，实现机电一体化综合应用等方面入手来达到提高效能、节约能耗的目的。
参考文献
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抽油机节能篇5
【关键词】常规抽油机 节能潜能 分析
常规抽油机作为油田能耗大户，加强常规抽油机的潜能分析，有助于抽油机的节能改造，节能更多的能源的同时助推我国采油事业的可持续发展。那么作为新时期背景下的采油工作者，应该如何做好常规抽油机的节能潜能分析和节能改造呢？
1 浅谈常规抽油机的特点
常规抽油机的特点主要表现在以下两个方面：一是负荷属于脉冲负荷，且负荷经常发生较大的变化；二是启动转矩较大，因而启动比较困难。由于这两个特点，如果选用一般异步电动机作为抽油机的驱动，从而出现“大马拉小车”的情况。而我们在选配电机过程中需要考虑诸如砂卡、结蜡等油井异常情况，因而抽油机的配套电动的装机功率往往很多，从而导致抽油机正常工作负载率低下，且一般不超过30%。由于电机运行负载率较低，导致电机效率和功率因素较低，最后导致大量的电能浪费[1]。
2 分析常规抽油机的节能潜力
常规抽油电动机工作时各能耗部件均有可能存在节能潜力。因而以下笔者分别从电机、皮带、减速箱、换向机构、盘根盒等部件工作时和抽油管柱、抽油杆和抽油泵在井筒工作时节能潜力大小作出以下几点浅析[2]。
2.1 电机节能潜力分析
在抽油机抽油过程中，电机每工作一个冲程，其次输出功率会出现两次极大和极小的瞬时功率，当瞬时功率极大时比额定功率大，极小时又是负功率，也就是不仅电动机没有功率输出，还要抽油杆的拖动发电。因而抽油机的荷载因周期性的波动导致电动机的转速也上下波动，进而增加电机能耗。一般情况下，仅电机损耗就能达到35%±5%，因而电机的节能潜力较大。
2.2 皮带节能潜力分析
皮带在传动过程中会产生一定的能量耗损，但目前所采用的皮带在工作时都具有较高的传动效率，一般在95%到95%之间，因而就目前技术条件来看，皮带传动部分的节能潜力已经不大。
2.3 减速箱节能潜力分析
减速箱在工作时产生的能耗主要来源于轴承和齿轮，当条件较好时，其总功率损失在10%左右，当效果不佳时，不仅增加损失功率，还会降低效率。由此可见，我们只要在日常工作中最好减速箱的维护和管理，那么其节能潜力就会变得很小。
2.4 换向机构节能潜力分析
由于不同的抽油机的换向机构不同。因而在此笔者就以最为常见的梁式抽油机为例，其换向机构为四连杆机构，通常能量损失在5%左右，且在很多情况下，其效率不能得到大幅度的提高，因而在日常工作中只需要对其平衡进行合理调整，那么换向损失就能减少。由此可见，其具有较大的节能潜力。
2.5 盘根盒节能潜力分析
盘根盒的能量损耗主要是其与光杆摩擦造成，只有其安装不当时才会导致大量能量的损失，因而同减速箱类似，只要在日常工作中加强维护和管理，那么就几乎没有节能潜力。
2.6 井筒能量损失
井筒能量损失共计抽油杆、抽油管柱、抽油泵三种能量损失，影响的因素包括杆柱组合、泵深、泵径、沉没度、冲程、冲次、运行摩阻、充满系数、杆（管）偏磨、原油粘度、气体、结蜡状况及地层供液能力等。井筒能量损失可以通过工艺设计的优化来调整，提高的潜力较大。
3 常规抽油机的相关节能改造措施分析
从上述分析来看，常规抽油机在工作时，电机和井筒工作时能耗最大，因而以下笔者重点对这两类部件提出节能改造措施[3]。
3.1 电机节能改造措施分析
当前，很多油田企业迫于资金压力，一些新型的节能电机在油田采油中难以得到广泛地推广和使用，例如三相永磁同步电机、超高转差率电动机、电磁调速电机等。结合这一实际，笔者建议电机节能应选用变频技术进行起动速度调控，有效改善常规抽油机由于做功低效的现状，从而确保次次都抽油，消除无效抽油，降低运行维护成本，节约电费开支，提高工作效率。这是由于变频器能改变电机的启动属性，从传统的启动难改为软起动，不仅启动电流小，而且给电网冲击也小，从而极大的降低起动能耗，并减少电动机对机械的冲击而延长寿命，尤其是功率因数能提高至0.9，极大的减少了能量的损耗。
3.2 井筒节能改造措施分析
3.2.1 着力提升有效功率
要想提升有效功率，就必须提高有效扬程和提高泵效。这是由于有效功率=（油井产液量×有效扬程×油井液体的密度×9.8）/86400000，其中86400000和9.8是固定的，86400000代表每天的秒数，9.8代表重力加速度，即9.8m/s，而只有油井产液量和有效扬程是变化的，那么就应提高泵效提高油井产液量，通过提高有效扬程提高有效功率。为了提高泵效，应对加强各自油井特点的研究，并制定关于如何提升抽油泵充满系数的改善对策，例如油气较高，则应在井内安装气锚，若又粘稠则应制定降粘对策，对于深井采用油管锚定，以减少冲程损失，若油井会出砂，则应选用防砂泵等等措施来提高泵效。而为确保有效扬程的提高，应结合区块实际，选择针对性的沉没度，确保动液面的深度和油压、套压得到合理有效的控制，从而有效预防扬程过低或超过。但是泵挂到一定深度时，若有效扬程超高，就会减小沉没度，降低泵效，降低产液量，进而对系统效率的提升产生影响。
3.2.2 降低最大载荷和交变载荷
抽油杆柱重量增加，光杆功率增大、井下效率降低。
设计杆柱时可采用多级组合和应用高强度抽油杆，降低悬点载荷。随着泵径的增大，最大载荷和交变载荷增加，抽油系统所需输入功率增大，从而导致电机额定功率的增加，系统效率降低。在保证产量的前提下，降低泵径，有效降低能耗。冲次增加，最大载荷和交变载荷增加，同时在减速箱、四连杆机构及盘根盒处的能量损耗也随之增加。在保证产量的基础上，尽量采用较低冲次生产，既提高系统效率又减少杆管断脱次数。
4 结语
总之，对常规抽油机节能潜能分析具有十分重要的意义。不仅能找出能耗重点所在，还能结合其节能潜力的大小采取有效的节能改造措施，提高工作效率，降低运行成本，达到改造目标。
参考文献
[1] 刘晨，赵万春.常规抽油机节能潜力分析及对策[J].石油和化工设备.2011，14（06）：63-67
抽油机节能篇6
[关键词]常规抽油机 抽油机特性 节能
中***分类号：TE933.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）07-0041-01
引言
抽油机井用电量约占油田总用电量的40%左右，是油田耗能大户。虽然节能抽油机用量每年都在增加，但油田大量在用抽油机的主流仍然是常规游粱式抽油机和偏置（也称异相）游粱式抽油机，截止到2005年11月，某油田共有抽油机31827台，常规抽油机26675台（其中包括常规游粱式抽油机6664台，偏置游粱式抽油机19299台，前置机99台，其他常规机514台），常规机占抽油机总数的83.8%。分析常规抽油机的特点、使用现状及负载特性，探索其节能潜力具有一定的现实意义。
1.目前某油田常规抽油机井现状
常规抽油机以其结构简单、制造容易、维修方便、使用可靠、可以长期在油田全天候运转等优点被广泛应用。但是抽油机也有其自身的缺点，如惯性载荷大、动载大、平衡困难、上下冲程扭矩波动大、效率较低、在长冲程时体积较大和笨重以及设备投产后更新难度大等。目前大庆油田在用的3万多口抽油机井，平均泵效约为43%，系统效率平均在23%左右（如表1）。
2.常规抽油机的负载特点
2.1 抽油机靠抽油杆的上下运动将原油抽汲到地面的管网中，抽油机的上冲程提起油柱时需要的功率大，而下冲程时勿需动力可自行下落。为了使负荷均匀，一般配有某种平衡机构，如平衡块，电机轴上形成的总负荷转矩为油井负荷扭矩和平衡扭矩之和。不同的油井其负荷曲线不同（***1），主要与井况和平衡有关。抽油机的负荷曲线有以下特点：
2.2 抽油机的负荷呈周期性波动，波动频率常用冲次表示，常规抽油机冲次一般说来为6～12次/min，即波动周期5～10s。
2.3 平衡扭矩是一正弦曲线，而油井负荷扭矩不规则，形成的总负荷扭矩曲线常出一、二次负功率。
2.4 负载扭矩平均值约为最大值的1/3。
抽油机的负荷特点决定了选用普通异步电动机来驱动抽油机不可避免地就会形成“大马拉小车”的现象。
2.5 首先，抽油机起动时都是带载起动，惯性矩较大，起动时又总在上下死点处起动，油田在选配电动机时为了起动顺利，一般按最大扭矩选配电机，而抽油机起动后正常工作时平均转矩与最大扭矩相比又较低，所以电机输入功率最多仅有额定功率的三分之一，这是造成“大马拉小车”的主要原因。
其次，油田在选配电机时考虑油井工况异常，如砂卡结蜡时，不致因起动困难烧毁电动机，当油井负荷因修井等原因负荷变大时不频繁更换电动机，而人为的又增大了余量，加剧了“大马拉小车”这一现象。
常规抽油机低负荷运转造成电机效率低，功率因数低。抽油机的负荷呈周期性波动，电机转速波动，增加了电机的损耗。周期性的负功率大小与抽油机的平衡情况有关，但难以根除这一现象，负功率在抽油机电动机和电网之间流动，有功电能的吞吐增加了电机和电网的损耗，导致功率因数降低。
3.常规抽油机的节能潜力分析及对策
3.1 敏感性因素分析
影响抽油机井系统效率的因素包括地面部分和井下部分多方面的因素，地面部分因素包括抽油机类型、电动机类型和特性、冲程、冲次、平衡度、皮带、减速箱、井口油压、套压、盘根盒，井下部分因素包括管、杆柱组合、泵深、沉没度、运行摩阻、泵径、充满系数、杆管偏磨、原油粘度、气体、结蜡状况、地层供液能力。找出影响系统效率的关键性因素，地面、井下各环节综合考虑才能使抽油机系统达到更好的运行效果。
3.2 平衡方式
随着开采时间和井况的变化，抽油机井的平衡状态也随之变化，抽油机井系统的平衡度对抽油机井的系统效率影响较大，保持合理的平衡是抽油机井节能降耗的有效手段，研究新的平衡方式，实现随动平衡，使抽油机井运转过程中的平衡状态随负载的变化而调整，从而达到节能的目的。
3.3 降低抽油机井悬点载荷
3.3.1 降低动载
游梁抽油机的合理驱动在考虑其负载特点的同时，还要有利于机、杆、泵系统的配合，因此为适应常规抽油机的交变载荷，应该采用软特性驱动，尽可能采取低冲次运行，因软特性可以减缓换向加速度，降低惯性载荷和振动载荷，从而可以大大降低减速器的峰值扭矩。
3.3.2 降低静载
采用轻质抽油杆可以大幅度降低抽油机井悬点载荷，因此有必要开展轻质柔性抽油杆的适应性研究。
3.4 提高泵效
3.4.1 研究提高抽油泵充满系数措施，如：安装气锚。对于油气比较高的井，使用气锚可提高泵的容积效率来达到提高系统效率的目的；
3.4.2 加强降低冲程损失技术研究，研制安全可靠的油管锚定工具，降低冲程损失，提高泵效；
3.4.3 以系统效率最大为目标，抽油机井优化设计软件为手段，利用现有的模拟试验设备，开展不同工况参数条件下常规抽油机井的系统效率评价试验研究工作。
4.认识
4.1 抽油机的负荷特点决定了选用普通异步电动机来驱动，这种驱动方式不可避免地形成“大马拉小车”的现象。同时油田在选配电机时考虑油井工况异常，人为的增大了余量，加剧了“大马拉小车”这一现象。
4.2 通过对抽油机井敏感性因素分析、研究合理的平衡方式、降低抽油机井悬点载荷、提高泵效率等技术，可以实现抽油机系统节能降耗，运转工况合理。
参考文献
[1] 蒋汉青、赵子刚编.《采油工艺实践》黑龙江科学技术出版社1990
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抽油机节能篇7
关键词:高效开采 长冲程 抽油机 分析 应用
中***分类号:TE93 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0093-02鉴于我国稀油注水油田后备储量的不足的实际情况,稠油油藏的开发被提到技术研究和实施日程,我国的油藏大都是陆相成油,地壳变迁使得部分油藏遮盖不好,原油中的轻质组分溢出挥发,留下的中质组聚集在一起形成的油藏就是我们常说的—稠油油藏,其特点是:原油粘度高从数千至几十万毫帕秒,对稠油来说原油能够依靠地层中的温度和压力流到井底,但随着上升,井筒的温度下降,原油的粘度增加,当达到稠油的凝固点时就不能流动,必须向井筒补充热能或其它介质使稠油粘度降低,被采出地面。其采油的地面设备大多采用抽油机。针对在稠油开采工艺中有效利用在注汽时建立的注汽热焓,进行大泵深抽,提高泵效和排液速度,保证地面集输油的温度,延长稠油生产周期一系列问题。十分有必要解决目前机型存在的不足之处。因此研发具有适应中浅层稠油开采工艺特点,实现小型机长冲程大排量的新型抽油机,同时也适用于稀油井和稠油水平井上,对提高排量的需求,对油田的产能建设具有重要意义。
1 原理分析
在国内有四大稠油区。根据油田在生产实践中对产能建设的实际需要,提出了稠油开发工艺的新思路,在中浅层稠油井和水平稠油井的开发中,为提高稠油热采效率,需采用加大泵径,增加抽油机冲程的措施,来提高泵效,及时将注汽后的“热油”及时抽至地面,需要研制一种新型抽油机,解决目前使用5型1.8m冲程抽油机排量小的不足之处,提出研发5型3m冲程抽油机的设想,冲程增加了67％,配合大泵,强排抢抽,以达到有效利用注汽时建立的热焓,用最快的速度将油抽至地面。因此在稠油开采中运用系统的解决方案,将是今后发展高效节能机型的必然趋势。
研发适应稠油热采工艺的抽油机,应主要研究所设计的新型抽油机,能够在稠油热采时进行大泵深抽,将注汽后的“热油”及时抽至地面。使机、杆、泵和热采、集输工艺等方面发挥最大系统效率的原则进行。应针对性的采用经实践检验成熟度较高的技术,同时吸收国内外最新技术成果,由于稠油开采中井筒流动阻力较大,冲程损失较大,应在热力场温度较高时快速将原油抽至地面。在原下偏杠铃抽油机的基础上,使驴头转动以实现长冲程,达到强采强抽加大吞吐周期内排液量的目的。同时,由于采用下偏杠铃装置,可有效地削减载荷峰值,减小净扭矩,在不换用大型抽油机的情况下,实现大冲程,增加提升能力的目的。
新型抽油机所采用了多项新的设计理念,现将对稠油的开发做如下分析:由于稠油粘度大,其摩擦阻力将上升为主要载荷,抽油机设计理念必须改变,“1/2油柱举升原则”将不成立。为此其P摩干和P摩液不但不能忽略,还应给予足够重视,此时抽油机动载将是主要矛盾。在粘稠油开采中,抽油杆在液体中运动时,所受到的摩擦阻尼力往往很大,有时高达几十千牛,对悬点载荷影响很大,抽油机上冲程时该摩擦阻尼力有加大悬点载荷的作用,下冲程有减小悬点载荷的作用。其作用的结果最终表现为使抽油机所需要的净扭矩和拖动功率加大,能耗增加,另外,抽油机下冲程时摩擦阻尼力使悬点载荷的减少,将直接影响着抽油杆的下落速度,有时常因其摩擦阻尼力过大,而使油杆无法下落。因此,在粘稠油开采中,抽油杆的下落速度成了限制抽油机采油速度的主要关健。这时,如果不减小下放速度或降低原油粘度(伴热或稀释)在下冲程时,由于抽油杆受阻下降减慢,势必出现驴头悬点超前于抽油杆下落的现象,即二者运动不同步现象,驴头悬点下行速度大于油杆的下行速度,当悬点下行到下死点而开始上冲程运动时,抽油杆及油泵柱塞还未达到下死点,这样势必减小了冲程长度,而加大了冲程损失。同时也将在悬点与抽油杆间产生冲击载荷,这将有损于机、杆、泵,从上述分析可见,对于粘稠油来说,当悬点下落速度V悬≥V杆时,悬点载荷等于零。此时抽油机的平衡重要在无连杆向上拉力的条件下靠电机举起来,转化为势能,设其力为P1,设悬点上行时电机举升力为P2,设悬点向上总举升力为P3,P3是电机举升力P2与平衡重由势能转化回来的力P1之和,即:P3＝P1＋P2
此时若P1＝P2,就是平衡所追求的目标。
下面把悬点力的组成分析一下:
P3＝P油柱重＋P杆重＋P摩干＋P摩液＋P振＋……
上述众载荷中,P摩干和P摩液是影响动载的主要因素,为此在稠油开采中,为其设计具有适应性的抽油机是完全必要的。
在结构特性设计时采取了优化设计方案,注重了以下设计理念,使之在新型抽油机中得以体现。其结构如***1所示。
1.1?设置下偏杠铃节能装置
抽油机节能篇8
关键词：油田抽油机 节能 电控装置 应用
一、油田抽油机的耗电原因
传统油田生产中使用的抽油机大多是游粱式抽油机，该抽油机耗电量高，在生产效能上表现也并不甚佳，笔者在此分析了油田抽油机能耗高、效率低的几点原因：
1.抽油机载荷与电动机工作特性不相符
油田抽油机，尤其是游粱式抽油机的悬点负荷是周期性的变载荷，悬点载荷在减速器柄轴上的扭矩与曲柄平衡存在着较大的差别，造成了曲柄轴上的净扭矩产生的变化较为明显。与之相比，三相异步电动机输出的转速和扭矩之间的变化就微乎其微，且稳定不变，而为了满足峰值扭矩的要求，就需要配备较大功率的电动机，此种情况下就会出现生产过程中一般状态下电动机负载过轻，造成电能的耗费与效率的低下。
2.能量转换效率低
抽油机工作中，曲柄的角度不断变化，在不同的角度变化下，平衡效果也有不同。一般来说，在角度为90°时为发电的状态，发电量与平衡效果有着正相关的关系。电动机的发电原理则是在电动和发电转换过程中发电机的效率为最低值，所以在转换的过程中效率不高。
3.抽油机换向过程中的悬点加速度较大
油田生产中抽油机的抽油杆长度都很大，在长期的工作中难免会发生变形，而换向过程中发生的变形最为严重，抽油杆变形对光杆与活塞的运动产生了很大的差别，抽油杆变形，使得活塞的运动路径有明显缩短，抽油泵的充满系数也会随之降低。而抽油机的储能是其工作效率的保证，此种情况下就会使得抽油机在耗能上更高，所需动力更大。
二、节能电控装置的应用
1.继电接触器调压
在油田装备选用上，一般都是按照最大扭矩选择电动机来保证生产的顺利进行，但是油田抽油机在启动时带载，惯性扭矩较大，而在启动后的运行状态下扭矩又较低，所需功率也有较大的下降，这样就造成了抽油机的高能耗低效率的弊端。继电接触器调压，能够进行定子绕组进行不同状态的自由切换，实现有效的降压节能，继电接触器在安装后，异步电机通过定子绕组在启动时成三角形接法，在正常运行后转为三角—星形混合绕组，能够有效降低电压和功率，大幅降低能耗。
2.变频调速器
在当前的油田勘探开发中，越来越多的出现的是低渗透油藏，此种油田的渗透力较差，抽油机的泵排量无法满足实际需要，所以传统的方法就是在油井生产中实行间开制度，但是该方法对产油量有着较大的消极影响，不适宜在油田开发中广泛应用。针对低渗透油藏对抽油机的需求原理，最为有效的方法应当是改变抽油机的电动机转速，增大抽油泵的排量，来满足低渗透油藏渗透力的需要。经过实践研究发明了一种变频调速器，通过在抽油机上安装应用，能够有效的解决这一问题。变频调速器能够根据油井的出油量不同，递送调节抽油机的电动机转速，产生不同的功率变化，大幅降低不必要的能耗。
变频调速器的应用具有很多的优点，例如，在不同的油井实际产油量不同的状况下自动调节发动机转速，不但能够保证生产的顺利进行，还能大幅降低耗电量，减轻整个油田电网和变压器的压力，减少高负荷运行下的线路损伤。今后变频调速器的安装使用将是油田节能的趋势，也将得到更大范围的推广应用。
3.间抽控制器
油田中各个油井的生产能力有很大的差异，但是在抽油机的配备上则是按照最大的产出能力选取安装的，所以泵效低是一种必然现象，电能的浪费也成为必然。对此，实践中应用了间开制度，通过在抽油机上安装间抽控制器，在油井 产液低或者不产液时，抽油机就会关闭，待产液积蓄一定量时，抽油机自动开启，这样不但提高了工作效率，也大幅减少了电能损耗。间抽控制器的应用也具有明显的优势，在油井产量变化时，避免了原来实际油时间过长甚至空抽的情形，通过智能间抽控制器的不断研发使用，抽油时间的控制精度更加准确，电量的耗损也显著降低。
除了以上三种电控装置外，在我国的油田生产中还有其他多种电控装置能够用于油田抽油机的节能，今后我们也应当在此目标下，研制出更多的具有节能效果的电控装置，应用于油田抽油机的节能改造中。
三、结语
在全社会普遍开展节能减排的形势下，油田作为耗电大户，也应当将节能工作开展起来，尤其是油田抽油机的节能改造，对油田企业的节能以及整个社会的节能工作都具有重要意义。本文对油田抽油机的耗能原因及逆行那个了分析，也详细介绍了几种节能电控装置，各个油田企业应当根据油井的不同特性选择应用不同的方法，来实现油田的节能目标。在今后还要在油田抽油机节能改造中不断进行研究，在实践的基础上引进新技术、新方法，研制出更多的具有节能效果的电控装置，应用于油田抽油机节能改造中，为油田节能工作作出更多的贡献。
参考文献
抽油机节能篇9
关键词：变频器 抽油机 节能改造
抽油机是目前采油生产中的主要设备，其数量达10万台以上。电动机装机总容量在3500万KW，年耗电量达百亿度以上。从目前看来，在我国以水换油和以电换油的现象绝大数油田的现实，我国的石油开采成本中，耗电费占据了绝大部分比例。因此，必须加强石油开采成本，石油行业及相关部门应加强对电能节约的重视，通过采取有效的节能方法来确保电耗节省，以降低石油开采的成本，创造更多的经济效益与社会效益。
一、游梁式抽油机的工作原理
抽油机电机是以周期性的脉动负荷，同时通过配备平衡块在叠加有瞬间的冲击中来减小抽油机上下冲程负荷的波动。游梁式抽油机通过电机来带动减速机，再通过减速机来对皮带轮进行带动，而皮带轮带动两个重量较大的钢铁所制的滑块来进行旋转，该旋转运动来回往复，并在杠杆的作用下将盛油器循环提上放下，之后将油带出地面后进入到输油管道来完成整个抽油过程。在抽油过程中，由于抽油机电机往往低负荷率运行，因而造成功率因数低效率低，电能的消耗极大。因此，在对抽油机电机进行选配设计时，要确保抽取量大于实际负荷，但是，要避免抽油机在运行中出现无功抽取所造成的油井开采电费成本浪费。这就要求对抽油机进行节能改造，从电动机本身考虑可以采取对电动机负荷率与效率进行提高。此外，如果从系统来进行考虑，应改变电动机的机械特性来提高整个系统的协调性，确保系统效率提高。从两者比较看来，改变电动机的机械特性的节能潜力要大得多，在抽油机上应用变频调速技术可以使整个系统很好的配合，还能有效提高自动化程度，降低人工劳动强度，具有很好的综合节能效果。
二、抽油机专用变频器工作原理
抽油机专用变频器与其他一般的变频器相比较，其具有自身特点。由于抽油机载荷具有特殊性，在野外工作，必须要按照严格的工业规范设计标准来制造专用的变频器用于抽油机中，通过将无线电干扰滤波器、制动电路或回馈电路、防雷击装置以及线路电抗器集成到专用变频器中，以此来确保整机更加可靠。此外，风光抽油机专用变频器内置了专用的运动控制程序，风光抽油机专用变频器可以根据油井的实际情况，对油井的工作参数与工作方式来进行操作设置，通过运算处理后，变频器自动调整抽油井工作制度，以此来对抽油机的冲程频次加以改变，从而达到上下冲程可以进行平稳过渡。而变频器本身不仅具有抽油机所需的各种保护功能，而且风机可以对温度进行自动控制，达到了节能相应能耗的实际效果。
三、抽油机专用变频器的实际节能应用
风光抽油机专用变频器通过以油井的工况为依据来调节冲程频次与上下冲程的速度，从而使得油井供排系统达到了很好的动态协调效果。例如在某油条30口油井上，通过实验的数据对照表明在抽油过程中，单井的平均增产20%，其平均节电也在20%上下。我国分别对前期井、中后期井进行了变频改造，前期井由于刚刚开采，所以储油量较大，为了可以有效提高实际功效，可以采用提高抽油机冲程频次让变频运行至65HZ，电机转速随着频率而提高，其采油量也相应得到提高，实际工效增长了1.2倍。由于中后期的油井储量较少，且供液不如刚开采时的足量，如何电机还在不断运行肯定会造成电能浪费，导致不必要的损耗。因此，可以将抽油机的冲程频次进行调整，并选用上快下慢的开采工艺，其运行频率在35-45HZ，这样不仅可以使电机的平均转速下降，还可以在采油设备负荷较轻的情况下节约电力，达到了很好的节能效果。
四 、抽油机变频器节能应注意的问题
在节能改造中，由于抽油机的启动转矩大，因此必须要设置合理的转矩提升曲线，避免造成电压不足或过高所导致的电流增大。同时，在抽油机滑块下降过程中的负荷减轻，电机进入再生发电状态，过高的电压会损坏变频器主器件，因此，必须要加制动回路，可以及时释放再生电压能，从而确保主回路器件可以安全工作。此外，由于抽油机通常都是在恶劣环境的野外工作，而且很多油井都是没有人看守的，因此对变频器的环境适应能力与可靠性提出了更高的要求。对此首先要选用可靠性高的变频器，并设计双层控制柜，不仅可以避免阳光直射，同时还应使变频器在理想的温度环境下工作。
五、结束语
综合上述，由于我国大多数油田都要靠注水来压油入井，通过抽油机将油从底层中提升出来。在此过程中会浪费大量能耗，因此，必须加强采油效率的提高，降低采出液的吨液能耗，提高产量。通过使用变频控制技术很好的改变了抽油机的运动与动力特性，达到了有效的动态协调，不仅可以有效的提高工效，还可以在增加采油量的同时节约电能，保护机电设备，从而具有广阔的应用前景。
参考文献
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抽油机节能篇10
关键词：常规抽油机；参数调整；节能
Abstract: the reasonable in the relationship for to keep, analysis the characteristics of the conventional pumping unit, current situation and load characteristics, to explore the potential energy, reduce the oil well pump failure rate, detection rate, reduce energy consumption, reduce cost and increase economic benefits. From the production parameters adjustment, reduce the load, improve the horsehead pump efficiency, balance ways are put forward to improve the system efficiency of conventional pumping unit countermeasures.
Keywords: conventional pumping unit; Parameters to adjust; Energy saving
中***分类号：TE933文献标识码：A文章编号：
合理调整抽油机井生产参数，控制故障率有效降低油井检泵率；统计某队常规抽油机井生产参数及节能特点，精确调整生产参数。常规抽油机结构简单、制造容易、维修方便、使用可靠、可以长期在油田全天候运转等优点被广泛应用。但是抽油机也有其自身的缺点，如惯性载荷大、动载大、平衡困难、上下冲程扭矩波动大、效率较低、在长冲程时体积较大和笨重以及设备投产后更新难度大等。统计某队目前在运抽油机井80口，平均沉没度169米，平均泵效约为50.7%，系统效率平均在32.45%左右。充分利用冲程及精确冲次调整方法，对于地面参数已调至最小的抽油机井，设计研制合理的减速装置。通过对抽油机井生产参数合理调整，尽量保持合理沉没度，保证长冲程慢冲次节能效果。
1沉没度不合理对抽油机井正常生产的影响
1.1沉没度过低
（1）如果油井的沉没度过低，泵在供液不足的状况下抽汲时，可产生液击现象，并导致额外的冲击载荷。液体的冲击载荷与泵径的关系很大，泵径越大冲击载荷越大，液击使杆管最大载荷与最小载荷的差值增大，螺旋扭矩也越大，杆、管断脱的可能性越大。
（2）沉没度太低，油套环形空间内的液体就少，对油管的径向束缚力就小，油管的径向摆动就会相对剧烈，抽油杆运动时与油管接触产生偏磨，这种磨损不仅伤害抽油杆接箍，也严重损坏油管，进而导致杆断或油管漏。
（3）沉没度太低，生产压差大，地层容易出砂，当泵进行抽汲的时候，沉没度偏低，当泵来回抽汲时，液体产生涡流而使从地层出来的砂砾悬浮在泵底吸入口，容易被活塞抽到泵筒里而卡泵。
1.2沉没度过高
沉没度越高，油井的流压越大，当超过了合理界限后，相对一些薄差油层由于渗透率低或者地层压力低，压制该层不出液，使该井的产液层层问矛盾突出。而且，当沉没度超过合理的沉没度后，油井的产量不再增加，系统效率下降。综上所述有必要控制抽油机井的合理沉没度，为保持其在合理范围内，需对地面参数进行调整。
2精确调整冲次的方法
首先应计算出合理的冲次，泵径一定的情况下，根据预测产量和抽油井的泵效情况确定该井的精确冲次，其次精确调整皮带轮的直径，根据皮带传动的计算公式及减速箱传动原理得出公式：冲次=电机带轮外直径×电机转速/减速皮箱带轮直径×传动化，根据抽油机现有的冲次得出，预调冲次=电机带轮外直径×原冲次/原电机带轮外直径。
N=
式中：N―冲次，min；q f―预测产量，t/d；d―抽油泵的泵径，mm；r―抽汲液体的密度，kg/m3 ；S―冲次程，m。
3长冲程慢冲次相结合与节能效果分折
现场实际生产过程中冲次越大，则对抽油设备的损坏越严重，尤其是使抽油杆的疲劳程度加剧，加剧抽油杆的偏磨，提高抽油机井故障率，因此在能够保证单井正常泵效，保持合理供采关系的情况下，实际工作中应采取长冲程、慢冲次的工作制度。
（1）常规抽油机井的负载特点。抽油机靠抽油杆的上下运动将原油抽汲到地面的管网中，抽油机的上冲程提起液柱时需要的功率大，而下冲程时勿需动力可自行下落，为了使负荷均匀，抽油机一般配有平衡机构，如平衡块，电机轴上形成的总负荷转矩为油井负荷扭矩和平衡矩之和，没的油井其负荷曲线不同，主要与油井的工作制度、工况和平衡有关，抽油机的负荷曲线特点：抽油机的负荷呈周期性波动，波动频率常用冲次表示，常规抽油机冲次一般说来为6～12次/min，即波动周期5～10s，平衡扭矩是一正弦曲线，而油井负荷扭矩不规则，形成的总负荷扭矩曲线常出一、二次负功率。负载扭矩平均值约为最大值的l／3。
（2）长冲程、低冲次时抽油杆的受力状况分析。抽油机在不同抽汲参数下工作时，抽油机悬点所承受的载荷也不一样，随着抽汲参数的增大，抽油机悬点最大载荷增加，最小载荷降低，交变载荷增加，但是随着冲次的增加，载荷是以平方的形式增加和降低，因此冲次增大对杆的损伤越大。随着冲次的增加，上冲程时，悬点载荷增大，增加抽油杆的伸长量，使抽油杆疲劳程度加大；下冲程时，悬点载荷降低，下行阻力增大，抽油杆的收缩量增加，抽油杆弯曲程度增加，易产生杆管偏磨；冲次越大，抽油杆柱循环应力次数越多，抽油杆易发生疲劳破坏，当抽油杆最大应力值超过允许应力值时，开始形成裂纹，裂纹在反复交变应力作用下发生扩展，最终导致抽油杆断。
（3）长冲程、低冲次时泵筒充满程度及系统效率分析.抽油机在长冲程、低冲次下运行，随着冲次降低，最小载荷上升，下行阻力减少，抽油杆收缩量减少，有效冲程增加，增加泵排量；冲次降低，可增加油层液体向泵筒内流动时间，泵筒充满程度增加，提高油井的泵效，增加油井的产量，进而提高油井的系统效率。对单井来说抽汲参数不同，抽油机系统效率不同，而且差别很大；同一冲程下，系统效率随冲次的增加而降低。对10年我队冲次下调的4口抽油机井进行了调参前后能耗对比，通过数据对比得出，沉没度由55．78m提高到131．74m，系统效率由38．4l%提高到4 1．58%。结果表明，百米吨液耗电由1．98kw・h降至1．83kw・h，节电率为7．75%。
4 常规抽油机的节能潜力分析及认识
影响抽油机井系统效率的因素包括地面部分和井下部分多方面的因素，地面部分因素包括抽油机类型、电动机类型和特性、冲程、冲次、平衡度、皮带、减速箱、井口油乐、套压、盘根盒，井下部分因素包括管、杆柱组合、泵深、沉没度、运行摩阻径、充满系数、杆管偏磨、原油粘度、气体、结蜡状况、地层供液能力。找出影响系统效率的关键性因素，地面、井下各环节综合考虑才能使抽油机系统达到更好的运行效果。通过调参降低悬点载荷，常规抽油机工作制度的合理调整在考虑其负载特点的同时，还要有利于机、杆、泵系统的配合，因此为改变常规抽油机的交变载荷，尽可能采取低冲次运行，从而可以减缓换向加速度，降低惯性载荷和振动载荷，大大降低减速器的峰值扭矩。
（1）通过放大冲程提高抽油泵充满系数、提高泵的容积效率来达到提高系统效率的目的。
（2）通过合理调整冲次降低冲程损失，提高泵效。
（3）以系统效率最大为目标，开展不同_T况参数条件下常规抽油机井的系统效率试验。控制抽油机井平衡率随着生产时问和工况的变化，抽油机井的平衡状态也发生变化，抽油机井系统的平衡率对抽油机井的系统效率影响较大，保持较高的平衡率是抽油机井节能降耗的有效手段。
5 结论
（1）可利用推算合理沉没度、估算调参后产量，再跟据计算进一步确定合理地面参数。
（2）长冲程、慢冲次可改善抽油杆受力状况，减少抽油杆断裂几率，提高系统效率、降低能耗。
（3）通过对抽油机井普遍性因素分析、提高抽油机平衡率、降低抽油机井悬点载荷、提高泵效率等技术，可以实现抽油机井节能降耗，运转工况合理。
（4）在确保产液、产油稳定的同时，通过调整工作参数保持合理的沉没度，可以提高单井的泵效，降低单井日耗电量，提高系统效率，减少生产成本投入。