SURF游梁式抽油机举升过程优化与柔性运行技术在卫星油田的应用
SURF井下系统运行过程优化控制技术应用研究
１ Ｓ Ｕ Ｒ Ｆ井 下 系统 优 化 策 略
Ｓ ｕ ｒ ｆ 井 下 系 统 运 行 过 程 优 化 控 制 技 术 是
一
分 游 梁式 抽 油 机不 再 适 应 长 冲程 、 低 冲 次采 油 工 艺 的要求 ［ ］ 。为 了提 高抽 油井 机械采 油 系统 效 率并 节约 电 能 ， 许 涛等 口 应 用 系统 动 态 参 数
关系， 基 于 目标 函数 和 边 界 条 件 提 出 了 Ｓ ＵＲＦ井 下 系 统 运 行 过 程 优 化 控 制 策 略 。通 过 现 场 实验 表 明 ， 笔
者提 出 的 优化 方法 能满 足 节 能 降 耗 的 要求 。 关键词 ： 游 梁 式 抽 油 机 ；数 学 模 型 ；优 化 控 制
国在 该 技术 领 域 起 步较 早 ， 对 游 粱式 抽 油 机变
过程 中的 速 度分 布 规律 ， 减轻 地 面 传 动 系统 和
整个 杆 柱 的结构 和 疲 劳环 境 ， 实 现 按 井下 供 液
速优 化运 行技 术 的研 究 已取得 了 明显进 展 。但 是， 美 国、 加拿 大着重 于解 决高 产油 田产 量最 大
Ｓ ＵＲＦ公 司研制 的驱 动 控 制 柜 ， 在 电机 内加 装
了角位 移传 感 器 ， 如 图 ３所 示 。在 曲柄 轴 上 加
装 了曲柄 位 置校 正传感 器 ， 如 图 ４所 示 。
机 械采 油 系统 的节能 测试 按 Ｓ Ｙ／ Ｔ ５ ２ ６ ６ —
１ ９ ９ ６ （ （ 机械 采油 井系 统效率 测试 方法 》 的规定 执
化 问题㈨ 。
量 自动 调节参 数 ， 提高泵 效 ， 降低机 械 受力 与损 耗， 以降 低 系统 能 耗 等综 合 目标 。有 效 减 轻 了
石油工程毕业论文-采油机械类
胜利油田游梁式抽油机研究2011年月日毕业论文任务书一、题目胜利油田游梁式抽油机研究二、本课题研究的目的、现状、工作任务和预期目标游梁抽油机自诞生以来，历经了数百年应用，经历了各种工况和地况，目前是世界上应用最广泛的抽油设备之一。
游梁式抽油机隶属于有杆抽油装置，它由动力机、减速器、机架和四连杆机构等部分组成。
它是将动力机的连续圆周运动边成抽油杆柱与抽油泵柱塞的往复直线运动，从而将地下的原油开采出来。
本文通过研究胜利油田几种常见游梁抽油机的结构和工作原理，对抽油设备在工作中产生的问题进行总结和分析。
并对油田今后采用的抽油机型号和数量进行了预测。
三、论文撰写、外文翻译和中外文献查阅《采油机械》主编李子俊石油工业出版社《采油工程》主编于云绮石油工业出版社《采油工程手册》主编万仁浦石油工业出版社《采油机械》报03年05期作者陈军綦耀光四、毕业论文进度安排2011.5.01——5.05 论文准备阶段。
撰写开题报告。
2011.5.06——5.15撰写论文阶段。
2011.5.16——5.30 准备答辩。
2011.6.01——6.20 答辩阶段。
学生签名：指导老师（签名）：教研室主任（签名）：年月日摘要游梁抽油机自诞生以来，历经了数百年应用，经历了各种工况和地况，目前是世界上应用最广泛的抽油设备之一。
游梁式抽油机隶属于有杆抽油装置，它由动力机、减速器、机架和四连杆机构等部分组成。
它是将动力机的连续圆周运动边成抽油杆柱与抽油泵柱塞的往复直线运动，从而将地下的原油开采出来。
本文通过研究胜利油田几种常见游梁抽油机的结构和工作原理，对抽油设备在工作中产生的问题进行总结和分析。
并对油田今后采用的抽油机型号和数量进行了预测。
关键字胜利油田；游梁式油机；预测改进目录一、论文摘要 (1)二、论文前言 (1)三、第一章游梁式抽油机结构组成 (2)四、第二章胜利油田常用抽油机介绍 (5)五、第三章游梁式抽油机基本参数 (9)六、第四章游梁式抽油机的抽汲工作参数和驴头悬点载荷 (10)七、第五章胜利油田游梁式抽油机基本情况 (12)八、结论 (13)九、致谢 (14)十、参考文献 (14)前言目前，胜利油田共有各种抽油机12500台，其中在用9900余台，闲置停用2300余台，库存300余台，有9个机型，50多个品种。
关于游梁式抽油机的原理与技术应用分析
关于游梁式抽油机的原理与技术应用分析摘要：游梁式抽油机在油田生产中发挥的重要作用，但是人们在讨论游梁式抽油机的使用或改进问题中存在的一些认识上的不同，某些不同观点屡屡出现在新产品介绍或某些专业文献当中，为分清事实真相，正确指导油田生产经营取得更佳的经济效益。
关键词：抽油机技术特征浅谈游梁式抽油机是国内外各大油田的主要机械采油设备，据统计我国各类抽油机总数超过20万台，其中游梁式抽油机占油田在役抽油机总数的90%以上，本文列举部分代有表性的针对游梁式抽油机选用的认识问题进行讨论。
一、关于抽油机的”无功损耗”分析作为耗能大户，抽油机的节能广泛受到关注，部分理论认为，游梁式抽油机通常采用普通电机驱动，电机功率因数和负载率往往较低，常常在低于30%情况下运行，通过实施某些新技术或增加无功补偿装置就可将功率因数提高到90%以上，因此大大减小电机的无功损耗，起到大幅度节约能源的目的。
针对这种认识，我们需要理清一下什么是无功功率，在具有电感和电容的电路里，这些储能元件在半周期的时间里把电源能量变成磁场（或电场）的能量存起来，在另半周期的时间里对已存的磁场（或电场）能量送还给电源。
我们把与电源交换能量的速率的振幅值叫做无功功率。
它不对外做功只是与电源进行能量交换，才被定义为无功功率，但它决不是无用功功率，电动机需要有无功功率才能建立和维持旋转磁场，使转子转动，变压器也同样需要有无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。
因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压。
对于供电系统，如果出现低功率因数运行的情况，会造成发电机有功功率的输出降低，使电气设备容量得不到充分发挥等不良影响，因此在电网中必须设置一些无功补偿装置来补偿功率因数的降低。
对于具体的用电设备来说，无功功率增加会使电流增加造成部分用电设备有用功增加，对于电机来说无用功功率增大，会导致电机线损增加，但是由于电机内阻较小，通常可以忽略不计。
游梁式抽油机的自动平衡调整装置改进方案
游梁式抽油机的自动平衡调整装置改进方案刘一山;薛建强;王林平;程灏;冯建设【摘要】The balance adjustment of the beam pumping unit is time-consuming,low efficiency,and high safety risk,and cannot be adjusted according to the change of oil well load.Before,aiming at the beam pumping unit for the development of a model,these problems of beam balance automatic adjustment device were solved.However,the device in the field of the use of the process of inte-gration is not high,and the accuracy is not enough,and so on.Therefore,the device is improved, and the original wire rope transmission is improved to the rack and gear transmission,and the e-lectric control system is optimized.Field test results show that the improved walking beam type oil pumping machine automatic balance adjustment device's performance is stable,greatly improve the adjustment precision,safe and reliable,more in line with the oilfield needs,in order to meet the requirement of industrialization.%人工进行游梁式抽油机的平衡度调节，存在费时费力、工作效率低、安全风险高等问题，并且无法根据油井载荷变化情况及时进行平衡度调整。
游梁式抽油机尾部自平衡装置的研制与应用
游梁式抽油机以其结构简单、运行平稳、性能可靠等优势，成为我国陆上油田最主要的采油举升设备。
由于游梁式抽油机的结构特性，决定了平衡效果差，导致其系统效率一般只有20%～30%，采油能耗较高，占油田总能耗的1/3[1]。
游梁式抽油机工作时是承受一个交变载荷的过程。
上冲程时，抽油机驴头承受作用在活塞截面以上的液柱重量和抽油杆在液体中的重量以及摩擦、惯性、振动等载荷；下冲程时，抽油机驴头承受抽油杆在液体中的重量、摩擦等载荷。
因此上、下冲程的载荷差别非常大时，抽油机则处于不平衡运转状态[2]。
经查阅资料显示国内各油田50%以上的游游梁式抽油机尾部自平衡装置的研制与应用孔红芳1陈晓莎2陈亮1宫艳红1冯萌萌1（1.中国石油大港油田分公司；2.中国石油华北油田分公司）摘要：游梁式抽油机在运转过程中，由于自身结构特点，受上、下冲程载荷变化影响，普遍存在不平衡现象，需要进行人工调整平衡。
为解决游梁式抽油机人工调整平衡不及时、工作效率低、占产时间长、安全风险高、劳动强度大等问题，设计了由游标、减速箱、太阳能板、控制系统、旋转摆锤、地面控制器等组成的尾部自平衡装置，实时自动检测抽油机平衡状态，通过齿轮齿条传动实现摆锤角度和位移的变化，从而对抽油机平衡度进行自动调整，以保证抽油机处于最佳平衡状态。
现场应用后，抽油机平衡区间得到时时优化、平衡率接近100%，日节电率可达14%，达到节能降耗的目的。
关键词：游梁式抽油机；尾部；自平衡DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2023.05.013Development and application of tail self-balancing device for beam pumping unit KONG Hongfang 1，CHEN Xiaosha 2，CHEN Liang 1，GONG Yanhong 1，FENG Mengmeng 11Dagang Oilfield Company，CNPC 2Huabei Oilfield Company，CNPCAbstract：In the course of operation，the beam pumping unit，due to its own structural characteris-tics，is affected by the load change of the upper and lower stroke．Imbalances are widespread，which needs to be manually adjusted the balance．In order to solve the problems of beam pumping unit such as untimely manual adjustment balance，low work efficiency，long occupancy time，high safety risk，high labor intensity and so on．The tail self-balancing device composed of cursor，gearbox，solar panel，control system，rotating pendulum and ground controller and so on has been designed to auto-matically detect the balance state of oil pumping unit in real time．And then the change of pendulum angle and displacement is realized through the gear and rack transmission，thus automatically adjusting the balance of oil pumping unit to ensure that the oil pumping unit is in the optimum balance．After the application on site，the balance interval of oil pumping unit is optimized at all times and the balance rate is close to 100%，with daily power saving reaching 14%，which achieves the purpose of energy conservation and consumption reduction ．Keywords：beam pumping unit；tail；self-balancing device 第一作者简介：孔红芳，高级技师，1996年毕业于大港油田技工学校，从事石油天然气开采与输送工作，130****7198，****************，天津市滨海新区大港油田第五采油厂，300283。
研制游梁式抽油机多功率电力拖动装置
研制游梁式抽油机多功率电力拖动装置无;王梅【摘要】1小组概况小组概况与小组成员情况（表1、表2）。
2选择课题中国石化中原油田采油四厂共有502口油井，其中499口采用游梁式抽油机抽汲生产，它的电力拖动装置南电动机和控制箱两部分组成。
【期刊名称】《石油工业技术监督》【年(卷),期】2012(028)011【总页数】7页(P3-9)【关键词】电力拖动装置;游梁式抽油机;功率;油田采油;中国石化;控制箱;电动机;组成【作者】无;王梅【作者单位】中国石化中原油田分公司采油四厂、设备管理QC小组,河南濮阳457176;不详【正文语种】中文【中图分类】TE933.1小组概况与小组成员情况（表1、表2）。
中国石化中原油田采油四厂共有502口油井，其中499口采用游梁式抽油机抽汲生产，它的电力拖动装置由电动机和控制箱两部分组成。
此种抽油机运行平稳可靠，但与电力拖动装置匹配性差，电动机装机功率远大于实际运行需要。
这是因为：一是抽油机起动载荷约为正常运行载荷的3～8倍，为了顺利起动，需按最大扭矩选配电机，而正常运行时，电动机的平均转矩总是低于抽油机最大扭矩，电动机功率明显富余；二是如果按照抽油机正常运行载荷配备电动机，当遇到抽油井轻微砂卡、蜡卡及泵挂加深、抽油机冲次加快等情况时，会造成电动机超载停机，甚至烧毁。
因此，通常选择安装较大功率的电动机，导致“大马拉小车”的现象，能耗较高、功率因数低、效率低。
2010年，中原油田技术监测中心测试了采油四厂6个油藏经营管理区301口游梁式抽油机井的系统效率。
SY/T 6374-2008《机械采油系统经济运行规范》要求电动机功率利用率不低于20%，而采油四厂单井最低电动机功率利用率11.41%，达不到标准规定的功率利用率指标。
不合格井数138口，不合格率45.8%（表3），不达标现象较为普遍。
小组调查了解到，目前市场上还没有专门针对抽油机负荷变化自动调整额定功率的电力拖动装置，而变频技术是依靠降低电动机转速，减慢抽油机冲次以减少做功，达不到不改变冲次而减少做功的目的。
关于游梁抽油机最优应力自动调参空抽控制运行举升系统的介绍
关于?游梁抽油机最优应力自动调参空抽控制运行举升系统?的介绍1目前游梁式抽油机机械采油举升系统存在主要问题游梁式抽油机是国内外石油工业的传统采油方式之一，在我国石油开采中有杆抽油系统一直占主导地位。
在我国各油田中，大约80%以上的油井采用有杆抽油系统。
游梁式抽油机以其构造简单、制造容易、可靠性高、耐久性好、维修方便等优点，在采油机械中占有举足轻重的地位。
但游梁式抽油机也存在很多缺点，如系统的效率低、能耗大、抽油冲次控制以及平衡性能差等。
其中，游梁式抽油机的主要问题是能耗大，效率低。
游梁式抽油机的总效率在国内一般地区只有12%到23%。
先进地区至今不到30%。
美国的常规抽油机系统效率较高，但也仅有46%。
系统效率低下，能耗大，耗能就多，以此，减耗提效成为有杆抽油系统的一个急需解决的问题。
此外，随着老油田油井的注水开发，油田已经开始进入高含水采油期。
不断进步产液量，以液保油，这是注水开采油田保证原油稳产的趋势。
这种开采特点要求抽油机的冲程越长越好，冲次越低越好。
但当前常规型游梁式抽油机型行程固定且偏小同时冲次调节困难，在一定程度上已经不能满足长冲程、低冲次消费的要求。
系统效率低的问题究其原因，有杆抽油举升系统由电机地面传动设备及井下抽油设备组成，系统效率是各部分效率的连乘积，任何一环的效率低，都会使效率变低，因此要进步抽油机系统效率的总效率实现减耗是一个复杂的系统工程问题。
能耗大的主要问题由于在同一工况、井况和同一时刻下，井下的能耗因地面游梁机型不同而会发生充满度、冲程损失，光杆功率的变化。
致使抽油机能耗大的主要原因有：〔1〕抽油机的负荷特性与异步电动机的转矩特性不匹配，甚至出现“发电机〞工况，出现二次能量转化。
一般电动机的负载率过低，约为30%。
致使电动机以较低的效率运行。
电动机在一个冲程中的某个时段下落的抽油杆反向拖动，运行于再生发电状态，抽油杆下落所释放的机械能有部分转变成了电能回馈电网，但所回馈的电能不能全部被电网吸收，引起附加能量损失，同时负扭矩的存在使减速器的齿轮经常收反向载荷，产生背向冲击，降低了抽油机的使用寿命。
试论系统矢量控制方法在油井中的应用
试论系统矢量控制方法在油井中的应用发布时间：2021-04-20T15:39:12.540Z 来源：《中国科技信息》2021年5月作者：于鹏曹丽丽张春[导读] 在有杆抽油系统发展过程中，影响其节能增产的主要问题一直为游梁式抽油机采油系统低效率、高能耗。
现河采油厂山东东营于鹏曹丽丽张春 257000摘要：在有杆抽油系统发展过程中，影响其节能增产的主要问题一直为游梁式抽油机采油系统低效率、高能耗。
实际上，异步电机较低的运行效率属于游梁式抽油机此种问题存在的主要原因，再加上工况频繁变化等因素的存在，导致该问题妥善解决的难度比较大。
当前，所采取的游梁式抽油机采油系统节能方法仍存在一定的不足，节能效果并未达到预期，还需要进一步研究其他的节能方法，由此可见，本文矢量控制节能方法的研究具有重要的现实意义。
关键词：抽油机系统；矢量控制；系统建模；优化运行；节能措施 1 矢量控制方法总体设计通过分析目前油田生产中采用的节能设备发现，尽管具备节能效果，但某些缺点仍然无法避免，因此，为了将采油系统的工作效率提升，需要从整体出发，研究新的节能方法。
对于游梁式抽油机采油系统，划分节能时，以其负载周期交变特性为依据，分为两个部分，一部分为周期内节能，一部分为多周期节能。
所谓周期内节能，是指交流异步电动机与抽油机悬点载荷变化相适应，由内环进行，要实现这一节能，需要建立系统矢量控制模型。
而多周期节能则以此模型为基础，最优化抽汲参数，提升效率的同时，降低能耗，由外环完成。
2 建立系统矢量控制模型 2.1 电动机矢量控制数学模型在游梁式抽油机中，原动机为异步电动机，构建数学模型时，合适与否直接影响节能控制效果。
通常，控制异步电动机时，输入变量为电压（或电流）、频率，由于电动机的特点为非线性、高阶、强耦合，因此，需共同控制输入变量，以实现对其性能的动态控制。
转速、磁通为电动机输出变量，基于输出变量与输入变量，可知多变量模型为建立的数学模型，其中，输入与输出变量均为模型的变量参数，各变量参数相互影响。