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抽油机节能范文1
中图分类号：TK51 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）08（a）-0155-02
游梁式抽油机作为油田生产的重要能耗设备，是目前各油田普遍采用的抽油机。这种抽油机设计结构简单，操作复杂性小，并且故障率低，在石油开采过程中能够为井下的抽油泵系统提供动力，但却普遍存在着高能耗、低产出、冲程和冲次调节不方便等明显的缺点[1]。为了解决游梁式抽油机的节能问题，减轻油田的经济负担，人们开始尝试各种改进。于是出现了前置式、异向式等改良式抽油机，出现了高转差、永磁同步电动机的应用革新，出现了将变频控制系统在抽油机的应用[2]。
传统的化石燃料在使用过程中会产生大量污染环境的有害物质，而且，它们都是不可再生的，因此，清洁、无污染的太阳能受到重视。太阳能作为一种可再生能源用于发电的想法早就提出，太阳能光伏供电系统也因多年的发展而日趋完善和灵活。光伏系统的应用具有多种形式，但是其基本原理大同小异。不同类型的光伏系统只是在控制机理和系统部件上根据实际的需要有所不同。根据光伏系统的应用形式、应用规模和负载的类型，对光伏供电系统进行比较细致的划分，则包括小型太阳能供电系统、简单直流系统、大型太阳能供电系统、交流直流供电系统、并网系统、混合供电系统和并网混合系统等六种类型[3]。太阳能光伏发电在21世纪将会有更深层次的发展和应用。
2 太阳能供电在抽油机上的应用
抽油机耗电量巨大，仅仅依靠太阳能电池板接收太阳能量转化成的电能很难满足高耗电的抽油机系统的正常运转，除非建立大型的电池板方阵布排足够多的太阳能电池板才能有足够的能量提供给抽油机。国内在太阳能应用与抽油机上的尝试并不多，目前已知的只有新疆油田在太阳能应用到抽油机上做出了大胆的尝试，并取得了良好的效果。陆梁油田落成的太阳能发电站，如图1所示，由陆9井并网光伏电站、陆梁公寓离网光伏发电系统等两个部分组成。该太阳能电站作为太阳能动力负荷采油试验，供陆9井抽油机生产用电[4]。
虽然陆梁太阳能发电站在试生产阶段，每天利用太阳能发电4 h。累计三个月发电超过1万千瓦小时。但太阳能量的应用基本依赖于天气的变化和地域的光照情况。图2为陆9井太阳能发电系统月发电量统计，由图表可以清晰地看到冬季的阴雨天多及日照强度低两个因素制约了太阳能电站的发电能力。
3 并网光伏供电系统在抽油机上的应用
新疆油田公司陆梁油田的大胆尝试给了我们很大启发，首先，太阳能量的利用本身就受到地域和天气的制约，也就是说根本无法完全利用太阳能为抽油机进行供电。即便通过蓄电池进行电量的缓冲也达不到如此巨大的耗电量需求。其次，电池板接受太阳能转化为电能的效率仍旧非常低，若应用较高转化效率的硅电池板却又因高昂的价格而得不偿失，加上蓄电池里的电力损耗和漏失恐怕到最后剩不了太多。所以将并网光伏供电系统应用在抽油机上有着很好的效果。如图3为并网光伏供电系统的示意图。
并网光伏供电系统的特点是当太阳能发出的能量大于负载工作需要的能量时，发出来的电能可以反馈给电网，供给其他的用电负载使用。而当太阳能发出的能量小于负载工作需要的能量时，负载会同时采用太阳能和电网同时供电，用电网来补充由于光照不够或者没有光照条件下负载的供电需要[5]。
但是陆梁油田的并网光伏电站的建设实在工程浩大，电站既包括并网系统又包括公寓离网系统。整个大的电站建设完全用于陆9井单井抽油机的日常生产用电，而对于油田如此多的抽油机生产井来说恐怕不能更多地利用太阳能来进行电力供给了。所以能否找到一种最佳的匹配选择，选择更加合适的电池板的材质、数量及其安置方式，用更少的工程安装来完成更大范围的抽油机井太阳能供电达到更加多的经济节约。这是我们从新疆油田公司那里收获的经验和问题。针对于此我们进行了大胆的选择、思考和计算，并制作了简单的模型来模拟流程研究效果。
4 一种基于每一台抽油机的太阳能光伏供电系统
为了达到为更多、更大范围抽油机进行太阳能辅助供电的目的，简约工程施工和占地，从而能够为每一台抽油机匹配太阳能供电系统，就必须采取应用蓄电池的方法来完成太阳能的存储缓冲，同时用更少的电池板外加控制系统来维持电池板实时对准太阳以保证更充分的太阳能吸收，再将电池板连接控制器将电量输送至蓄电池，蓄电池存储足够的电量以后通过逆变器转换电流形式供给抽油机。当蓄电池的电量足够时，用蓄电池来供给抽油机，当蓄电池的电量不足时，先用电网供电等待蓄电池充满电能。蓄电池放电速度肯定远大于电池板充电速度，当蓄电池放电达到一定量时自动转换为电网供电蓄电池继续充电。这样的充电放电供电过程能够灵活地避免了天气状况的干扰，同时能最大限度把太阳能量应用至抽油机系统。实验室模型设计流程图如图4所示。
太阳能电池板的材质多为单晶硅和多晶硅，单晶硅电池板的价格稍微贵但是转换效率较高，而多晶硅电池板的价格稍微便宜但是转换效率较低。其他类型和材质的电池板由于应用范围不广，很难在油田应用上有太大突破。考虑到抽油机的耗电量巨大，如果不采用较高转换效率的电池板单纯从经济方面考虑的话恐怕最后最佳的电池板供电系统不能为抽油机提供足够的电量，蓄电池周转不开而不具备恰当可行性。所以电池板还是采用转换效率较高的单晶硅电池板。
单晶硅材质的电池板一般的转换效率为15%左右。显然这是非常低的，完全不能满足耗电量巨大的抽油机负载的使用。所以不得不考虑更加有效的方法来完成电池板更高的转换效率。一般的太阳能电池大多采用倾斜固定布置，但是这样往往失去了一定量的太阳能的吸收。如果为电池板配备旋转控制系统，让电池板按照所在地区的经度纬度确定的太阳每个月的大概运行轨迹进行实时校准。如果太阳光线能够垂直入射到电池板让其转化为电能，将能够将转换效率提高原有转换效率的30%左右。
于是在为每一部分电池板配备了旋转控制系统以后，单晶硅电池板的转换效率提高到20%。太阳光谱的辐照强度根据不同地区不同天气不同时间而变化不同，但是基于假设估计可以将太阳光谱的辐照强度设置1000W/m2值。这样每平方米电池板的输出功率大概为200W。考虑到抽油机上千瓦的耗电功率，不得不采用更大的电池板来完成。采用面积为4m2面积大的电池板，安装上旋转控制系统，然后让4块这样的电池板一条直线排开，让每块电池板在校对太阳完成对准的同时不会因为其他的阴影而影响太阳能的吸收。
太阳能电池板配置好以后，通过控制器连接至并网逆变器达到并网工作的目的。但是显然这几块电池板根本供不起耗电巨大的抽油机。所以必须采用蓄电池来缓冲电量，将通过控制器的电池板转换的电能直接输送到蓄电池中储存起来，为蓄电池设置一定的阈值。当电量足够达到了这个阈值，电网自动关闭采用太阳能充满的蓄电池以上千瓦的功率为抽油机供电。在蓄电池为抽油机进行供电的过程中太阳能电池板也在为蓄电池充电。但是显然这个电池板充电的速度是完全跟不上抽油机的耗电速度的。很快蓄电池就会支撑不起抽油机如此巨大的耗电量而达到设置的阈值，这时蓄电池就会自动关闭而继续采用电网为抽油机供电。
按照这样的蓄电池充放电和电网的停放电过程，假设抽油机的电机功率采用普通的20kW型号，这样4块4m220%转换效率的电池板至少需要一个星期的时间才能完成蓄电池的电量。于是，在抽油机旁边设置一定高度的4块4m2的电池板，然后通过控制器之后为蓄电池充电。在经过将近一个星期后的充电后蓄电池的电量值达到最高阈值，系统自动用蓄电池为抽油机进行供电。当蓄电池的电量下降至最低阈值时电网自动接通为抽油机供电，蓄电池继续让电池板进行供电。
这样一充一放中间长时间的缓冲能够实现对于太阳能量的更加灵活的应用，不去考虑阴雨天气和不良日照等不利情况，从而能够充分利用可再生的太阳能量为抽油机进行供电达到节能的目的。
5 结语
简单说明了抽油机的节能趋势和太阳能供电的发展，进而引出太阳能供电系统在油田抽油机上的应用。根据陆梁油田太阳能发电站的建设和效果，总结经验教训大胆创新，提出了基于每一台抽油机的简单太阳能并网光伏供电系统。系统中应用了蓄电池来缓冲电量，保证对于太阳能量的充分和灵活运用。简单计算了此工程的供电情况，为太阳能供电系统在抽油机上的应用提供经验和思路。
参考文献
[1]张群.变频控制器在抽油机上的应用[J].仪表电器，2014（1）：57-58.
[2]赵来军，程发兴，苑樱花.抽油机变频控制器的应用与技术发展[J].石油机械，2003（10）：65-67.
[3]沈辉.太阳能光伏发电技术[M].北京：化学工业出版社，2005：24-25.
抽油机节能范文2
[关键词]：抽油机 节能 方式
一、抽油机概述
抽油机俗称“磕头机”，是石油钻采机械中常用的采油机械设备。抽油机的种类繁多。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。
二、抽油机节能的意义
我国的油田多为低渗透的低能、低产油田，油田开发难度不断增大，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。由此造成成本居高不下，节能降耗已成为油田稳产上产绕不开的命题。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，抽油机在我国平均效率为25.96%，而国外平均水平为30.05%，年节电潜力可达几十亿kWh。节能在长期角度看来是优化结构、成本降低的途径，从而使企业获得有利的竞争地位。既确保有效地完成国家的任务，又保证企业通过节能工作获得长期的低成本优势，也是企业能否持续稳定发展的现实考题。抽油机的增效节能肩负着越来越沉重的使命。
三、抽油机节能存在的问题
传统的抽油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。
（一）效率低下，能耗大
当油层的能量不足以维护自喷时，则必须人为地从地面补充能量，才能把原油举升出井口。如果补充能量的方式是用机械能量把油采出地面，就称为机械采油。全国有机采井近65000口，抽油机井占总井数的85%，在油田采收过程中，抽油机耗电量占油田总耗电量的1/4，由于抽油机自身设备结构的特点，大量的能量（70%左右）在传递过程中白白损失掉。抽油机固有的设计及运行特点与现场运行工况相比，不可避免地出现了大马拉小车的不合理匹配。抽油机PH点的负载在现场也从未出现过，抽油机的实际负载率普遍偏低，绝大部分负载在电动机额定功率（指输出功率）20%～30%左右，最高也不会超过50%。这样运行对普通电动机而言，其效率和功率因数特低。“大马拉小车”现象是抽油机耗能的主要原因。为实现抽油机节能，必须克服“大马拉小车”现象所带来的负面影响。
（二）空抽
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，井中油面逐渐下降、地下油量越来越少，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。
（三）设备老化
抽油机老化严重，有些抽油机净值早已折旧没了，新度系数极低，而在一个中型油田企业抽油机每年的折旧就达上亿元，仅凭产能新增抽油机根本不能改善抽油机整体技术状况差、新度系数低的现状，并且需要投入大量的资金，逐年有计划地进行更新或技术改造。资金的缺乏给技术装备的节能增加了很大的难度。
（四）运行工况恶劣
抽油机基本是在室外露天环境下工作，一年四季风吹雨晒，工况环境十分恶劣。抽油机又分布在广阔的油田区域，给维护保养等管理工作带来极大困难，不足、设备锈蚀等现象普遍存在，不但使设备的安全性和可靠性降低，更使各部件摩擦增大，带来能量损失的加大。
四、抽油机节能潜力巨大
（一）抽油机节能理论分析
根据抽油机井的工作特点，抽油机的系统效率分为地面效率和井下效率两部分，并且存在以下关系。
N=NsNw
式中：N ――抽油机系统效率；
Ns――抽油机系统的地面效率；
Nw――抽油机系统的井下效率。
机械采油系统由电动机、抽油机、井口装置、油管柱、抽油杆和抽油泵等装置组成，其中抽油机又包括胶带轮传动装置、减速器、四连杆机构和游梁装置。地面系统效率损失主要发生在电动机、皮带、减速箱及四连杆机构中，井下效率损失主要发生在盘根盒、抽油杆、抽油泵和管柱中。
（二）理论上提高系统效率的几种方法
提高系统效率有以下两种办法：一是增加系统的有效功率；二是减少损耗功率，推广应用节能技术设备或加强管理工作。
1.推广节能型抽油机和电动机。我国现在使用较多的节能型抽油机有异相曲柄平衡抽油机、异型游梁式抽油机和宽带机等，使用较多的节能电机有高滑差电机、双速电机等。
2.对有杆抽油系统进行优化设计。结合油井实际选择机、杆、泵及抽汲参数，有杆抽油系统应当满足油井的生产要求，还要做到经济合理。一是新投产油井系统的优化设计；二是已投产井抽汲参数的优选，即在满足抽油机的承载能力以及满足配产要求的条件下，合理地设计抽汲参数。
3.加强对抽油机的科学化管理。定期检查传动装置，定期更换减速箱内机油，提高地面传动部分效率；使用窄V联组带；对于油气比高的油井应采取适当加大泵的沉没度，加装油气分离器和定期放套管气等措施，以提高泵的充满系数；加强特殊井的分类维护；保持抽油机的较高的平衡度等。
4.解决抽油机电动机的欠载问题。电动机运行的效率取决于负载率β。在这里：
β=（P2/ PN）×100%
式中：P2――电动机的输出功率；
PN――电动机的额定功率。
轻载时电动机的效率很低，而当负载增加到一定值时变化则很小。当β
（三）抽油机节能具体方式手段
大致通过三种途径实现抽油机的节能增效：一是提高电机的功率利用率；二是改进抽油机结构，比如通过加平衡块使载荷更平衡，或者使用变频装置来改善平衡等。三是在深井泵上做文章，提高泵的效率。
1.抽油机的电动机节能方式。主要从三个方面实现节能：人为地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；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；提高电动机的负荷率和功率因数。具体有以下方式：
（1）采用双功率电动机。电动机在各种情况下都有较高的负荷率，运行效率和功率因数都有较大的提高。缺点在于：如果不能解决系统的配合问题，则起不到节能作用。
（2）增加蓄能器。蓄能器用来增加抽油机的转动惯量，充分发挥其动能的均衡作用，降低电动机承受扭矩的波动量。只要电动机的额定功率等于或大于抽油机的平均消费功率，抽油机就能平稳工作，显著降低电动机容量，实现节能降耗。
（3）利用电容器做功率补偿。其节能原理就是利用一个大容量电容器并联在线路中，起到功率补偿作用，从而达到节电目的。无功就地补偿节能可以最大限度地减少拖动系统对无功功率的需求，使整个供电线路的容量及能量损耗、导线截面、有色金属消耗量，以及开关设备和变压器的容量都相应减小，而供电质量却得以提高。其只能对长期空载或轻载运行的电动机有用，对于重载运行的电动机，没有补偿的必要。只要根据电机容量及平均负载率，选配适当容量的电容器进行固定补偿就行了，既经济又实用。
（4）改变电动机的机械特性。主要应用于节能电机。一是超高转差率多速电动机。普通电动机的机械特性较硬，在一定负载下，转速n（或角速度ω）较大；超高转差电动机（CJT）机械特性较软，在同一负载下，转速n（或角速度ω）较低，即转差率较大，具有降低扭矩峰值，减小抽油机悬点冲击载荷的作用。因
此，在某些工况下具有节能效果。
图1 η=f（P）曲 线
1，2分 别 为 普 通 电 动 机 的η及cosψ；
3，4分 别 为CJT电 动 机 的η及cosψ；
为 额 定 负 载 时 的η及cosψ；
为 轻 载 时 的η及cosψ。
通过对图1所示效率，功率因数与输出轴功率之间的函数关系分析可知：
1）普通电动机的η及cosψ曲线陡峭；
2）CJT电动机的η及cosψ曲线平坦；
3）普通电动机在额定输出功率点，η及cosψ较高，运行最经济；
4）在轻负载时，普通电动机的η及cosψ较低，CJT电动机的η及cosψ较
高。
对超高转差率多速电动机来讲，由于曲线平坦，η及cosψ在负载变化情况下，其值变化不大，从而相对来讲其η及cosψ高于普通电动机，致使有功功率降低，功率因数提高。就节能来说，抽油机匹配超高转差电动机是合理的。当然，转差率高低，机械特性软硬均应适度，否则会对其实用性、可靠性带来不利影响。
二是永磁同步机。效率和功率因素都优于一般异步电机，电机本身是硬特性，运行中无转差。没有消减振动载荷的能力，会增大对减速箱齿轮的冲击损害；一旦电机烧毁就会失磁；不能适用调参的需要实行变极调速。
三是双定子电机。起动时集两部分定子的合力矩以加大起动力矩，以适应低负荷时以低功率来匹配达到节电的目的。缺点是电机的制造难度和成本增加。
四是电磁调速电机。在抽油机既定的负荷条件下，通过改变其绕组结构完成6/8极，8/12极的单绕组非倍极改型设计，使其运行在原井抽油机上，其负荷率从20%-80%变化，电机都运行在高效区，这种方式既适用于旧电机改造，又适用于新电机生产
（5）电动机星三角转换节能。主要用于节能配电箱。当电动机轻载（负载率33%时，再将电动机绕组改为接法运行。否则会使电流过大，铜耗增加，反而费电。为了不使转换频繁发生，一般在转换点的负载率之间设置一定的回差，通常采用负载率β35%，进行Y转换。
（6）增加调压节能装置。降低输入电压，减少了电动机的损耗，提高了电动机的运行效率，达到节能的目的。主要是晶闸管相控调压节能（STD）。基于相控节电技术的电机节电器全自动智能化节电，无需人工调节，节电率效果比较明显，不改变电机原有转速，不影响抽油机采油量，串联于抽油机电机前端，安装使用简捷易用，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，设备运行平稳、可靠，是抽油机节能改造的最佳方案。
2.改进抽油机结构
（1）间抽控制器。包括人工控制、定时钟、液面探测器、流量传感器、电流传感器、抽油杆载荷传感器。从实践中看，人工控制方式费工费时；定时钟无法解决令抽油机的工作能力动态地响应油井负荷的变化，可能还会影响油井的产量；液面探测器由于装置复杂，维修费用高而没有得到普及；流量传感器受大概10cm3/s流量限制，会发生堵塞现象，也未能获得推广应用；电流传感器对电机电流的检测是最方便、最可靠，也是最为廉价的方法；抽油杆载荷传感器在光杆或游梁上安装测力传感器可以测出抽油杆的载荷数据。光杆测力传感器比较准确，但易于损坏；安装在游梁上的传感器准确度比较低，但比较耐用。
（2）变频器调速节能。为了使抽油泵的排量与油井的渗透能力相适应，可以通过改变抽油机的电动机转速来实现。抽油泵是一种柱塞泵，对电动机来讲是一种恒转矩性的负载，也即电动机的电功率与其转速成正比。
3.降低皮带传递损失。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。
4.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。一是采用偏置式抽油机。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，提高电动机的工作效率，达到节能目的。二是采用前置式抽油机。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。
5.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。一是平衡相位角。为了平衡扭矩与载荷扭矩对齐，偏置这样一个角度。二是变距平衡。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。
6.采用高效节能泵。提高泵效，也就降低了百米吨耗，实现节能。一是研究提高抽油泵充满系数措施，如在抽油泵中安装气锚。对于含气比较高的油井，使用气锚可提高泵的容积效率，以达到提高系统效率的目的。二是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。三是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效率评价试验研究工作。
参考文献：
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抽油机节能范文3
在实际开采作业过程中，抽油机受油井的井深、油质、杂质、含沙量、含水量等诸多客观因素的影响，须调整作业冲次、冲程，甚至更换电机、改变电机的功率；同时，由于油田所处地理位置、纬度的不同，以及所处地区的气候等自然因素，也会对开采作业产生影响，要求抽油机根据实际工况进行相应的速度调整。
鉴于以上所述油田抽油机的技术要求以及使用的社会效益，抽油机对电机控制系统的基本要求是：
大范围的、稳定可靠的无级调速；
具有比较显著的节电效果。
一、IMS系列油田抽油机伺服调速节能控制柜
IMS系列伺服控制器是时光科技有限公司研制、开发的拥有自主知识产权的交流异步电机伺服控制器。其控制对象是普通的三相交流异步电机，控制精度达到同步伺服电机的控制水平。IMS系列伺服控制器调速范围广，定位精度高，低速转矩大，软件功能完善。字串5
针对油田工作的实际需求，时光公司研制了IMS系列油田抽油机伺服调速节能控制柜。此伺服控制柜结合抽油机的运行工况和油井的实际情况，及时地、自动地调整电机的运行速度、加速度、扭矩等参数，使原有拖动电机在高效、节能状态进行工作。
通过在中原、胜利、辽河油田的实际应用，证明了IMS系列油田抽油机伺服调速节能控制柜可以简便而安全的进行调速操作，大大降低了现场操作人员的工作强度，提高了生产效率，并取得了明显的节能效果。
（一）IMS伺服控制柜的构成
IMS系列油田抽油机伺服调速节能控制柜构成情况如下图所示：
图IMS系列油田抽油机伺服调速节能控制柜构成图
（二）IMS伺服控制柜的特点
IMS系列油田抽油机伺服调速节能控制柜具有如下特点：
1、交-直-交的主电路
IMS伺服控制柜先将输入的三相50Hz交流电变为直流，再逆变为频率、电压有效值可调的三相交流电供给拖动电机。字串4
2、大范围的速度控制
IMS系列伺服控制柜采用伺服控制，可准确、大范围地控制电机的转速，速度控制范围为0-1500r.p.m，速度控制精度为0.3r.p.m。
3、三倍额定转矩的过载能力
IMS系列伺服控制柜在零至额定转速范围内具有恒转矩输出特性，并具有3倍额定转矩的过载能力。因此，在很低的转速下，电机也可输出额定转矩并具有300%的过载能力。
4、低速大转矩的控制特性
IMS系列伺服控制柜在抽油机电机启动的过程中，可以驱动电机输出足够的转矩。从而在转速从0上升到设定值过程中，使电流平稳，实现了真正的“软启动”。
5、下慢上快的速度控制
IMS系列伺服控制柜通过速度与转矩的可解耦以及独立控制，实现了对抽油冲程下慢上快的速度控制。
6、具有内部软PLC功能，可对转矩进行检测和控制。
（三）IMS伺服控制柜的优势
根据IMS系列伺服控制柜的设计原理、控制特点以及应用实例的分析，油田抽油机配备IMS系列伺服调速节能控制柜，具有如下优势：字串7
1、调速操作简便
由于IMS系列伺服调速节能控制柜具有大范围、连续调速的特点，只需调
整一个旋钮即可实现连续、稳定的调速功能，满足抽油机调整冲次的要求。对于现场操作人员而言，操作极为简便。
2、降
低作业强度
使用IMS系列节能伺服控制柜调速操作简便，无需在作业过程中更改抽油机及配套设备的机械结构，大大降低了现场工人的作业强度。
3、提高生产效率
使用IMS系列节能伺服控制柜，在作业过程中无需停机进行调整；控制柜具有的抽油冲程下慢上快的速度控制，提高了抽油机的出油量。这些因素，均提高了抽油机的生产效率。
4、节能效果显著
根据实际应用统计数据计算，IMS系列节能伺服控制柜具有显著的节能效
果。相对而言，对于高产油井即抽油机负载越大、冲次频率越低，节电效果越明显：当抽油机冲次频率低于2.5次/分，节电率高达75%以上。针对负荷较轻的油井，可根据IMS系列节能伺服控制柜具有的软启动功能，采用以较小功率的电机取代原有电机的解决方案，同样可以取得较为显著的节能效果。
字串3
二、结论
IMS系列油田伺服调速节能控制柜正是顺应油田抽油机对电机控制系统的基本要求而研制生产的，弥补了目前普遍采用的抽油机调速方案存在的缺陷,实现了：
抽油机节能范文4
【关键词】开关磁阻电机；SRD驱动调速系统；节能抽油机；开关磁阻电机塔架式抽油机
1.政策背景
随着世界经济危机的消退，全球经济开始复苏，直接导致全球能源消费迅速增长，与此同时石油资源却日趋减少。这一严峻形势迫使油田开发新型高效节能型采油机械设备。
十二五以来，国家把节能减排目标量化分解并作为一项行政考核指标。据不完全统计，截止2010年，中石油共有油井总数16.1万口，预计每年将新增2万口新井，仅抽油机运转所消耗的电量就高达57.6亿千瓦时，占中石油总消费的比重约40%以上，因此石油化工行业把抽油机作为节能减排的主要突破方向，大力提倡开发和推广新型节能型的数字化抽油机。
根据油田考察和市场调研，目前抽油机朝向节能降耗并具备自动化、智能化、长冲程、大载荷、精确平衡等方向发展。根据在胜利油田等油田应用现场的记录数据显示，防爆开关磁阻电机驱动系统(简称：SRD)应用在塔架式抽油机上的节能效果还是很不错的。
2.SRD调速系统的自身优势
开关磁阻电机驱动调速系统（Switched Reluctance Driver, SRD）是一种性价比较高的新型电机驱动调速系统，具有结构简单、运行可靠及高效率等突出特点。20世纪90年代国内生产企业充分利用SRD具有启动电流小、启动转矩大的优点，将其应用于频繁启停和正反转的机械设备中，如龙门刨床[2]和抽油机等。
3.SRD与抽油机性能的匹配性
SRD除了结构简单、成本低、功耗小、功率低、适应性强等特点外，其与抽油机性能的匹配性主要体现在以下几个方面：
3.1小电流启动大转矩
这是SRD的大一特点，也即开关磁阻电机可以通过电源侧输入的小电流，在电动机输出侧产生较大的启动转矩。比如：SRD启动时：当启动电流为额定值的15％时，启动转矩为额定值的100％；当启动电流为额定值的30％时，起动转矩可达其额定值的150％。相比而言，异步电机启动时，5到7倍的额定电流才能获得100％的额定转矩。此外，SRD电机可以带10倍于转子惯量的负载，因此能实现大转矩，低转速，启停平稳且无感应电动机在起动时所出现的冲击电流现象。特别适合于要求快速启、停的机械设备。这一特性也与长冲程、低冲次、大悬点载荷的抽油机的速度－转矩特性相吻合。
3.2电机调参方便，控制灵活
电机的控制参数多，通过采用不同的控制方式和参数，可实现很宽的功率范围内的速度调节；还可以通过控制各极的通断顺序就能方便的控制转矩的方向。SRD的这一特性适合于频繁换向和调速的机械设备，因此符合抽油机的特殊工况，而且还有利于实现抽油机的平衡调节，从而使抽油机运行于最佳节能工作状态，实现节能目的。
3.3效率高
SRD调速系统在空载和满载下的效率均高于0.98。用最优异的性能达到资源利用、提高调速性能、安全生产、节能降耗等目的。
4.SRD的缺点转化为优点
SRD调速系统虽然较其他调速系统由不少优点，但也有其自身的局限性和缺点：
4.1专机专用
只能使用专用电机。
4.2"一对一"控制
电机和控制器只能实现"一对一"运行。
这些缺点对于节能抽油机来说却是最大的优势。油井基本都是一井一机的配置方案，能最大限度的做到合理配置，从而避免了目前油田普遍存在的"大马拉小车"的不合理配置现象。
由此可见：开关磁阻电机调速系统在实现抽油机节能方面具有无可比拟的优势， SRD在抽油机节能领域中有着很好的发展前景。
5.结论
综上分析，SRD在成本、、调速性能、单位体积功率、可靠性、散热性、适应油田恶劣工作环境的能力等方面较交流变频电机都具有明显的竞争优势。开关磁阻电机驱动调速系统具有良好的防爆性能，具备小电流启动大转矩的能力，能够平稳调速且范围广和节能高效等优点，能适应油田防爆环境和复杂工况下的电机防爆特性要求，因此应用在节能抽油机中能充分发挥其优势[3]。
开关磁阻电机抽油机将SRD成功应用于油田领域的节能抽油机上，实现了抽油机真正意义的软启动，且对电网冲击小，节能降耗效果非常显著，是节能抽油机发展的新方向。 [科]
【参考文献】
［1］高超．SRD在煤矿设备中的应用特点和产品发展，煤矿机械，2003，（7）.
抽油机节能范文5
关键词：抽油机 节能 运行参数
笔架岭油田是辽河油田滩海最早开展油气勘探、最早获工业油气流的地区，采用海油陆采的开采方式，投产以来一直依靠天然能量开发。经过多年的生产，相当规模的油井已由开发初期具备自喷能力的高产井转为当前依靠人工举：升方式的低产井。目前，笔架岭作业区开井23口，2012年笔架岭作业区总用电量为299.92万度，抽油机单项用电量为208.69万度，占全区总用电量的69.58%。如何在保障满足地层产能的前提下降低抽油机耗电量是油田长期以来需要解决的重要课题。因此，把引进新型节能技术和调整抽油机运行参数相结合，将是节能降耗、控制成本、确保稳产上产的必由之路。
1耗电原因分析
影响作业区主要耗电因素是抽油机耗电，通过多方面论证，节电设备的老化或者未安装以及工作制度不合理这两点原因是抽油机耗电巨大的主要因素[1]：
1.1平衡率降低的原因
在采油生产过程中，由于原油物性的变化，油层供液能力的变化及油井工作制度的变化，都会破坏抽油机原来的平衡状况，抽油机运转不平衡，影响电机工作效率，减低电机寿命，能耗也会随之增大，所以，必须随时对平衡率不达标的抽油机调整。从2009年至今，随着液量的逐年降低，泵挂也在逐年加深，很多抽油机平衡率也发生了重大变化。
1.2对产能较低的井原抽油泵已不能满足需要
随着产能的递减，动液面的不断降低，原来的大泵已经不能发挥其作用，充满系数降低、管杆干磨，不但增大了能耗，而且也增加了作业井次。
1.3合理降低冲次
随着油田开发，老井产能不断降低，如果按照原有的高冲次进行生产，地层液量供应不及时，泵来不及充满便进行提升，进行了大量的无效工作，造成巨大的电能浪费。
1.4地层出砂和油管结蜡日趋严重
当出现地层出砂、油井结蜡的情况时，抽油杆的运行阻力会增加，使得抽油机的负荷增大，导致电机的功率上升，从而降低了系统效率。
节能设备的老化与应用不广泛、及时，导致抽油机不能够及时按照产量进行更改生产制度，若要采用常规的调皮带轮大小、曲柄距离，不但耗时耗力，也增加了风险。
2抽油机节能技术的应用及优化
2.1调整油井工作参数
提高平衡率，笔架岭作业区根据各井电流变化，及时调整各井的平衡度，抽油机井在产液量基本不变的情况下，调整平衡使油井平均能耗降低9.4kW・h/d，同时延长了抽油机的使用寿命。
对产能较低的井使用小泵深抽，缩小泵径，针对产能的递减，动液面的不断降低，笔架岭作业区采取对整井进行优化，缩小泵径来提高泵的充满系数、增加泵深来加大泵的沉没度，进而提高泵效，提升系统效率降低耗电量[2]。
合理降低冲次，根据产能及时并且合理降低冲次就能够在保证产液量不变的情况下，大大提升有功功率，进而达到节能效果。通过降低冲次，平均单井日节电可以达到40kw・h/d，节能效果十分明显。
控制地层出砂和油管结蜡，使用滑动式扶正器配合内涂层油管增加油管光滑度，进而达到减小抽油杆摩擦力和防止蜡附着的效果。
2.2节能设备的应用
笔架岭油田于1993年开始开发，经历了初期上产，中期产量下降和目前稳产三个阶段，一直采取天然能量开采，直至2009年，节能设备开始陆续使用[3]。
2.2.1智能间开控制柜的使用
2009年下半年，笔架岭作业区将部分供液能力差的井全部安装了智能间开控制柜。通过应用智能化控制手段，令抽油机的工作能力与油井负荷建立起优化的匹配关系，就可以大幅度地节省抽油机用电。低产油井实行间开可以提高机采系统效率，节电量明显，单井日节电平均可达68kW・h/d。
2.2.2节能电机与变频柜的配套使用
笔架岭作业区于2010年8月对6口抽油机井实施YGT抽油机节能电动机与节能控制器及其技术，能提升机采效率、大大提高电机功率因数、减轻电网及变压器的运营压力、开拓“增容”节支，同时通过动态调控抽油机的冲次及上下行的程的速度，能增加泵的充满度、实现原油产量增产，达到抽油机综合节电率大于15%的效果。
3应用效果
通过多项技术在笔架岭油田上的应用，取得了以下明显的效果：
1、耗电量明显降低
从表中我们能明显的看出，三年来，笔架岭油田耗电量在持续平稳的下降，优化措施工作得到肯定。
2、采油指标大幅度提高
4结论
1、节电设备的应用与普及，是节能降耗的重中之重，也是未来油田节能创效的必然选择。
2、抽油机工作制度的管理，对油井的上产，能耗的降低，起着不可忽视的作用。
参考文献
[1]王越；浅谈节能技术在抽油机井上的应用[J].中国石油和化工标准与质量.2011（08）
抽油机节能范文6
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