自适应节电技术抽油机上应用
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（５）安 装使用 方便：可不 对抽油机 现工
像国外油 田有很强 的 自喷能力，大部分油要靠 注水来 压油入 井，靠抽油机 （磕 头机 ）把油从 地层 中提 升上 来。在 我国 以水换油 、以电换油 是 目前油 田的现 实，耗电费用在我 国的石油开 采成本 中占了相 当大的比例 。所 以，石油行业 十分重视节约 电能，节省电耗就是直接降低石 油的开采成本 。
（２）节约 ９５％ 以上 的无功 功率，提高 电 源质量和效率 ，运行功率因数 ０．９以上 。
（３）安装后 ，可不 降低冲 次 （５０Ｈｚ恒 速 ）， 以自适应节 能方式运行 ，．仅设备节 能效果可达 １０．３０％ 以 上 。 （在 油 井 上 的实 际 电 能 表 计 量 节 电效 率 达 ３８．９％ 以上 ） 。
电力 电子 · Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
自适应节 电技术抽油机上应用
文／张 树 起
的努力 ，进行 了大量的尝试 ，取得 了一定 的效 使用简便、安全稳定 。采用该 系统控 制的抽油
目前 大部 分抽 油机 采 用三相 异 步 电动机 拖 动，调 参难 、 功率 因数 低 、电 能浪 费 大。随 着 变频 技 术 的 广 泛 引 用 ，对 油 田 成 本 控 制起 到 了很 大 的作用 ，节省 了大 量的 电 力能 源。抽 油机 变 频调速 装置 的应 用 ，不仅解 决 了调 掺难 的 问题 还 起 到 了节省 电力 能源。 以前调 掺 需要 换皮 带轮 或 者换 电 机 变频技 术 的应 用， 只需调 整 频 率 即可 完成 ，变频 调速 技 术应 用 在抽 油机 上 ，可 大幅度 降低 原 油 生 产 成 本 。
（７）专为抽油机配置能量 回馈节 电功 能， 克服 并吸 收反 电势 （反 发 电 ），再 提高 节能效 率 １—５％。
（８） 降 低 电机 噪 音 和 振 动 ，保 护 电机 ； 减少 电机发热 ，延长 电机使用 寿命。
（９）软启软停 ，减少对 电网和 电机的冲 击 ，保护 电机 、减速机、抽油机 ，且稳定 电网； 在 电网波动 时稳 定抽油机运行状态 ，稳 定原 油
３．３调 整 冲 次 和 冲程 ，进 行 工 艺 节 能
机系统有 以下几个好处： （１）具 有 ＹＡＭＡＤＡ 自适应 负载 随动 技
术的优越性能，在运 行时随油泵 内油量 （负载 ） 变动 自适应 控制 电机输 出功 率，彻底 解 决 ” 大马 拉小车 ” 设计带 来 的节 电难 题，高 效节 电 １５－３０％ 以上 。
油行业也是推广 ”电机系统节能 “的重 点行业 。 ３．４ 变 频 节 能 技 术
产 量 。
２抽油机运行特征
国 内油 田使 用 抽油 机一 般是 恒速 运 行， 变转矩 ，变功 率负载，起动力矩大 、惯性大 ； 长时间 “大马拉 小车 ”运行，效率低 ，耗能大 ， 冲程和冲次调节不方便 （需要人工作业 ），空抽 、 半抽 现象普 遍存 在 （负载变 化大 ），甚 至经 常 以生反发 电现 象 （一个循环周期 内可能有 两次 发 电状 态 ） 。
随原油 供液 量 的变 化 ，只有通 过动 态 调 整抽 油机电机的转速 ，即改变冲 次的方法 （一 般是 降低冲次 ），改善泵 内的原油 充满 度，减 少空抽 ，减少无用做功 ，提 高抽取 效率 ，增加 原油产 量，同时节 约 电能。
抽 油机 的冲 程频 次 都是 可 以通过 机械 的 方 法 调 整 ， 主 要 是 靠 变 更 传 动 轮 的 直径 、 改 变 传 动 比 来 实 现 ；但 是 ，一 旦 调 整 好 了 以 后 ， 是 不大可能经常进行调整 的，并且通 过皮带轮直 径调整频次的方法也是有级 的，不 能动 态适应 油 井 负 荷 的 需 要 。
引入 变频 器控 制后 ，一般 采 用变 频调 速 技术 ，靠改变 电机 的转速实现 。
况的机械部分做任何 改动 ，节 约大量人力和器 械投入 ； “三步启停控制 ”，使 用操 作简单。
（６）停机工 时少：安装停机约 ｌ５—６Ｏ分钟 ， 节约大量 的工艺 时间和 产量损失 。 （停机时 间 对产量和油井 的影 响至 关重要，抽油机做工艺 调整改动机械部分 的投入 也是非 常大 的）。
（４）也 可配合 工艺需要 ，进 行在 线工艺 节能 （不停机调整冲次 ， 自适应 节电，轻转旋 扭 即可 实现 ），可 在 设备节 能 的基 础 上，再 提 高 ５－３０％ 的节 能效 率，并 显著 提 高工 艺调 整作业效率 ，提 高原油产量。 （在四厂验证其 工艺节能效率高于进 口抽 油机 专用节 电系统 ： ２５Ｈｚ运行 时，节 能效率更提 高 ０．２—３％）。
【关键词 】抽油机 变频节 分为 低 能低产 油 田，不
果 。在 电力节 能方 面，主要有 以下几种不 同的 方式 ：
３．１调整机械 结构平衡 ，进行设备 节能
为 使用 电机 的 出力 尽量 用于 抽油 过程 ， 就要消 除机械 部分的能量损失 ，那就是做好机 械部分 的平衡 问题 ：经常随工况 的变化做机械 平衡 的调整 。
我 国目前抽油机 的保有量在 ｌ０万 台以上 ， 电动机装机总容量在 ３５００ＭＷ ，年耗 电逾 百亿 Ｋｗｈ。抽油机运行效率 低下，在我 国平均运行 效 率为 ２５．９６％， 国外平均水 平为 ３０．０５％，年 节 能潜 力可 达几 十亿 Ｋｗｈ。除 了抽油 机，油 田还有大量 的注水泵 、输油泵、潜油泵等设备 ， 总耗 电量超过油 田总用 电量 的 ８０％，可见 ，石
这 种 方法 操作 复杂 ，需 要人 力投 入 多， 停井 时间长，各种工机具使用量大 ，经 济效益 差 。同时，油井的工况变化较大 ，随机性 强， 调 整 平 衡 的工 作 需要 频 繁 进 行 。
３．２使用 同步电机 ，进行设备 节能
同步 电机 较异 步 电机 比，具有 一 定 的性 能优 势。但 结构复杂 ，制造成本较 高，不适合 大量使 用。同时在野外长期运行 ，磁铁 失磁损 坏较快 ，更换 成本 更是得不偿失。
像国外油 田有很强 的 自喷能力，大部分油要靠 注水来 压油入 井，靠抽油机 （磕 头机 ）把油从 地层 中提 升上 来。在 我国 以水换油 、以电换油 是 目前油 田的现 实，耗电费用在我 国的石油开 采成本 中占了相 当大的比例 。所 以，石油行业 十分重视节约 电能，节省电耗就是直接降低石 油的开采成本 。
（２）节约 ９５％ 以上 的无功 功率，提高 电 源质量和效率 ，运行功率因数 ０．９以上 。
（３）安装后 ，可不 降低冲 次 （５０Ｈｚ恒 速 ）， 以自适应节 能方式运行 ，．仅设备节 能效果可达 １０．３０％ 以 上 。 （在 油 井 上 的实 际 电 能 表 计 量 节 电效 率 达 ３８．９％ 以上 ） 。
电力 电子 · Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
自适应节 电技术抽油机上应用
文／张 树 起
的努力 ，进行 了大量的尝试 ，取得 了一定 的效 使用简便、安全稳定 。采用该 系统控 制的抽油
目前 大部 分抽 油机 采 用三相 异 步 电动机 拖 动，调 参难 、 功率 因数 低 、电 能浪 费 大。随 着 变频 技 术 的 广 泛 引 用 ，对 油 田 成 本 控 制起 到 了很 大 的作用 ，节省 了大 量的 电 力能 源。抽 油机 变 频调速 装置 的应 用 ，不仅解 决 了调 掺难 的 问题 还 起 到 了节省 电力 能源。 以前调 掺 需要 换皮 带轮 或 者换 电 机 变频技 术 的应 用， 只需调 整 频 率 即可 完成 ，变频 调速 技 术应 用 在抽 油机 上 ，可 大幅度 降低 原 油 生 产 成 本 。
（７）专为抽油机配置能量 回馈节 电功 能， 克服 并吸 收反 电势 （反 发 电 ），再 提高 节能效 率 １—５％。
（８） 降 低 电机 噪 音 和 振 动 ，保 护 电机 ； 减少 电机发热 ，延长 电机使用 寿命。
（９）软启软停 ，减少对 电网和 电机的冲 击 ，保护 电机 、减速机、抽油机 ，且稳定 电网； 在 电网波动 时稳 定抽油机运行状态 ，稳 定原 油
３．３调 整 冲 次 和 冲程 ，进 行 工 艺 节 能
机系统有 以下几个好处： （１）具 有 ＹＡＭＡＤＡ 自适应 负载 随动 技
术的优越性能，在运 行时随油泵 内油量 （负载 ） 变动 自适应 控制 电机输 出功 率，彻底 解 决 ” 大马 拉小车 ” 设计带 来 的节 电难 题，高 效节 电 １５－３０％ 以上 。
油行业也是推广 ”电机系统节能 “的重 点行业 。 ３．４ 变 频 节 能 技 术
产 量 。
２抽油机运行特征
国 内油 田使 用 抽油 机一 般是 恒速 运 行， 变转矩 ，变功 率负载，起动力矩大 、惯性大 ； 长时间 “大马拉 小车 ”运行，效率低 ，耗能大 ， 冲程和冲次调节不方便 （需要人工作业 ），空抽 、 半抽 现象普 遍存 在 （负载变 化大 ），甚 至经 常 以生反发 电现 象 （一个循环周期 内可能有 两次 发 电状 态 ） 。
随原油 供液 量 的变 化 ，只有通 过动 态 调 整抽 油机电机的转速 ，即改变冲 次的方法 （一 般是 降低冲次 ），改善泵 内的原油 充满 度，减 少空抽 ，减少无用做功 ，提 高抽取 效率 ，增加 原油产 量，同时节 约 电能。
抽 油机 的冲 程频 次 都是 可 以通过 机械 的 方 法 调 整 ， 主 要 是 靠 变 更 传 动 轮 的 直径 、 改 变 传 动 比 来 实 现 ；但 是 ，一 旦 调 整 好 了 以 后 ， 是 不大可能经常进行调整 的，并且通 过皮带轮直 径调整频次的方法也是有级 的，不 能动 态适应 油 井 负 荷 的 需 要 。
引入 变频 器控 制后 ，一般 采 用变 频调 速 技术 ，靠改变 电机 的转速实现 。
况的机械部分做任何 改动 ，节 约大量人力和器 械投入 ； “三步启停控制 ”，使 用操 作简单。
（６）停机工 时少：安装停机约 ｌ５—６Ｏ分钟 ， 节约大量 的工艺 时间和 产量损失 。 （停机时 间 对产量和油井 的影 响至 关重要，抽油机做工艺 调整改动机械部分 的投入 也是非 常大 的）。
（４）也 可配合 工艺需要 ，进 行在 线工艺 节能 （不停机调整冲次 ， 自适应 节电，轻转旋 扭 即可 实现 ），可 在 设备节 能 的基 础 上，再 提 高 ５－３０％ 的节 能效 率，并 显著 提 高工 艺调 整作业效率 ，提 高原油产量。 （在四厂验证其 工艺节能效率高于进 口抽 油机 专用节 电系统 ： ２５Ｈｚ运行 时，节 能效率更提 高 ０．２—３％）。
【关键词 】抽油机 变频节 分为 低 能低产 油 田，不
果 。在 电力节 能方 面，主要有 以下几种不 同的 方式 ：
３．１调整机械 结构平衡 ，进行设备 节能
为 使用 电机 的 出力 尽量 用于 抽油 过程 ， 就要消 除机械 部分的能量损失 ，那就是做好机 械部分 的平衡 问题 ：经常随工况 的变化做机械 平衡 的调整 。
我 国目前抽油机 的保有量在 ｌ０万 台以上 ， 电动机装机总容量在 ３５００ＭＷ ，年耗 电逾 百亿 Ｋｗｈ。抽油机运行效率 低下，在我 国平均运行 效 率为 ２５．９６％， 国外平均水 平为 ３０．０５％，年 节 能潜 力可 达几 十亿 Ｋｗｈ。除 了抽油 机，油 田还有大量 的注水泵 、输油泵、潜油泵等设备 ， 总耗 电量超过油 田总用 电量 的 ８０％，可见 ，石
这 种 方法 操作 复杂 ，需 要人 力投 入 多， 停井 时间长，各种工机具使用量大 ，经 济效益 差 。同时，油井的工况变化较大 ，随机性 强， 调 整 平 衡 的工 作 需要 频 繁 进 行 。
３．２使用 同步电机 ，进行设备 节能
同步 电机 较异 步 电机 比，具有 一 定 的性 能优 势。但 结构复杂 ，制造成本较 高，不适合 大量使 用。同时在野外长期运行 ，磁铁 失磁损 坏较快 ，更换 成本 更是得不偿失。