抽油机电机负载自动跟踪节能器推广应用
14型抽油机后配重节能改造应用
14型抽油机后配重节能改造应用摘要：目前中原油田普遍使用的抽油机是cyjy14-4.8-73hf型抽油机，由于泵挂深、结蜡等原因导致不平衡。
本文找出了目前抽油机在现场应用过程中存在的问题，实施了增加悬挂式游梁后配重，现场应用节能效果明显。
关键词：抽油机平衡率节能cyjy14-4.8-73hf型抽油机，以皮实耐用、冲程大、耗电少等优势，在中原油田得到了广泛应用。
中原油田采油三厂抽油机不平衡现象严重，由于部分井负荷过大，采用4块1.3吨平衡块调整到曲柄端部仍然无法平衡，个别抽油机甚至采用6块平衡块仍然不平衡，造成抽油机平衡度达标率只有不到70%，这种现象不仅造成能源浪费，而且抽油机在不平衡状态下运行，严重影响了抽油机寿命。
为解决上述问题，通过对目前抽油机运行现状的研究、分析，决定对我厂严重欠平衡的常规游梁式抽油机井进行改造，在cyjy14-4.8-73hf型抽油机的基础上，增加3.5t游梁后配重质量，改善游梁平衡效果，减少电量损耗，克服制造繁杂、安装困难等缺点，从而达到节能目的。
改造后的新型cyjy14-4.8-73hf/b异相游梁抽油机后配重节能改造采用挂式连接，结构简单、可靠性好、维修方便、性能可靠，能够有效提高抽油机的平衡效果，从而实现节能和延长抽油机使用寿命的目的，同时保证了后配重在抽油机运转时的稳定性。
一、施工方案自2012年5月份开始，我厂先后在卫75-19井等115口严重欠平衡油井进行了后配重节能改造，到目前为止所取得各项经济技术指标如下：1.改善抽油机平衡效率、提高装配效率，削减安全风险，使得平衡率在85%-110%之间。
平衡度平均每口井增加14% — 20%以上。
2.应用悬挂后配重后，单井上行最大电流降低9.3a，平均每口井电流降低8.5a，综合节电率24%，115口井日均节约电量9936kwh 左右。
3.间接效益：3.1互换性：在cyjy14-4.8-73hf型抽油机上增加质量为3.5t - 4t悬挂式游梁后配重，在每一台改造好的抽油机上能够互换。
优化节能措施降低机采井耗电
优化节能措施降低机采井耗电节能是当前和未来发展的重要课题，而对于石油行业来说，优化节能措施也是至关重要的一项任务。
机采井是石油生产过程中的重要环节，耗电量也是较大的一项成本。
下面将从四个方面提出优化节能措施，以降低机采井的耗电量。
第一，优化生产过程。
机采井的耗电量主要来自泵浦的运行和控制系统。
通过优化生产过程，调整注水压力和注入量，合理控制油井的产能，以减小泵浦过载运行的情况，减少能量消耗。
此外，采用智能化控制系统，能够实现远程监测和自动调节，能够根据油井实际情况进行精细化的调控，提高生产效率，降低能耗。
第二，优化泵浦的设计和选型。
泵浦是机采井中最主要的能耗设备之一，其选择和设计合理与否直接影响到机采井的整体能效。
要选择适合井口情况的泵浦类型，并且根据井口流量和压力进行匹配。
采用高效能的电机和变频器，以实现节约能量的目的。
同时，在泵浦运行时，应定期对其进行检测和维护，保证其正常工作，减少能耗。
第三，优化机采井的绝热与隔热措施。
机采井通常位于地下，温度较低，容易导致能量的损耗。
因此，对机采井井筒和井身进行绝热处理，并增设隔热层，降低井筒温度损失，减少能量消耗。
另外，对于蒸汽输送管道，要做好保温工作，减少蒸汽损失。
第四，开发利用新能源。
在当前全球能源紧缺和环境污染等问题日益严重的情况下，发展和利用新能源是一项重要的任务。
对于机采井来说，可以通过安装太阳能电池板和风力发电机等设备，利用自然能源来为机采井提供电力，减少对传统能源的依赖，同时降低机采井的能耗。
通过以上措施的优化和实施，可以降低机采井的耗电量，提高能效。
在石油行业发展的同时，也要始终关注资源的有效利用和环境的保护。
通过推广节能措施，既可以降低成本，提高企业竞争力，又可以减少能源的浪费，促进可持续发展。
静止无功发生器SVG技术在油田抽油机节能方向的应用
静止无功发生器SVG技术在油田抽油机节能方向的应用发布时间：2022-07-20T07:52:31.469Z 来源：《中国电业与能源》2022年5期作者：李军伟徐骥[导读] 随着科技的发展，电力电子技术在电力系统中有非常广泛的应用，李军伟徐骥晨诺电气有限公司中国一拖集团有限公司能源分公司471000摘要：随着科技的发展，电力电子技术在电力系统中有非常广泛的应用，电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一，近年来出现的静止无功发生器（SVG）新型电力电子装置具有更为优越的无功功率和谐波补偿的性能。
在配电网系统，电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，以进行电能质量控制，改善供电质量。
本文就静止无功发生器SVG在油田抽油机节能方向的应用。
关键词：电力电子技术静止无功补偿发生器，油田抽油机。
1 静止无功补偿发生器概述1.1技术简介静止无功发生器SVG的全称是 static var generator，静止无功发生器是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联到电网上，调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，或者直接控制其交流侧电流，使该电路吸收或者发出满足要求的无功功率，实现动态无功补偿的目的。
【1】1.2功能特点（1）功能原理（2）控制原理断路器合闸后，为防止上电时电网对直流母线电容器的瞬间冲击，APF/SVG首先通过软启电阻对直流母线的电容器充电。
当母线电压Udc达到预定值后，主接触器闭合。
直流电容作为储能器件，通过IGBT逆变器和内部电抗器向外输出补偿电流提供能量。
APF/SVG通过外部CT实时采集电流信号送至信号调理电路，然后再送至控制器。
控制器将采样电流进行分解，提取出各次谐波电流、无功电流、三相不平衡电流，将采集到的要补偿的电流成分和APF/SVG已发出的补偿电流比较得到差值，作为实时补偿信号输出到驱动电路，触发IGBT变换器将补偿电流注入到电网中，实现闭环控制，完成补偿功能。
桩西采油厂抽油机半直驱永磁电动机推广应用及效果评价
游梁式抽油机驱动系统传动方式为普通旋转电动机，通过皮带带动减速机，再由减速机驱动曲柄从而实现抽油泵的往复运动实现抽油[1]，这种传动环节较多、方式较为复杂，不可避免地导致动力系统效率下降且影响其安全性。
抽油机半直驱永磁电动机与控制器组成的驱动系统是专门针对解决游梁式抽油机动力系统较为复杂的弊端，并积极响应油田节能、减排大趋势需要而研制的，是现阶段抽油机改造最佳方案。
1基本情况游梁式抽油机是油田采油过程中的主要设备，现有驱动方式中间环节多、效率低，能耗较高，且存在一定的安全隐患。
日常调参、换皮带等工序需要耗费人力、物力，过程中停井也会影响油井生产。
为解决目前存在的问题，满足现场生产要求，减少拖动系统中间环节成为必然选择。
目前采油厂日开机采井635口，其中游梁式抽桩西采油厂抽油机半直驱永磁电动机推广应用及效果评价郭瑞华尹强徐娜王东生刘成祥（胜利油田分公司桩西采油厂）摘要：由于游梁式抽油机现有的皮带轮驱动方式中间环节多、能耗较高，且存在一定的安全隐患。
而抽油机半直驱永磁电动机具有大扭矩，低转速、效率高的特点，因此将电动机安装在减速箱输入轴上，直接驱动减速器，便可减少皮带传送环节，实现抽油机正常运转，具有节能及安全的技术优势。
经现场试验及改进，3a 来桩西采油厂机采系统推广应用半直驱永磁电动机77台，实施后，减少了皮带损耗及消耗费用，降低了工人劳动强度，消除了安全隐患，取得了良好经济效益及社会效益。
关键词：驱动方式；皮带传动；半直驱永磁电动机DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2023.06.008Popularization and application of semi-direct drive permanent magnet motor for pumping uint in Zhuangxi oil production plantGUO Ruihua，YIN Qiang，XU Na，WANG Dongsheng，LIU Chengxiang Zhuangxi Oil Production Plant of Shengli Oilfield CompanyAbstract：The beam pumping units with a pulley drive has many intermediate links，high energy consumption，and certain safety hazards．However，the semi-direct drive permanent magnet motor of the pumping unit has the characteristics of high torque，low speed，and high efficiency，whose motor is installed on the input shaft of reduction box and directly drives the reduction box，reducing the belt transmission link and achieving normal operation of pumping unit．It has the technical advan-tages of energy conservation and safety．After field testing and improvement，the 77semi-direct drive permanent magnet motors have been promoted and applied in the machine mining system of Zhuangxi oil production plant in the past three years，reducing belt loss and consumption cost，reducing labor intensity of workers，eliminating safety hazards，and achieving good economic and social benefits.Keywords：driving mode；belt transmission；semi-direct drive permanent magnet motor 第一作者简介：郭瑞华，高级工程师，2006年毕业于中国石油大学（工商管理专业），从事质量、节能降碳管理等工作，137****8255，*****************************，山东省东营市胜利油田分公司桩西采油厂QHSE 监督中心，257237。
抽油机用感应电动机软启动及节能控制系统的研究与设计
ｔｍ ｆｔ ｅｖ ｒａ ｌ ｏｔｇ ｒ ｃ ｈ ｈ ｎ ｅ ｆｔｅｌａ ｓｉｖ ｓｉａｅ ． ｌ ｇ —ｄｕ ｔｎ ｕ ｎｔｅ ｅｇ — ｅ ｏ ｈ ａｉｂｅｖ ｌａ ｅｔａ ｅｔ ｅｃ ａ ｇ ｓｏ ｈ ｄｗａ ｎ ｅ ｔ ｔｄ Ｖｏｔ ｅａ ｊｓｉｇ ｐ ｍｐｕ ｉ ｎ ｒ ｙ ｏ ｇ ａ
Байду номын сангаас
１ 引 言
油 田作 为耗 能大 户其节 能 问题 受到 全世界 的 关注 。对我 国来 讲 ， 油 机 节能 技 术 的研 究 具 有 抽 更大 的 实 际 意 义 。我 国每 年 机 械 采 油耗 电 量 达
成 高于 额定 电流 ４ ～７倍 的启 动 电流 ， 特别是 对于
大 功率 电动 机 ， 该启 动 电流会严 重 冲击 电网 ， 降低
电网 的供 电质 量 ， 影响其 他设 备 的运 行 ， 并 同时启 动 转距也很 大 ， 成 的机 械 冲 击会 影 响 电动 机 本 造
Ｂｉｉ ｚ Ｙｕｎ Ｇｕ ｂａ ｒ Ｔｏ ｉ ｌｋｉ． ｕｓ ｌ ｈａ ． ｈｔ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｃｏ ｂｉｅ ｈｅｏｉ ｆｅｄ ｐｒ ｄｕｃｉ ｉｃ ｓ ａ ｃ ｓ， ｈ ｒａ ｅ ｖ ｔ ｇｅ ｅ ｅ ｇｙ～ ａ ｉ ｇ ｃ ｎｔｏｌｓ — ｓｒ ｃ ： ｍ ｎ ｄ ｔ ｌ ｉｌ ｏ ｔｏｎ ｃｒ ｕｍ ｔ ｎ ｅ ｔ ｅ ｖａ ｉｂｌ ｏｌａ ｎ ｒ ｓ ｖ ｎ ｏ ｒ ｙｓ
摘 要 ： 合 油 田 生产 实 际 ， 讨 了 电压 跟踪 负载 变 化 的 调 压 节 能 控 制 系 统 。调 压 式 抽 油 机 节 能 控 制 器 是 结 探 采用 双 向反 并 联 晶 闸管 进 行 控 制 的 三 相 交 流 调 压 技 术 ， 过 检 测 电机 电 压 与 电 流 之 间 的 相 位 差 变 化 作 为 控 通 制信 号 ， 制 晶 闸管 的导 通 角 ， 而 改 变 电 机 的工 作 电压 ， 电 机 在 空 载 或 轻载 时 的工 作 电压 低 于 额 定 电 压 运 控 从 使 行 ， 达 到 节 能 的 目的 。该 节 能 器 因其 节 能 效 果 好 ， 护 功 能 多 ， 电 网污 染 小 ， 有 广泛 的应 用 前 景 。 以 保 对 具
变频远程监测控制系统在油田中研究与应用
变频远程监测控制系统在油田中研究与应用变频远程监测控制系统在油田中研究与应用一、前言我国的油田绝大部分为低能、低产油田，不像国外的油田有很强的自喷能力，大部分油田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。
以水换油、以电换油是目前我国油田的现实，电费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、增产、减少设备维护等。
目前据统计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，年耗电逾百亿KW·h。
抽油机的运行效率特别低，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KW·h。
除了抽油机之外，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，石油行业也是推广“电机系统节能”的重点行业。
抽油机节能，其首选方案是采用变频器对其电机拖动系统进行改造，抽油机改用变频器拖动后有以下几个好处：1）大大提高了功率因数（提高到0.9以上），大大减小了供电（视在）电流，从而减轻了电网及变压器的负担，降低了线损，可省去大量的“增容”开支;2）可根据油井的实际供液能力，动态调整抽取速度，一方面达到节能目的，同时还可以增加原油产量;3）由于实现了真正的“软起动”，对电动机、变速箱、抽油机都避免了过大的机械冲击，大大延长了设备的使用寿命，减少了停产时间，提高了生产效率。
但是，变频器用于抽油机电机时，也有几个问题需要解决。
（1）冲击电流问题，游梁式抽油机是一种变形的四连杆机构，其整机结构特点像一架天平，一端是抽油载荷，另一端是平衡配重载荷。
对于支架来说，如果抽油载荷和平衡载荷形成的扭矩相等或变化一致，那么用很小的动力就可以使抽油机连续不间断地工作。
也就是说抽油机的节能技术取决于平衡的好坏。
在平衡率为100％时电动机提供的动力仅用于提起1/2液柱重量和克服摩擦力等，平衡率越低，则需要电动机提供的动力越大。
抽油机电机的节能方法探讨
抽油机电机的节能方法探讨【摘要】本文根据抽油机的特点，提出了去发电、增惯量、平曲线的节能思路，并结合油井示功图，总结出油井系统节能的概念，在此基础上指出抽油机电机应该具备的功能，为进一步节能创造条件。
【关键词】抽油机示功图节能1目前抽油机拖动系统存在的问题（1）功率因数低目前油田抽油机电动机功率因数一般在0.2-0.5之间变化，为了提高抽油机电动机的功率因数，通常是利用补偿电容器提高功率因数，但电机本身的功率因数并不会改变。
（2）“大马拉小车”问题严重临盘采油厂机械采油系统多数是1台变压器拖动1口油井，变压器的额定容量为50-100KV A，电动机的额定功率22 KW、30KW、37KW、45KW、55KW。
由现场的测试结果可知，电动机的实际输入功率大部分在3KW-10KW之间，电动机的负载率很低，功率因数也很低，无功电流比例很大，导致线损增加。
这是所有油田都存在的问题，造成这种现象的原因是：抽油机负载有静转距大，而运行转距小的特点，所以要配置大容量的电机，保证足够大的起动转距，所以选用较大功率的电动机，变压器的容量也随之增加。
这虽然解决了抽油机的起动问题，但由此却带来了机械采油系统的“大马拉小车”问题，变压器、电动机负载率下降，自身损耗相对增加，造成了电能的浪费。
（3）抽油机系统存在发电现象从本质上讲，游梁式抽油机井口载荷曲线是近似于正弦曲线，而游梁式抽油机曲柄的圆周运动是严格意义上的正弦曲线，所以游梁式抽油机只能平衡掉井口载荷曲线的一阶分量，由此知系统总是达不到完全平衡，这将导致抽油机带动电动机超过电动机的同步速度运行，电动机变成异步发电机向电网反送电，我们称之为“倒发电” 现象。
（4）抽油机系统调速困难随着节能意识的提高，抽油机系统调速问题凸显出来，让冲次适应产量的变化就需要调速，因此变频调速技术在电机调速中得到广泛应用，由于抽油机拖动系统存在着不同程度的“倒发电现象”，承担变频调速任务的变频器必须工作在四象限状态，或者设置泄放回路，使变频器的效率降低，可靠性降低。
国家重点推广的电机节能先进技术目录(第一批)
国家重点推广的电机节能先进技术目录（第一批）为推广应用先进实施电机节能技术，能效提升计划提供技术途径、为提升电机系统终端用能设备能效水平，落实工业绿色发展专项行动，为地方组织实施电机能效提升计划提供技术途径，经地方各地区工业和信息化主管部门推荐、专家评审及网上公示，工业和信息化部编制完成了《国家重点推广的电机节能先进技术目录（第一批）》，现予以公告。
请各地区、有关企业加强组织推广。
1、伺服电机永磁高效节能技术采用短时过载能力强的电源和大功率驱动器件，融入电机参数自动辨识、自动调整的自适应控制技术，保证系统高加速性能的同时，运行智能可靠。
采用谐波抑制技术、能量回馈技术以及功率校正技术，实现电机系统应用的高效率和智能控制。
适用于功率范围0.75kW～300kW高压或低压的电机系统节能改造，可应用于注塑机的液压动力系统拖动部分、数控机床、纺织机械、包装和印刷机械等设备。
应用案例：东莞、武汉、柳州等地2000多台注塑机电机系统节能改造，运行稳定，综合节电率达到40%～80%，注塑机生产效率提升10%，生产成本降低8%。
2、伺服电机及其驱动控制技术采用MCU（微控制芯片）+PID（比例、积分、微分控制芯片）双核结构及自主研发的传感器，实现智能快速剪线、拨线、抬压脚和高速倒回缝，可匹配18个系列产品，通用性强。
相对传统的电机系统及控制技术，主要解决了快速定位、智能操作的问题。
相比传统的摩擦片式异步电动机（离合器电机）、涡流式异步电动机（电子马达）、混合步进式电动机（变频电机），能耗降低70%，效率提高30%。
适用于功率范围0.55kW～1kW低压电机系统节能改造。
可应用于缝制和纺织系统JUKL8100B-7、ZJ9703、JACK2等设备改造。
应用案例：中捷股份有限公司10万套总功率55000千瓦伺服电机及其控制系统改造，综合节电率达70%，生产效率提高30%。
3、稀土永磁伺服电机高动态响应控制技术采用高动态响应稀土永磁伺服电机电磁及结构场路优化设计、高功率密度、小惯量电机制造技术，使电机加减速电流及损耗下降50%，成本降低50%。
抽油机匹配节能电机应用分析
抽油机匹配节能电机应用分析摘要：通过对萨北油田不同节能电动机的工作原理和机械特性进行阐述。
并结合抽油机负载特性和电机实际应用情况，对节能电机的适应性进行了研究。
通过统计不同类型电机现场应用效果，探究抽油机适用节能电机类型，为保证抽油机的经济运行和今后节能电机的匹配提供依据。
关键词：节能电机适应性节能优化0 前言高转差电机、双功率电机以及永磁电机三种节能型电机在油田抽油机井广泛应用。
截止到2020年8月底，萨北油田抽油机井高转差电机1624台，双功率电机1180台，永磁电机290台，三种电机应用比例高达77.5%。
这些节能电机在现场应用中存在匹配不合理现象，如同一种电机在不同油井节能效果大不相同。
因此为了优化节能设备运行，针对这三种应用最广泛节能电机，开展现场应用效果分析和适应性分析。
1 节能电机原理及机械特性介绍1.1高转差节能电机高转差电机通过增加转子电阻增加电极的转差率，从而使电机在重负荷期间的速度降低，并增加了扭矩；使轻负荷期间速度增加，并减小了扭矩。
在运行周期内，其速度变化超过了12%。
这一特性减小了启动电流，增加了启动扭矩，装机容量降低了近40%。
1.2双功率节能电机双功率电机是在普通Y系列电机的基础上改造而成，成本低廉，双功率电机有2套串联的绕组，即大功率的启动绕组和小功率的工作绕组，电机启动时，电流较大，使用大功率绕组，转正常运行后，自动切换为小功率绕组，具有很好的节能效果。
1.3永磁节能电机永磁同步电机（包括无刷直流电机、永磁半直驱电机）与异步电机在结构方面相似，采用永久磁铁代替励磁绕组，定子和转子与普通Y系列电动机相似，电动机在转子上装有鼠笼条和稀土永磁钢，启动时笼条与旋转磁场相互作用产生异步启动力矩，牵入同步后笼条失去作用，永磁磁场与旋转磁场相互作用带动负载工作，运行时定子边励磁电流减少，铁损降低，大大提高了功率因数，降低了电机的温升与配电设备的容量，提高了低负载区（50%）以下电动机效率，实现节能的目的。
抽油机用节能控制器的研制
维普资讯
科
学
技
术
与
工
程
８卷
间参数 由 Ｃ Ｕ控 制 电机启 停 ， 在 电机 启停 前发 出 Ｐ 并 声 音报警 信号 。
本节能器的单片机采用 Ａ ８ Ｃ ２３， Ｔ９ ５ ｌ 此单片机 ］
有 ８ Ｌ Ｓ ＭＯ Ｙ，５ Ｂ Ｔ Ｋ Ｆ Ａ Ｈ ＭＥ Ｒ ２ ６ Ｙ Ｅ片 内 Ｒ Ｍ，２个 Ａ ３ ＩＯ 口， ／ ３个 １ ６位 定 时 器 ， 上 外 配 ３ Ｋ Ａ 加 ２ Ｒ Ｍ， ２ Ｅ Ｐ Ｏ 完 全能满 足节 能器要 求 。 Ｋ Ｒ Ｍ，
够 满 足再 次连 续满 抽 的条 件 时 ， 油机 才 能 再 次 启 抽
抽油机的低产井 ， 普遍存在抽取能力远远大于油井
实 际负荷 的 问 题 。 因 此 ， 空增 加 无 效 行 程 ， 费 泵 浪
大量 电能 ， 时也 使 抽 油 机 的 维 护 费 用 提 高 ， 体 同 具 表现 为 电 动机 轻 载 或 接 近 空 载 运 行 。 为 此 人 们 曾 尝试 多种解 决 方 案 ， 采 用 双 速 电 动 机 ， 行 无 功 如 进 补偿 ， 高效 率 等 … ， 都 不 能 解 决 抽 空 时 对 抽 油 提 但
２０ ０ ８年 ７月 ２ 日收 到 ８
２ 软硬件 结构
硬 件结 构框 图如 图 １所示 ， 主要 由单 片机 、 电量 传感器 、 比较 器 、 Ｅ 显 示 、 摸 键 盘 、 Ｔ Ｈ Ｏ ＬＤ 触 ＷＡ Ｃ Ｄ Ｇ 及 电源监 控 、 音 报 警 、 储 电路 组 成 。通 过 对 电 声 存
摘
要
设 计 了一种抽油机用节 能控制器 ， 通过检测 电机 的功率 因数 间接 判 断井下供 液 能力 的大小。本 控制器 可 以延 长低
抽油机用节能电动机优缺点及应用效果分析
抽油机用节能电动机优缺点及应用效果分析作者：曲长发来源：《中国科技博览》2013年第02期摘要：国内大部分油田已进入高含水后期开采阶段，后备储量严重不足，实现油田高产、稳产的难度日益加大，油田机采井总数快速增长，用电量也不断攀升，本文从油田抽油机用电机的现状入手，依据抽油机用电机的选取方法，阐述了几种抽油机用节能电机的节能原理及优缺点，并根据这些节能电机在油田生产实际中的应用效果，对推广应用节能电机进行了有益的探索。
为实现节约油田开发成本提供了参考依据。
关键词：系统效率；节能电机；高转差率；永磁电机【分类号】：TD327.3一、抽油机井系统效率与电机的选择1、抽油机井系统效率的组成及影响因素抽油机井系统效率是反映油井生产状态的综合性指标，抽油机井系统效率的高低直接影响油田机采系统的节能生产。
从油田生产用电情况来看，相关研究数据表明，抽油机用电机的耗电量约占油田生产用电总耗电量的30%-40%左右，因此，挖掘抽油机用电机的节能潜力，实现抽油机用电机节能降耗，对于实现油田高水平、高效益开发具有重要意义。
2、电机的选择根据抽油机的工作特性来看，抽油机是惯性转矩比较大的设备，它需要带负荷起动，因此需要有足够大的扭矩才能使系统运转起来，也需要考虑油井的产液量根据生产要求不断变化的情况。
为了满足起动及生产需要，必须给抽油机配备较大功率的电动机。
装机功率过大，给油田生产造成了以下几个问题：（1）电机效率过低，导致功率因数下降，由此造成自身损耗增加；（2）为满足电机需要，需要配套较大容量的变压器，进而需要大量投资进行单井低压无功补偿或者线路高压无功补偿；（3）常规三相异步电动机较硬的机械特性，减少了抽油机设备的使用寿命。
根据我厂部分机采井的测试结果表明，抽油机电机功率利用率不到0.3，为了解决装机功率过大的问题，目前我们采取了使用节能电机的方法来降低抽油机电机的装机功率，以提高电机效率，提升电机功率利用率。
二、节能电机优缺点分析抽油机的工作特性决定了电机的运转必须与载荷的变化相匹配，提起载荷时，电机转速较低，提供足够的转矩使系统运转起来，载荷下降时，电机转矩下降，转速上升，防止电机处于自发电状态。
智能抽油机控制器的研究
图 １ 抽 油 机 电 机 负载 转 矩 特 性 随 时 间 变 化 曲 线
频率 波 动的 。
２ ）平 均 负载 转 矩通 常 是最 大转 矩 的 １ 在贫 油 １ ３
一
訇 出
（ 图２ 示 ）。电机 端 子 电压 能通 过 晶 闸管触 发 如 所 角 进 行调 整 。霍 尔 电流 传 感器 用 于 检 测 软 件 启 动 器和过 载保 护时 的 电机 电流 。 零 电压检 测电路可 以检 测每相 电压 的过零 点 ， 它使 用 了同步信 号触发 电路和缺 相保护 电路 。 显示 电路用 于 显示设 定值 和系统 工作 状 态。
０ 引 言
在 石 油 工 业 中 ，抽 油机 电机 的 电 能 消 耗 约 占 石油 领域 总 电能 消耗 的４ ％。因为 抽 油机 的负载 转 ０
菖 邑
矩 随 着其 上 下 行 程 而 波 动 ，抽 油 机 电 机 的 负 载 率 周 期性 变 化 ， 而且 ， 抽 油机 电 机 需 要 一 个 大 的 起 动 转 矩 用 于 抽 油机 的操 作 需 求 。通 常 ， 抽 油机 电
３ ）因 为经 常 重 载 启动 ，抽 油机 电机需 要 一 个 启 动转 矩裕 量 。 由 于 上 述 规 定 和 限 制 ， 抽 油 机 电 机 的 平 均 负 载 率 仅 仅 达 ￣ ２ ％，极 少 的 富 油 井 中也 不 超 过 １０
３ ％。抽 油机 电机 的效率 和 功率 因数 非常 低 ，因 为 ０
、 Ｉ
ｌ 化 Ｉ ５
智 能抽 油机 控 制 器 的研 究
抽油机专用变频节能技术应用研究
抽油机专用变频节能技术应用研究1. 引言1.1 研究背景抽油机作为石油开采中重要的设备之一，其工作效率和能耗一直是人们关注的焦点。
传统的抽油机在工作过程中通常采用恒速运行的方式，这种方式存在能耗高、运行效率低的问题。
为了提高抽油机的运行效率并减少能耗，需要引入新的节能技术。
近年来，随着变频技术的不断发展和应用，抽油机专用变频节能技术逐渐受到人们的关注。
变频技术可以实现电机的调速控制，根据实际工况需求来灵活调节转速，提高工作效率，降低能耗。
将变频技术应用于抽油机中成为了一种趋势和需求。
目前关于抽油机专用变频节能技术的研究还比较有限，对其实际应用效果以及在抽油机工作中的优化方面仍有待深入探讨。
本研究旨在深入分析抽油机专用变频节能技术的应用案例，探讨其节能效果、技术参数优化和系统稳定性等方面的问题，为抽油机的节能和提高工作效率提供理论基础和实际指导。
1.2 研究目的本研究旨在探讨抽油机专用变频节能技术的应用研究，通过对变频节能技术在抽油机中的实际应用进行分析和研究，验证其节能效果，并对技术参数优化以及系统稳定性和安全性进行评估，以期为抽油机的节能改造和提升技术水平提供理论依据和技术支持。
通过本研究，我们将探讨变频节能技术对抽油机的影响，总结其节能效果，并提出未来研究的展望，为抽油机领域的节能技术研究和实践提供参考和指导。
2. 正文2.1 变频节能技术在抽油机中的应用变频节能技术在抽油机中的应用是指利用变频技术来控制抽油机的运行速度和功率，从而实现节能减排的目的。
通过对变频节能技术在抽油机中的应用进行研究和实践，可以有效提高抽油机的运行效率，降低能耗和生产成本。
首先，变频技术可以根据井口产液量的变化实时调节抽油机的转速和电力输出，从而使抽油机在不同工况下保持最佳运行状态，避免过载或低效运行。
这样既可以提高抽油机的工作效率，又可以延长设备的使用寿命，减少故障率，降低维修成本。
其次，通过变频节能技术可以实现抽油机的启停频率的调节，减少频繁启停对设备的损坏，提高系统的稳定性和可靠性。
游梁式抽油机节能控制器的研究
游梁式抽油机节能控制器的研究发布时间：2022-05-23T07:09:38.295Z 来源：《科学与技术》2022年2月3期作者：刘同帅[导读] 当前，我们国家在进行采油生产过程中，最主要应用到的设备就是抽油机刘同帅中原油田分公司濮东采油厂河南濮阳 457000摘要当前，我们国家在进行采油生产过程中，最主要应用到的设备就是抽油机，抽油机的数量已经达到十万台以上的状态，有梁式抽油机的结构相对来说是比较简单的，而且使用过程中，可靠性是比较高的，目前，我们国家油田原油在开采过程中是最主要的应用设备之一，在机械采油相关设备中，大概占了60%以上的概率。
但是这种游梁式抽油机也是油田中使用机械中消耗能量最大的一种，它所使用的电量是整个油田使用电量的一半。
并且这种游梁式抽油机的功率利用率是比较低的，所以非常容易出现能源浪费比较严重的状况。
关键词：游梁式抽油机；节能控制器；研究方向前言由于这种游梁式抽油机会出现能源浪费等各种不好的状况，所以，抽油机相关节能问题的重视程度已经逐渐扩大，而且还出现了不同种类的节能产品，对于抽油机节能这一问题来说，逐步开发了及抽油机电机变频节能间抽节能技术于一体的这种多功能抽油机节能控制器，这种控制器在实际的应用和数据记录的过程中，对于抽油机的节能问题进行了有效的解决，而且对于电量的节省也在20%左右。
同时，对于抽油杆的检修周期和寿命有一定程度的延长，而且在机械磨损方面也大幅减少。
一、游梁式抽油机节能控制器的主要原理以及功能特征1.1简述游梁式抽油机节能控制器游梁式抽油机节能控制器主要是由两个部分构成的，第一部分抽油机电机变频变频节能控制系统，第二个是间抽采油节能控制系统，这种控制器的装置是非常符合实际状况的，而且整体体现出来的节能效果是非常明显的，尤其是对于抽油机的机械磨损方面，在很大程度上降低。
以及对于抽油机杆的检修周期以及使用年限，在一定程度上得到了最大的延长。
1.2抽油机变频控制器主要原理和功能特征1.2.1变频控制的主要原理游梁式抽油机在实际运行过程中，最大功率和最小功率之间的差距是非常大的，主要造成这一问题的原因就是，首先来说，抽油机设计的过程中，电机选型功率是实际消耗功率的2到3倍，这样一来，抽油机是始终处于大马拉小车的一个状态，是比较轻松的。
油田抽油机节能与变频技术应用浅析
油田抽油机节能与变频技术应用浅析发布时间：2021-07-21T15:33:29.017Z 来源：《工程管理前沿》2021年3月第9期作者：夏正华江鹏[导读] 随着油田的开发，地层本身能量不足以使原油产生自喷，原油开采的方式由自夏正华、江鹏中国石油工程建设有限公司北京 100120中国石油工程建设有限公司北京设计分公司北京 100085摘要：随着油田的开发，地层本身能量不足以使原油产生自喷，原油开采的方式由自喷采油法转入机采。
抽油机是机采油田的耗电大户，使得原油井开采的电费成本居高不下，能源浪费十分严重。
本文主要分析油田抽油机的节能，并结合变频技术提高电能的利用效率，从而保证油田正常生产，提高油田经济效益。
关键词：抽油机；节能；变频引言我国大多数的油田已相继进入了油田开发的中后期，油井逐渐丧失自喷能力，基本上已从自喷转入机采，其中抽油机采油井占油田总井数约为90%抽油机的运行效率特别低。
近几年，随着油田油气勘探开发的深入，稳油控水和节能的要求也不断提高，抽油机是油田的耗电大户，其用电量约占油田总用电量的40%，使得油井开采的电费成本居高不下，而抽油机的运行效率特别低。
为提高节能环保，目前已有部分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，各油田已经配套使用了许多变频控制，在保证生产的前提下，合理使用能源，也需最大限度地节约电能，以取得较好的经济效益。
1 抽油机工作原理抽油机（磕头机）是油田中后期石油开采中的必备设备。
每口原油生产井都至少使用一台抽油机，将深藏在地下(或海水中)的石油通过抽油管抽出。
抽油机的每个工作循环可分为4个阶段，即上提抽油杆，下放抽油杆，从上提抽油杆转换为下放抽油杆，从下放抽油杆转换为上提抽油杆。
游梁式抽油机的地面部分一般由电动机、减速器和四连杆机构(包括曲柄、连杆和游梁)等组成，工作时电动机通过三角皮带带动减速箱减速后，由四连杆机构把减速箱输出轴的旋转运动变为游梁驴头的往复运动，用驴头带动抽油杆作上下往复的直线运动，即可将原油从油井中抽出。
关于抽油机的节能问题
当前全球经济发展过程中，有两条显著的相互交织的主线：能源和环境。
能源的紧张不仅制约了相当多发展中国家的经济增长，也为许多发达国家带来了相当大的问题。
因此，不论在国内还是国外，尤其是在工业生产中，节能问题已经受到越来越多的重视。
而油田作为耗能大户其节能受到全世界的关注。
自动测量油井动液面改变抽油机运行速度的闭环控制系统，本发明涉及一种能够通过自动测量油井动液面，根据动液面判断油层对该油井的供液量，自动改变抽油机运行速度的油井动液面闭环控制系统；其特点在于：在原来抽油机传动链中的电动机和带负载的减速箱之间安装一套带转速测量和高、低位限速机构的电控机械无级变速器；同时在油井套管阀门上安装一套能用计算机控制的机械次声波发讯装置和传感器并用带屏蔽的信号线将其与油井动液面自动控制仪连接起来构成一个闭环控制系统。
在油田原油生产过程中，油气集输、含油污水处理、油田注水、水源井供水等主要生产工艺大部分是通过各种泵、空气压缩机来完成，其用电量占油田总用电量的70%～80%。
目前，这些油泵、水泵和空气压缩机大都处于电动机驱动恒速运转状态，由于设计时考虑到油田发展的需要，选型时一般选择容量较大的电动机，使得大多数泵站都存在大马拉小车[1]的现象；另一方面，随着油田开发程度的加深，注采、集输等要求的不断调整，很大一部分油、水泵处于变工况状态下运行，因此在运行中普遍存在着离心泵节流、往复泵打回流的现象，造成电能损失巨大[2]。
引进应用闭环控制变频调速技术，实时调整电机转速，不但能有效的提高注水、集输、供水、供热等方面整体系统效率，同时在改善设备工作状况、节能降耗等方面有相当大的潜力。
在油田开采过程中，通常电动机的装机功率较大[5l:一是泵装置的设计能力按最大化的抽取要求选择，设计及选型阶段即存在能力过剩;二是随着油井由浅入深的抽取，泵装置的能力过剩随流体总量的减少而加大，产量越趋降低，泵装置的过剩能力就越严重;三是为保证抽油机的启动要求;四是保证在运行时有足够的过载能力。
抽油机“一拖多”节能效果测试方法探索
卵啪 ＝
Ｊ Ｏ ｚ ＭＯ
式 中 叼 井组 系统效 率 ， 一 ％。
４ ． 井组 有功 节 电率 ．４ ２
×１ ０ ０
主 要 测试 井组 总 线上 电压 、 电流 、 功 功率 、 有 无功 功
率 、 功率 、 视 功率 因数 。 电参 数测试 中需 关 闭非 抽油
式 中
一 井组 有功 节 电率 ， ％； 『 井 组应 用“ 拖多 ” 吨液 百米 提升 高度 ＿ ＿ 一 前
ＱＺ Ｊ ：
１ ．１
一 （ｉ ９＇ ） Ｐ］
有功耗 电量 ，Ｗ ・／ ｏ ・ ； ｋ ｈ（ ￣ ｔ １ ） Ｉ 井 组应用 “ 拖多 ” 吨液百 米 提升 高度 厂 一 后
有功耗 电量 ，Ｗ ・／ ０ｍ・ 。 ｋ ｈ（ ｔ １ ） 井组 应用 “ ～拖 多 ” 后 吨液百 米提升 高度 有功 前 耗 电量 的计算 如下 ：
４２ １ 井组 输 入 功 率 ．．
范， 数据采 集有 效 ， 合要 求 。 符 （ ） 测试 方法 进行研 究 ， ４对 发现在 进行 电参数 测 试时 ， 测试 点 为单井 电机 配 电柜 进线端 ， ７口抽 油 但
机 电机 的输 入 功 率之 和 大于 井组 总 进 线输 入 功率 ， 即测试值 与 实际耗 电量不 相符 。 通 过 “ 拖多 ” 一 具有 一套逆 变单元 控制 多 台电机
井组 模拟 为一个 整合 的机 采系 统 ．加测 井组 的总 能 耗， 以井组 为基 准进行 能耗 分析 。
４１ 现 场 测 试 方 法 ．
式 中 Ｐ『 井组有 效功率 ，Ｗ； ２ ｋ
一
单 井有效 功率 ，Ｗ； ｋ
重 力加速 度 ， ／ ； ｍ ｓ
ｐ 单井 液体密 度 ，ｍ ： ｌ 一 ｔ ／ ｑ ｉ 井油井 产液 量 ， ３ ； 一单 ｍ／ ｄ Ｈｉ 单井有 效扬 程 ， 一 ｍ。
抽油机电机负载自动跟踪节能器推广应用
科技视界Science&Technology VisionScience&Technology Vision科技视界1问题的提出目前我厂有抽油机7214口井,在用的节能设备主要有节能抽油机、节能电机和节能控制箱,全厂节能覆盖率85.42%。
为了进一步降低抽油机单井能耗,提高系统效率,我们推广电机负载自动跟踪节能器,通过对电动机负载情况对电机运转情况的实时检测和分析,实现电容器组进行快速智能投切组合,从而使实现抽油机工作方式与油井的实际负荷及环境条件的最佳匹配,从而降低电机能耗,提高抽油机电机的运行效率。
2011年在45kW、55kW电机装机功率不同条件下,对该产品的节电效果进行评价,从而优化使HECY-380型抽油机电机负载自动跟踪节能器与电机达到最佳的匹配,提高电机的运行效率。
2工作原理及结构特点2.1工作原理抽油机电机负载自动跟踪节能器的工作原理是对电流的实时跟踪补偿,由控制系统调整执行系统的主要工作元件可控硅的导通角,实现电容实时动态补偿,电流较大是(有功功率较高时),可控硅导通角减小,电容补偿量随之减少,反之,可控硅导通角增加,电容补偿量增加,实现节能。
无功功率补偿的是把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路,当容性负荷释放能量时,感性负荷吸收能量;而感性负荷释放能量时,容性负荷却在吸收能量,能量在两种负荷之间互相交换。
这样,感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿,这就是无功功率补偿的基本原理。
其原理如图1所示。
图1电容补偿原理图2.2自动跟踪节能器结构组成图2控制面板图3控制面板上显示屏抽油机电机负载自动跟踪节能器由控制系统和执行系统两部分组成。
控制系统:实时监测电压、电流、功率因数,并对电流无功分量进行分析、判断,作为执行系统智能投切的依据,保证较好的补偿效果。
执行系统:采用高速无触点开关,作为一种交流电子开关,接受控制网络触发信号,代替有触点交流接触器投切的方式。
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抽油机电机负载自动跟踪节能器推广应用
【摘要】抽油机电机负载自动跟踪节能器，由控制系统调整执行系统的主要工作元件可控硅的导通角，实现电容实时动态补偿，实现抽油机工作方式与油井的实际负荷及环境的最佳匹配，从而减少能源浪费，提高抽油机电机的运行效率。
现场应用35口井结果表明，该技术实现了有功节电率6.46%、综合节电率6.91%。
【关键词】节能器；能量补偿；节能效果
1 问题的提出
目前我厂有抽油机7214口井，在用的节能设备主要有节能抽油机、节能电机和节能控制箱，全厂节能覆盖率85.42%。
为了进一步降低抽油机单井能耗，提高系统效率，我们推广电机负载自动跟踪节能器，通过对电动机负载情况对电机运转情况的实时检测和分析，实现电容器组进行快速智能投切组合，从而使实现抽油机工作方式与油井的实际负荷及环境条件的最佳匹配，从而降低电机能耗，提高抽油机电机的运行效率。
2011年在45kW、55kW电机装机功率不同条件下，对该产品的节电效果进行评价，从而优化使HECY-380型抽油机电机负载自动跟踪节能器与电机达到最佳的匹配，提高电机的运行效率。
2 工作原理及结构特点
2.1 工作原理
抽油机电机负载自动跟踪节能器的工作原理是对电流的实时跟踪补偿，由控制系统调整执行系统的主要工作元件可控硅的导通角，实现电容实时动态补偿，电流较大是（有功功率较高时），可控硅导通角减小，电容补偿量随之减少，反之，可控硅导通角增加，电容补偿量增加，实现节能。
无功功率补偿的是把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，当容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量；而感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间互相交换。
这样，感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就是无功功率补偿的基本原理。
其原理如图1所示。
图1 电容补偿原理图
2.2 自动跟踪节能器结构组成
图2 控制面板图3 控制面板上显示屏
抽油机电机负载自动跟踪节能器由控制系统和执行系统两部分组成。
控制系统：实时监测电压、电流、功率因数，并对电流无功分量进行分析、判断，作为执行系统智能投切的依据，保证较好的补偿效果。
执行系统：采用高速无触点开关，作为一种交流电子开关，接受控制网络触发信号，代替有触点交流接触器投切的方式。
2.3 抽油机电机负载自动跟踪节能器功能
2.3.1 智能补偿
高性能微处理器芯片，针对抽油机低负载率带来的功率因数和系统效率低的问题，内置的专用优化控制软件能及时准确地动态调整设备电容投切。
可实现分参数、分机控制，与其他控制系统联网，实现智能化、系统化。
2.3.2 动态跟踪
控制器能及时准确地动态跟踪电机的供电电压与电流，通过动态跟踪优化使电机的输出功率与负载精确匹配，实现了抽油机的负载动态跟踪节能控制。
2.3.3 软启、软停
节能器具有软启、软停功能，保证电机连续平滑地启动，实现对停电后自启动电流的灵活控制，从而有效改善电机运行条件与电网电压质量，提高系统运行的整体可靠性。
2.3.4 无弧投切
节能器执行系统采用进口模块无触点开关，在快速、频繁投切过程中不产生电弧、噪音、熔焊等现象，使投切的暂态过程达到最短，有效避免冲击电流和过电压的现象，保障现场设备的安全稳定运行。
3 现场应用效果
2011年现场安装35口井，对比34口井（间抽一口未测），安装前后有功功率由12.67kW下降至11.86kW，下降0.81kW（降幅6.39%），系统效率由30.61%上升至34.12%，上升3.51个百分点（升幅11.47），百米吨液耗电由1.03kW·h 下降至0.86kW·h，下降了0.17kW·h（降幅16.5%），功率因数由0.37上升到0.67，上升了0.30（升幅81.1%），有功节电率达到6.46%，综合节电率达到6.91%。
表1 现场应用效果汇总表
4 结论
35口井对比结果表明，实施该技术可实现有功节电率6.39%，系统效率上升3.51百分点（升幅11.47），百米吨液耗电下降了0.17kW·h（降幅16.5%），功率因数由0.37上升到0.67，上升了0.30（升幅81.1%），综合节电率达到6.91%。