三维复式永磁电机抽油机
抽油机工作原理
抽油机工作原理
抽油机是一种用于从油田中抽取原油的设备，它是油田开发中
不可或缺的重要设备。
那么，抽油机是如何工作的呢？下面就让我
们来详细了解一下抽油机的工作原理。
首先，抽油机通常由电机、减速器、抽油泵和液面控制系统等
部分组成。
当电机启动时，通过减速器的传动，将电机的高速旋转
转换成低速高扭矩的动力，然后传递给抽油泵。
抽油泵是将液体从
井底抽到地面的关键设备，它通过往复运动产生负压，将油井中的
原油吸出。
其次，抽油机的工作原理是利用抽油泵的工作原理，通过不断
的往复运动来产生负压，使得井底的原油被吸出。
在抽油泵的作用下，原油被抽到地面后，通过管道输送到储油罐或者处理设备中进
行进一步的处理和加工。
此外，液面控制系统也是抽油机工作原理中不可或缺的一部分。
液面控制系统通过感应井口的液位高低，控制电机的启停，保证抽
油机在适当的时间工作，避免出现空载运转或者过载运转的情况，
从而保护设备和节约能源。
总的来说，抽油机的工作原理是通过电机驱动抽油泵产生负压，将井底的原油抽到地面，再通过液面控制系统实现自动控制，确保
设备的正常运转。
这种工作原理在油田开发中起着至关重要的作用，能够高效、稳定地将原油从井底抽到地面，为后续的加工和利用提
供了可靠的原料保障。
综上所述，抽油机工作原理简单清晰，通过电机、减速器、抽
油泵和液面控制系统的协同作用，实现了从油田中抽取原油的过程。
这种工作原理的稳定性和高效性为油田开发提供了坚实的技术支持，也为油田的生产运营提供了可靠的保障。
永磁复合电动机在游梁式抽油机上的应用
Ｄ ０Ｉ ： １ ０． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ． ２ ０ ９ ５ — １ ４ ９ ３ ． ２ ０ １ ５． １ １。 Ｏ １ ５
游 梁 式 抽油 机作 为 往 复式 有 杆 泵最 关键 的地 面 此 外 还 有 低 噪 声 、低 温 升 、免 维 护 及 白保 护 突 出 功 设 备 ，以其 耐 用 、运行 可 靠 等特 点 ，长 期 以来 都 是 能 特点 。
合 低 速 大扭 矩 电动机 替 代皮 带 和减 速 箱进 行 游梁 式 曲 柄 之 上 。 该 型 电 动 机 利 用 变 频 调 速 ，根 据 该 机 改 抽 油机 直驱 技 术 改造 ，成为 了兼 顾 油 田现 状 、突破 造之 前 的冲速 ，调 节 电动机 转速 ，达 到 匹配 冲速 。
、表 ２ 。 机 ，额 定 效 率 超 过 ９ ０ ％，２ ５ ％以上 负 载 转 速 范 围 内 １
平 均效 率 达 到 ８ ５ ％ ； 额定 功 率 因数 超 过 ０ ． ９ ５ ，２ ５ ％
目前 ，该 技术 已在 青 海油 田两个 区块 的 ４口低
以 上 负 载转 速 范 围 内平 均 功 率 因数 达 到 ０ ． ９ ０以上 。 产井 上获 得 成功 应用 。青海 油 田总机械 厂 已与 该技 术单 位合 作 ，生 产该 类 抽油 机 ，直 驱抽 油 机在 高产
第 一 作 者 简 介 ：邢 台 ， 高 级 工 程 师 ， １ ９ ８ ７ 年 毕 业 于 华 东 石 油 学 院
井 上 的 使 用 效 果 和 节 能 效 果 有 待 于 进 一 步 试 验
评 价
（ 矿 机 专业 ） ，从 事 油 田节 能监 测及 节 能 技术 研究 管理 工 作 ，Ｅ —
性 改 进 的一 款新 型抽 油 机革新 技 术 。
永磁电机在抽油机中的应用
１ 抽油机的负荷 特点及拖 动现状
下 （ 百米 至 几千 米 ） 到地 面 上 来 的设 备 。 几 抽
同 步 电动 机 的效 率 ， 小 了 电机 本 身 的 损 其 大 ｌ 个 机 座 号 的 异步 电 动 机 ， 降低 减 ～２ 在 永 磁 同 步 电 动 机 体 积 和 成 本 的 同 时 ， 高 提 永 磁 同 步 电 动 机 与 三 相 异 步 电 动 机 结
氧 体 、 镍 钴 合 金 小 的 多 ， 体 短 薄 ） 特 铝 磁 等
机 种 类 繁 多 ， 田 上 用 的 最 广 的 是 游 梁 式 步 电机 。 油 其运 行 是 靠 定 子 线 圈 在 气 隙 中产 点 ， 常适 合 于 抽 油 机 。 非 带 （） ５ 磁性 材 料 的 发展 ， 使采 用 磁 转子 后 ， 抽油 机 。 它是 一 种 变 形 的 四连 杆 机 构 ， 整 生 旋 转 磁场 与 己充 磁 的磁 极 作 用 ， 动 转 其 机结 构 特 点 像一 架 天 平 ， 端 是 抽 油载 荷 ， 一 子 与 旋 转 磁 场 同 步 旋 转 而 做 功 。 转 子等 磁 场 很 强 ， 其 永磁 材 料 价格 逐 年 下 降 ， 能 愈 性 另一 端 是 平 衡 配 重 载 荷 ， 且 由驱 动 电 机 效 为 电 阻 电路 ， 而 故功 率 因数 高 ， 无励 磁 电 因 来 愈 高 ， 国是 稀 土 资源 大 国 ， 士 不 稀号 我 稀 经 复杂 的齿 轮减 速 机 构 进 行 往 复 运 动 。 电 流 ， 空载 损 耗小 ， 其 效率 可 达９ ％， 三相 异 称 “ 土 王 国” ６ 较 稀 在推 广 与 普 及 上遇 到 的 困难 ３ １ 越来越小 。 动 机 轴 上 的 负载 转矩 是 油井 负 荷 与 平 衡转 步 电 动 机 高［。 矩 的 合 成 转 矩 ． 梁 式 抽 油 机 是 一 种 带有 游 冲 击 性 的周 期 交 变 负载 ， 动转 矩 大 ， 一 ３电机的设计 启 在
抽油机工作原理
抽油机工作原理
抽油机是一种用来抽取和移除液体或气体的设备。
它的工作原理主要基于流体力学和压力差的原理。
以下是抽油机的工作原理的详细描述。
1. 机械驱动力：抽油机通常通过电动机、柴油机或其他能源提供的动力来驱动。
这种机械驱动力产生的动能会转化为机械能，以驱动抽油机的运转。
2. 轴和叶轮：抽油机内部有一根轴，轴上安装有叶轮。
当机械驱动力作用在轴上时，轴会旋转，带动叶轮一起旋转。
3. 叶轮旋转：叶轮通常具有多个叶片，当叶轮旋转时，叶片会使周围的液体或气体产生剪切力和动能。
4. 压力差：由于叶轮的旋转，液体或气体被迫通过叶片间隙或叶片表面的通道。
这个过程会产生压力差，即在叶轮进口和出口之间形成的差压。
5. 流体抽取：叶轮旋转时产生的压力差会导致液体或气体流动，并被抽入抽油机的进口。
随着叶轮的旋转，流体被强制排出抽油机的出口。
6. 排液或排气：抽油机将液体或气体移到出口，然后将其排放到另一个位置，如储罐、管道或其他设备中。
这样就实现了液体或气体的抽取和移除。
总结：抽油机基于机械驱动力、轴和叶轮的旋转以及压力差的产生，通过带动液体或气体流动，实现了液体或气体的抽取和移除。
它广泛应用于石油、化工、水处理等行业中。
一种适用于抽油机的永磁同步电动机的研发
龙源期刊网
一种适用于抽油机的永磁同步电动机的研发作者：戴武昌赵新飞杨玉波王秀和
来源：《电机与控制学报》2013年第02期
摘要：针对目前油田抽油机正常运行时，负载只有额定负载的20%～30%，此时感应电动机的效率和功率因数都很低，造成电能大量浪费的问题，研究了提高永磁同步电动机的起动转矩、效率以及扩大经济运行范围的措施，制定了高效高起动转矩永磁同步电动机设计准则，研发了1台22 kw、6极高效高起动转矩永磁同步电动机样机。
试验结果表明，该永磁同步电动机完全可以替代抽油机用37kw、6极感应电动机。
研发的电机性能高，已经在油田推广使
用，大大减少用电量，节能效果显著。
抽油机永磁电机反电势点问题探讨
（ ）临界 反 电势 。在一 定 负载下 ，连续 调整永 ２
磁 同 步 电 机 的定 子 电 压 ，用 Ｆ ＵＫ４ Ｂ 电力 分 析 仪 Ｌ ３ 测 试 永 磁 同 步 电 机 的 瞬 时 无 功 功 率 ，并 用 万 用 表 测 试 电 压 ， 当 Ｆ ＵＫ ３ 测 取 的 无 功 功 率 即 不 显 示 Ｌ ４Ｂ “ ” （ 性 无 功 ） 也 不 显 示 “ ” （ 性 无 功 ） 时 对 Ｃ 容 Ｌ 感 应 的 定 子 电 压 即 为 该 负 载 下 的 临 界 反 电 势 ，此 时 的
现 场 测 试 ， 有 些 场 所 谐 波 含 量 超 过 ５ 的 国 家 标
着地 面设施 的不 断增加 及 已建仪表 的老 化损坏 等原
因，电量计 量 系统还不 够完 善 。
２ ０ ２ ０ 年 投入使 用 的仪 表 ，有 ２ ００ ０ ３ １台通 讯 模块 损坏 ，需要 维 修 ；６ｋ 线 路 还 有 ６条 未 实 现 Ｖ
Байду номын сангаас
（ ）空 载反 电势 。每台永 磁 同步 电机都 有 １ １ 个
不 同 的 空 载 反 电势 ，用 同 种 转 速 的 永 磁 同步 电 机 轴
对 轴连 接 ，１台定子接 通三 相交 流 电 ，达 到 同步转 速 时 ，测 试 另 ｌ台被拖动 电机定 子 的开路 电压 即为
空 载反 电势 。
７ Ｏ
油 气 田地 面 工 程 第 ２ ９卷 第 ３期 （ ０ ０ ３ ２ １． ）
ｄ ｉ １ ． ９ ９ ｊ ｉｓ ． ０ ６ ６ ９ ． ０ ０ ０ ． ４ ｏ ： ０ ３ ６ ／．ｓｎ １ ０ － ８ ６ ２ １ ． ３ ０ ０
抽 油机 永 磁 电机 反 电势 点 问题 探 讨
节能型复式永磁电机抽油机在高凝稠油油田的试验应用
表 １复式 永磁 电机抽 油 机 的 性 能 参数 表 图 １ 复式永磁 电机抽 油机结构简图 ２ ． ２ 技术 特 点 １ ． １ ． ４前后导 向轮 ： 用 于改变皮带 的运动轨迹 ， 保证抽 油杆 、 平衡 ２ ． ２ ． １简化了机械传动机构 ， 设备维修保养简便 ， 运行成本降低 箱垂直运动 。 电机通过皮带带动抽油杆运动 ， 与游梁式抽油机相 比省掉 了 １ ． １ ． ５ 平 衡箱 ： 用 于 盛 装平 衡 块 ， 调 节平 衡 度 。 减速箱 、 曲柄连杆机构 、 游梁 、 驴头等机构 ； 与皮带式抽油机相 比 ，
由于采用 了 自动化控制 系统 ， 冲次调节通过 电控柜上 的参数 设置按钮 即可完成 ， 冲程 的调节通过调节行程开关 的位置 和电控 表 ５ 家 ４ ５ — ２ １井游梁 式抽油机与复式永磁电机抽油机节能检测 柜 内参数设置即可实现 ， 降低 了工人的劳 动强度 。 数 据对 比 ２ ． ２ ． ４长 冲程 、 低冲次 ， 适合稠油井的生产 从表 ３ 、 表 ５可 以看 出 ， 在生产 条件 相同 、 工况 参数相同 的条 其最大 冲程可达到 ８ ｍ， 冲次在 １ ～３ ． ５次 ／ 分钟 内无级调 节 ， 件下 ， 配套 电机功率下降了 １ ５ ～ ２ ３ ｋ Ｗ， 综合节 电率 ３ ． ５ ５ ％。 有利于稠油进泵 ， 提高 了充满系数 ， 减少无 效行 程 ， 在 同样 的产量 ４ 结 论 与 建 议 下， 因冲次 降低 ， 同 比延长泵 、 杆使用寿命 ， 并节约作业 费。 ． １ 结 论 ２ ． ２ ． ５振动载荷减少 ： 用皮带悬挂抽油杆， 可以吸收振动， 减少动载荷。 ４ ． １ ． １综合经济效益较好 。 从 ２口井的对 比试验看 ， 在原抽油机已经 ２ ． ２ ． ６节 材 、 节地： 该 种抽油机 与同参数 的游梁抽油 机相 比， 节约 ４
试析永磁电机应用在抽油机中的原理与效果
试析永磁电机应用在抽油机中的原理与效果作者：丁阿曼来源：《中国科技博览》2013年第25期[摘要]抽油机是将原油从地下抽到地面上来的设备。
本文通过对抽油机的负荷特点及托运现状的分析，得出抽没机普遍彩的异步电动机都存在着严重的电能浪费现象。
从而得出永磁电机应用在抽油机中的节能效果还是很明显的。
[关键词]永磁电机抽油机中图分类号：TE933.07 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）25-0273-01抽油机是将原油（含原油的液体）从地面（几百米至几千米）抽到地面上来的设备。
抽油机虽然型号不同，传动系统也不同，但都是由电动机驱动工作的，它的功能是将电动机的旋转运动转变为往复直线运动。
抽油机的分类比较多，油田上用的最广泛的是游梁式抽油机。
它是一种变形的四连杆机构，其整机的结构犹如一架天平，一端是抽油载荷，另一端是平衡配重载荷，而且由驱动电机经复杂的齿轮减速机构进行往复运动。
电动机轴上的负载转矩是油井负荷与平衡转矩的合成转矩。
游梁式抽油机是一种带有冲击性的周期交变负载，其启动转矩大，在一个周期内负载波动大，抽油机停车后总是从负荷最重的点开始启动，为了使抽油机启动顺利，常按抽油机的最大负荷来选配电动机，也就是要求驱动电动机在选择容量时留有足够的余量，以保证带载启动时能克服抽油机较大的惯性扭矩，以满足启动要求。
在运行时有足够的过载能力，以克服交变载荷的最大扭矩，这就造成了运行过程中大多数情况下电动机处于轻载状态，运行效率和功率因数都很低，从而使电动机非常耗电。
所以，为达到降本增效的目的，大力推广抽油机节能技术势在必行。
近年来，国内各油田陆续采用了各种节能方法，取得了不少成果，其中比较成功的是高转差电机。
抽油机负荷周期性波动时高转差电机的转速波动也很大，转差变化范围在10%～26%，高转差虽然改善了抽油机的受力有不少优点，但从节能的角度看是不利的，不仅使转差损耗增大，也使过渡过程损耗增加，而稀土永磁同步电动机在节能方面的优点显著。
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三维复式永磁电机抽油机
能源紧缺使高能耗的石油和化学工业面临严峻挑战，如何有效地降低能耗已成为行业发展的关键性问题，化工企业迫切需要先进的节能技术。
对此，全国高科技节能减排促进中心常务副主任马强说，将先进的高新节能技术引入化工系统，是降低化工生产能耗的有效方法。
由北京航天林泉石油装备有限公司生产的复式永磁电机抽油机，凭借占地面积小、重量轻、节电效果佳、噪音低等诸多优势，赢得大港、大庆、中原等良好口碑并与之签下了多个订单，它正以诸多个“节能效果50％”这一显著特点，被油田视为新一代的“绿色宠儿”。
我们知道，在陆地的石油开采中，抽油机是主要的生产设备，传统的游梁式抽油机，能耗大、难维修，光大庆油田，传统抽油机一年的耗电费用就是600亿度。
据了解，复式永磁电机抽油机是新型的双盘面电机与外转子电机复合的三维永磁电机。
它结合变极变频、永磁新材料、盘面电机、外转子电机各方面优势，对电机的结构、材料以及加工方法、控制系统进行了大胆创新。
由此，该电机最大冲程可以达到8米，冲次无级可调，不但节约能源，还可以最大限度地提高采液量。
新型的复式三维永磁电机的立体三维磁场更符合电机机电能量变换的要求，它充分利用了电机的三维空间，采用电动机轮直接传动带动抽油杆，有效功率达90％以上，与现在的各种低速大力矩盘式永磁电机相比，在同体面积下，力矩明显提高。
而复式永磁电机的功率是22kw，工作时提升力矩优于传统抽油机45～55kw，由于甩掉了传统抽油机的变速传动系统，节电效果超过50％，仅此一项便可以为大庆油田每年节约电费300亿元。
经由中原油田监测中心测试后出具报告显示，与原使用的游梁式抽油机相比：有功节电率达53.9％；无功节电率达92.5％；综合节电率为61.1％；噪声低于60dB（标准为87 dB ）；电机线包升低于20度；产品同时通过国家油气田井口设备质量监督检验中心对机械性能指标的检测，结果为检验指标全部合格。
2008年6月份，在中国石油大港油田分公司第一采油厂东4－18K井生产，也与永磁同步电机双驴头式抽油机做了两次对比测试，其节能效果依然显著。
抽油机有功节电率达54.48％和57.65％；无功节电率达72.42％和72.78％；综合节电率达55.01％和58.10％。
全国高科技节能减排促进中心常务副主任马强指出，目前我国新型抽油机和研发工作已经取得了较大进展，而北京航天林泉的产品，从根本上颠覆了百余年来抽油机的传统结构，节能效果显著，这不仅是北京航天林泉为我国节能减排这一产业做出的重大贡献，更是节能减排这一国家策在经济领域和市场环境下的具体落实。
作为北京市高新技术企业的北京航天林泉石油装备有限公司，凭借卓越的研发实力，早在2008年被入选为全国高科技节能减排促进中心副理事长单位，该公司生产的复式永磁电机抽油机且是中心的重点推荐技术之一；另外，公司并与浙大共同组建了“CHEEC浙大电机节能研发中心”。