游梁式抽油机节能新技术
常规游梁式抽油机自动平衡改造方案及节能原理分析
常规游梁式抽油机自动平衡改造方案及节能原理分析常规游梁式抽油机结构简单可靠、耐久性好，一直以来占据采油设备的主导地位，但其耗能高、制造成本高、平衡调节困难等不足日益突出。
通过分析游梁式抽油机的节能原理以及开展抽油机平衡调整技术的研究，提出了以节能为目的的游梁辅助平衡方案，在此基础上提出了一种新型自动调节游梁平衡装置。
该新型游梁式抽油机平衡调节装置对原机的改动小，通过配重块在配重横梁上的相对移动可以抵消部分驴头负载，实现不停机調节平衡从而起到节能作用。
标签：游梁式抽油机；自动平衡；节能0 引言据统计，我国在用抽油机井近9万口，年新机装备量5千余台，年耗电量105亿kwh，电费开支40余亿元。
在采油成本不断上升而油价由于供求失衡等原因持续低迷的情况下，节能降耗、不断降低生产成本已成为采油行业的主题。
当前抽油机的节能措施主要集中在以下三个方面：一是将常规型游梁式抽油机分批进行节能改造，改造成前置式抽油机下偏杠铃抽油机等；二是给常规型游梁式抽油机加装节能辅助平衡装置，实施节能改造；三是在抽油机电控柜加装电容器，对电动机无功功率进行补偿。
本文的节能方案属于第二种节能方法。
这种方法相比第一种方法的优势在于，基本无需改变抽油机的自身结构，改造费用低，节能效果好。
依据力矩平衡的原理，在游梁式抽油机的游梁上增加一个配重梁及合适的配重，由执行机构带动配重在游梁上移动，通过改变配重块在游梁上的位置来改善抽油机的平衡性。
1 主要结构原理固定安装在游梁式抽油机游梁尾端的配重横梁及安装在配重横梁上可移动的辅助平衡装置主要结构如图1所示。
电动机的旋转经皮带、减速器后，转化为曲柄旋转运动，再经曲柄连杆机构转化为游梁的上下摆动。
可移动配重块在链条的拉动下，沿配重横梁上的滑轨可做往复移动，当由于井下载荷变化导致平衡度偏离允许范围时，可通过平衡块沿配重横梁的移动调节平衡度。
最后经驴头的上下运动带动悬绳器上挂着的光杆、泵等井下载荷上下运动完成往复抽油过程。
抽油机节能新技术应用分析
抽油机节能新技术应用分析发布时间：2022-05-25T01:15:54.851Z 来源：《中国科技信息》2022年第2月第3期作者：张延辉1 贾鲁斌2 路华3[导读] 为了使新型节能抽油机最大限度发挥出在节能提效方面的技术优势张延辉1 贾鲁斌2 路华31胜利油田鲁胜石油开发有限责任公司, 山东东营 2570002胜利油田鲁明油气勘探开发有限公司,山东东营 2570003胜利油田石油开发中心有限公司，山东东营 257000摘要：为了使新型节能抽油机最大限度发挥出在节能提效方面的技术优势，本文选取了油田具有代表性的几种新型节能抽油机开展了标准井模拟试验，通过试验对比评价及优选，为油田机采设备选型和节能改造提供技术支撑，从而降低抽油机系统能耗，提高企业经济效益。
关键词：抽油机；节能技术；分析；对策引言随着节能抽油机系统效率逐渐升高，综合节电率逐渐下降。
经分析，其原因是在浅液面工况下，常规抽油机三相异步电机的负载率较低，无功损耗大，电机效率在70%左右，而各节能抽油机采用永磁电机、开关磁阻电机等高效节能电机，高效区间较为宽广，在低负载状态下电机效率也能达到89%以上，所以节能效果较为显著。
随着动液面深度的加深，抽油机悬点载荷增大，三相异步电机的负载率相应提高，电机效率也相应大幅度提高，能耗损失减小，因而综合节电率逐渐下降。
1.高转差率电动机的应用抽油机由于其特殊的运行要求，所匹配的拖动装置必须同时满足三个“最大”的要求，即最大冲程、最大冲次、最大允许挂重。
另外，还须具有足够的堵转转矩，以克服抽油机启动时的静态不平衡。
为了可靠、快速地计算出抽油机系统临界点，引用了电动机功率裕度的定义，为抽油机提供高于输出功率的后备能力。
据统计，抽油机绝大部分负载的电动机额定功率（输出功率）为20%～30%。
对普通电动机而言，该运行效率和功率因数特别低。
对高转差率多速电动机来讲，由于曲线平坦，在负载变化的情况下，其值变化不大，且由于机械效率和功率因数高于普通电动机，致使有功功率降低，功率因数提高。
游梁式抽油机的能耗分析与技术匹配
游梁式抽油机的能耗分析与技术匹配游粱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，该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。
抽油机的“无功损耗”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。
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。
此对于用电设备来讲，提高功率因数不可能显著降低设备的耗电。
游梁式抽油机节能增效措施与应用
游梁式抽油机节能增效措施与应用游梁式抽油机是一种常用的油田抽油设备，其运行效率和节能性能对于油田的生产成本和资源利用非常重要。
为了提高游梁式抽油机的节能增效能力，我们需要在设计、安装和运行过程中采取一系列的措施与应用。
本文将对游梁式抽油机节能增效措施与应用进行介绍。
一、基本原理及结构游梁式抽油机是一种通过驱动杆与游梁相连驱动上冲泵杆运动的油田抽油设备。
游梁式抽油机主要由游梁、传动杆、驱动杆、井口设备和电机等组成。
其基本原理是通过电机带动传动杆，进而通过驱动杆带动游梁的运动，最终实现上冲泵杆的运动，完成抽油过程。
二、节能增效措施与应用1. 设备设计（1）优化结构设计游梁式抽油机在设计方面可以通过优化结构设计来提高其效率。
在游梁、传动杆、驱动杆等关键部件的结构设计中，通过采用轻量化材料和结构优化，减少设备的自重，降低能耗，提高运行效率。
（2）采用高效电机在选型时可以选择高效电机进行配置，以提高设备的能耗效率。
高效电机具有运行稳定、噪音低、能量损耗小等特点，可以有效降低设备的能耗，提高设备的整体性能。
2. 安装与调试（1）合理设置角度在安装过程中，要合理设置游梁的角度，以确保游梁在工作过程中不会发生摩擦或间隙过大的情况，避免能量损耗。
（2）合理调整传动杆长度传动杆的长度会影响游梁和驱动杆的运动轨迹和力的传递情况，合理调整传动杆的长度可以减小传动损耗，提高传动效率。
3. 运行管理（1）定期检查维护定期对游梁式抽油机进行检查和维护，保证设备的各个部件都处于良好的工作状态，减少设备的故障率，提高了设备的运行效率。
（2）合理设置运行参数根据实际生产情况，合理设置游梁式抽油机的运行参数，如电机的转速、传动杆的角度、游梁的行程等，以保证设备的运行在最佳状态，提高生产效率。
4. 技术改造（1）采用变频器变频器可以实现对电动机的无级调速，根据实际的抽油需求进行调整，避免了电机长时间在空载或低负载状态下运行，节能效果显著。
游梁式抽油机节能增效措施与应用
游梁式抽油机节能增效措施与应用游梁式抽油机是一种常用的抽油设备，由于其结构简单、使用方便，目前在石油工业中被广泛应用。
由于能源资源的日益紧缺，以及环境保护的需要，如何节能增效成为了抽油机发展的重要方向。
本文将介绍一些游梁式抽油机的节能增效措施与应用。
游梁式抽油机的结构优化是节能增效的关键。
通过减小摩擦、减轻重量、提高刚度等手段来减小机械损失，提高效率。
可以在游梁的轴承部位设置适当的润滑装置，减小轴承的摩擦，提高机器的效率。
在材料的选择上，选用质量轻、强度高的材料，可以减轻设备的重量，降低能耗。
设备的运行参数优化是节能增效的关键。
通过合理设置游梁的运行速度、冲程长度、冲程次数等参数，可以使得设备在工作时能够达到最佳的工作状态，提高抽油效率。
在设备的能耗监测与分析工作中，可以根据实际情况调整设备的运行参数，进一步提高设备的节能效果。
采用新技术是节能增效的关键。
随着科技的不断进步，新技术的应用可以显著提高游梁式抽油机的节能效果。
可以采用变频调速技术来控制设备的运行速度，根据实际产量需求来调整设备的供油量，降低设备的能耗。
可以采用自动化控制系统来监控设备的运行状态，及时发现问题并进行处理，提高设备的工作效率。
开展能源管理工作是节能增效的关键。
通过建立完善的能源管理体系，制定能源管理计划，加强能源的监测与分析，开展能源消耗评估，可以及时发现并解决能源浪费的问题，实现节能增效。
可以通过员工培训与教育，提高员工的节能意识，激发员工参与节能活动的积极性。
游梁式抽油机的节能增效措施与应用涉及到设备的结构优化、运行参数优化、采用新技术以及开展能源管理等方面。
通过这些措施的应用，可以使得游梁式抽油机在工作中更加节能高效，提高资源利用率，对于保护环境、提高能源利用效率具有重要意义。
游梁式抽油机节能技术改造综述(Ⅱ)
Ｋｅ ｒ ｓ： Ｂｅ ｍ ｕ ｉ ｇ ｕ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ａ ｐ ｍｐ ｎ ｎｉ；Ｔｅ ｈ ｉ ａ ｅｏ ｍ ；Ｅｎ ｒ ａ ｉ ｇ ｃ ｎ ｃ ｌｒｆ ｒ ｅ ｇ ｓ ｖｎ ｙ
ｂ ａ ｐ ｍｐ ｎ ｎｔｈａ ５ ｅ ｍ ｕ ｉ ｇ ｕ ｉ ｓ３ ％ ～７ ０％ ｅｅ ｔ ｃｔ ｓ ｖｎ ｆ ｃｅ ｃ ． Ｂｙ ｆｅｄ ｔ ｓ ｈ ｗｓｔ ａ ，ａｌｓ ｒｓ ｏ ｌｃｒ ｉ ａ ｉ ｇ ｅ ｉ ｎ ｙ ｉ ｙ— ｉ ｌ ｅ ｔｓ ｏ ｔ ｌ ｏ ｔ ｆ ｉ ｈ
ｓ ｖ ｌ ｃｒｃｔ ｒ ａ ０％ ．Ｕｎｄ ｒｐ ｒｉｌｂ ｒ ｅｌ ｕ ｉ ｇ ｕ ｉ ｉ ｕ ｔｂ ｅ ｆｒｍｅ ｉ ｍ ｎ ｏ ｇ ａ ｅ ｅｅ ｔ ｉ ｍｏ ｅ ｔ ｎ ３ ｉ ｙ ｈ ｅ ａｔａ ａ ｂ ｌ ｐ ｍｐ ｎ ｎ ｔ ｓｓ ｉ ｌ ｏ ｄ ｕ ａ ｄ ｌ ｎ ｓ ａ ｓ ｋ ｍｐｎ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ Ｃｏ ｒｈ ｎ ｉｅ ｅ ｅ ｇ ａ ｉ ｇ ｒ ｔ ｌ ｅ ｍｏ ｅ ｔ ａ ０％ ． Ａｎ ｅ ￣ｏ ｅ ｐｕ ｉｇ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ． ｍｐ ｅ ｅ ｓｖ ｎ ｒ ｓ ｖ ｎ ａｅ ｗｉ ｂ ｒ ｈ ２ ｙ ｌ ｎ ｄｔ ｈ
６
应用 能源技 术
２ １ 年第 ３期 （ 第 １９期 ） ０１ 总 ５
游 梁式抽 油 机 节能技 术 改造综 述 （ Ⅱ）
梁宏 宝 伊莲娜 孙旭 东 ， ， （． １ 中国石 油天然 气集 团公 司石 油工程 节能技 术研 究开发 中心 ， 黑龙 江 大庆 １３ １ ； ６ ３ ８ ２ 东北石 油大学 ， ． 黑龙 江 大庆 １３ １ ） ６ ３ ８
游梁式抽油机节电产品特点及应用效果分析
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｓ ｃｉ ｅ ｎ ｅ ｅ ａ ｎｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖｉ ｅ ｗ
●ｌ
游 梁 式 抽 油 机 节 电产 品特 点 及 应 用 效 果 分析
王丽霞 丁争光 黄 亮
２ ５ ７ ２ ３ １ ） （ 中 国石化 胜 利油 田分 公 司孤 岛 采油 厂 山东 东营
３ ， １ 提高 电动机 的 负载率
１抽油机 电动机 存在 浪费 电 力的 现象 １ ． １ 电动机 负载 低 为保证 抽油机 的启动要 求和在 运行时 有足够 的过载能力 ， 通 常所配 的电动 机装 机功率 较大 ， 而 电动 机正 常运行 时都是 轻载运 行 ， 造成抽 油机 负载率低 ， 与 电动机不 匹配 ， 形成 大马 拉小 车” 的生 产状 况 ， 使线 路 、 变压器 、 电动 机的功 率 损耗 增大 ； 电动机 的运行 效率 取决于 负载率 ， 轻载 时 电动 机的 效率很低 ， 当负载 增加 到一定 值时 ， 变化 则很小 ， 有 实验证 明 ： 负载 率＜ ０ ． ４ 时， 效 率的变 化不大 ， 负 载率 ＞ Ｏ ． ７ 时， 效率 最 高 。
０ 引言
ＹＣ Ｇ２ ０ ０ Ｌ一８ 型 电机 不 同负载 率下 的输 出功 率值人 下 表
游 梁式抽 油机 结构 简单 ， 可 靠性 高 ， 使用维 护方便 ， 适应 现场 工况 ， 在采 油 生产 设备 中 占９ ０ ％以上 ， 在 今后相 当 长的时 间 内仍将 是油 田的首 选设 备 。 电费
１ ３ 发 电现象
率， 使 抽油机 与 电动 机保 持 良好 的功率 匹配 ， 提 高效 率 ， 节约用 电。 改造 现有 的 普通 电动 机 ， 我厂 已经对 普通 电机进 行改 级改造 ， 也可 以在 电动机 轴处 安装一 个带 蓄能器 的离合器 ， 使 电动机实 现空 载启 动 ， 降低启动 电流 ， 从而减小 电动机 的装 机功 率 ， 提高 电机 的负载率 。 电动机 的星 角接线 自动变 换装置 ， 在 轻载 时 ， Ｙ 接 线运 行 ， 负 载增大 时 ， 自动 改 为角 接 线运行 。
常规游梁式抽油机节能改造技术研究
１ 曲柄 ；２ 连 杆 ；３ 一 一 一游 梁 ；４ 一基 杆 ；５ 一悬 重 ；６ 驴 头 ～
关键词 ：游梁式抽油机；技术改造 ；节能 在我 国油 梁 式 抽 油 机 ，约 占 在 用 抽 油 机 的 ９ 。这 些 数 ０ 以 万 计 的 游 梁 式 抽 油 机 完 成 了 我 国 ８ 以 上 的 采 ０ 油 量 ，如 果 将 这 些 抽 油 机 进 行 简 单 的 技 术 改 造 以 挖
３ 改造 后 的参 数 变化
以Ｃ Ｙ儿０ ３ ５ ＨＢ 抽 油 机 为 例 ，优 化 后 的 — — ３ 游 梁 后 臂 长 度 由 原 来 ２４ ０ｍｍ 减 小 到 ２０ ６ｍｍ， ０ ７
使 传动角 最 小 值 由 ５ 。 大 到 ６ ． 。 ７增 ３ ３，初 始 角 增 加
径 。现场 实践表 明 ，经优 化 关键 部 件 尺 寸 ，
使 改 造 后 的抽 油 机 各 构 件 受 力 合 理 ，整 机 运
转 平 稳 ， 可 靠 性 高 ； 同 时 抽 油机 在 运 动 特 性
和动 力特 性等 方面有 了明显的 改善 ，降低 了
能 耗 ，平 均 节 电 率 在 １ 以 上 。 ５
径 ： ７ ｍｍ ； 配 重 ： ５ ０ Ｎ； 抽 油 杆 直 径 ： ０ ０ ０
大 ，从 而提高 机 械效 率 。此 外 ，使连 杆 拉 力 变大 ，
因而 采 取 在 游 梁 尾 部 加 装 平 衡 重 方 法 ， 以 降 低 悬 点
２ ２ｍｍ；油 管 直 径 ：６ ． ３ ５ ｍｍ；冲 程 ：３０ ２ ｍ； ．０ 冲次 ：９ｒｉ ；平 衡扭 矩 ：３ ． Ｎ ・ ｎ ａ ９ ５ｋ ｍ；平 衡夹
４ 改造 机 与常 规机 主要 性 能对 比
游梁式抽油机节能增效措施与应用
游梁式抽油机节能增效措施与应用游梁式抽油机是一种常用于油田开采的抽油设备。
随着油田开采的不断深入和油井渗透性的逐渐降低，游梁式抽油机的运行成本不断上升，因此实现节能增效已成为抽油机领域研究的重要方向。
1. 游梁式抽油机性能的优化a. 优化抽油机结构：采用空气减震、缩小摩擦带等技术，有效降低摩擦损失和振动。
此外，运用高刚度、高强度、高复性材料等新材料制造抽油机零部件，可以提高抽油机的耐磨性和使用寿命。
b. 优化抽油机控制系统：采用智能化控制技术，能够实现自动调整抽油机转速、泵冲程、井口压力等参数，根据不同的井底压力自动调整工作状态，在确保油井产出的情况下，尽量降低能耗。
2. 游梁式抽油机低能耗液压控制系统采用低能耗液压控制系统可以有效降低游梁式抽油机的能耗。
低能耗液压控制系统采用特殊阀芯材料和优化的节流通道，将系统压降降至最低限度，并在压力释放时保证阀芯平衡、防止压力失控现象，从而大幅度降低了液压系统的能耗。
3. 游梁式抽油机可逆变频技术的应用采用可逆变频技术对游梁式抽油机进行改造，可以实现电机启动直至最高转速的平稳过渡，以及对电机转速进行精确控制，从而最大程度节约能源，并提高油井的产量和油质。
智能化检测系统可以实时监测游梁式抽油机的运行状态，掌握抽油机的实时效率，从而及时发现和修复抽油机故障，降低抽油机运行的故障率，提高工作效率。
综上所述，游梁式抽油机的节能增效措施主要包括优化抽油机结构、优化抽油机控制系统、采用低能耗液压控制系统、可逆变频技术和智能化检测系统的应用。
实施这些措施可以有效降低游梁式抽油机的能耗，提高抽油机的效率和安全性，降低抽油机的运行成本。
游梁式抽油机柔性运行节能技术应用研究
滑 ，抽 油机 曲柄 扭 矩 、电流负 荷及 功 率 负荷 波动 幅 式 ，达到 降低 抽 油机 扭矩 因数峰 值 、降低 减 速箱 最 度 相 对较 小 ，波 动 均匀 。抽 油 机 系统 的柔 性 运行 可 大 扭矩 峰 值 、减 小整 机装 机 功率 的 目的 ，并 最终 实
关键 。 目前 ，国 内煤层 气 的 开采 主要 是 以三 抽有 杆 过 高 的 要 求 。 泵 为 主 ，其 中游 梁 式 抽 油 机 的应 用 居 多 … ，因而 针 气生 产 成本 的一 个重 要途 径 。 ２ ）配有 变 频 控 制 器 的抽 油 机 系统 也 具 有 一 定 对游 梁 式抽 油机 的柔性 优 化节 能技 术 成 为降 低煤 层 的 柔 性 运 行 特 性 ，而 当变 频 控 制 器 再 配 以 过 程 控
煤 层气 的开发 具 有初 期 生产 投 资大 、中期 生产 性 运 行作 用 是有 限的 。另外 ，高转 差 电动机 的额定 周期 长 、运 行 维护 成 本高 等 特点 ，在 煤 层气 的开采 转 差 指标 越 大 ，电动机 自身 的热 负 荷也 越大 ，不利
过程 中寻求 降低 生 产 成本 途径 ，提升 开 发效 益成 为 于节 能 ，因此 ，不 能对 高转 差 电动 机 的柔性 效果 有
技柬 ・ 应用 ， Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ＆Ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
■
游 梁 式抽 油 机 柔 性 运 行 节 能 技 术 应 用研 究
刘 京 张 胜 林 黄 红 星 。
（ １ ． 中 石 油ห้องสมุดไป่ตู้煤层 气 有 限 责 任 公 司 忻 州 分 公 司 ；２ ． 煤 层 气 国家 工 程 研 究 中心 ）
游梁式抽油机节能技术分析
游梁式抽油机节能技术分析作者：韩刚来源：《科学与信息化》2016年第26期摘要游梁式抽油机运行中存在一些问题，例如电动机荷载较低、平衡率较低、电动机耗电严重等，这些问题都严重制约着抽油机节能运行的顺利发展。
本文就游梁式抽油机节能技术的一些问题进行以下分析。
关键词游梁式抽油机；节能技术游梁式抽油机，在抽油机的各种类型中，占重要地位，约占油井人工举升设备的95%，是油田使用最广泛的一种举升设备。
此类设备是油田的耗电大户，其用电量约占油田总用电量的40%，占油田总用电量的比例非常高，且总体效率仅在30%左右，效率很低，浪费大量电能，采油的成本因此而提高。
所以，本文重点就游梁式抽油机的节能作为研究方向进行探讨。
目前我们通过游梁式抽油机的工作原理进行深入分析，研究可通过Y-△转换调节电机电压相和无功补偿结合的装置来提高了电机效率和功率因素，减小电机损耗，实现抽油机节能，减少了能源的浪费，这样降低了电费成本[1]。
1 游梁式抽油机的工作原理解析游梁式抽油机的工作原理基本是这样的，从传动皮带在高速运转的运动下将动力机传送到减速箱，再进行三轴减速，再通过曲柄连杆使得高速旋转运动从动力机中产生后演变为在游梁上下的垂直摆动运动，最终以抽油杆带动的油泵柱塞循环上下往复运动的悬绳器汲取原油。
在这个整个运动过程中会存在一定的损耗，这包括传动损失、电动机损失和换向及平衡损失。
传动损失主要存在在润滑条件与机械摩擦的传动损耗之间，目前条件下使用的高效率的传动皮带转动，即使在润滑条件良好的环境下其节能空间也是有限的。
电动机损耗主要是由于大耗损，大功率电动机消耗下的损耗。
目前最佳状态的低消耗抽油机也只能达到百分之七十左右，其节能潜力巨大，目前电动机损耗主要包括材质损失、热损失和摩擦损失。
换向及平衡损失，主要是指在一定的结构条件下，较小耗损的能量，再加之高速率的运行速度，适当的节能空间会使得整个平衡方式会有所差异，这同样也影响着扭矩曲线的峰值。
《抽油机节能方式探讨》
《抽油机节能方式探讨》摘要。
从平衡方式、结构型式、驱动电机型式和驱动控制技术等方面分析目前游梁式抽油机以及部分新型节能抽油机所采用的节能方式和原理。
综合各种节能方式，采取塔架式结构易于构建直接平衡方式，可达到理想的平衡效果；驱动系统采用变频驱动永磁同步电机或采用开关磁阻电机，可显著降低电机的损耗功率实现节能目的。
关键词：节能；平衡方式；结构型式；驱动电机型式；驱动控制技术目前油田原油开采普遍采用游梁式抽油机，其具有结构简单、操作简便、可靠性高的优点，但同时也存在能耗高、效率低、整机笨重和调参难等不足之处。
抽油机是油田的耗能大户，其用电量约占油田用电量的40%，且其拖动电机普遍存在着功率利用率低、能源浪费严重的情况，目前我国有近8万台抽油机井，电动机平均负荷率30%左右，部分电动机负荷率更低。
因此，抽油机的节能问题已引起了广泛重视，并出现了形式不同的节能产品。
但目前各种节能产品，特别是电机控制装置因没有有效针对游梁式抽油机的实际特性进行设计，因此从油田的实际使用情况看，各种节能产品远没有达到理想的节能水平。
国内油田应用的有众多类型的节能型抽油机，有的是在常规游梁式抽油机的基础上优化改进，如调整平衡方式，或采用高转差电机、双速电机等。
新型节能抽油机大多采用塔架式结构，传动方式有皮带式、链条式、钢丝绳等，驱动方式有永磁同步电机、开关磁阻电机等。
抽油机实现节能的方式主要有改进平衡方式、改进结构型式、采用节能驱动设备和采用节能控制装置等。
针对常规游梁式抽油机和目前小批量出现的节能型抽油机的所采用的节能方式和原理作出探讨。
1、平衡方式抽油机采用的平衡方式效果的优劣可通过减速器及电机输出力矩的波动大小来评价。
在输出力矩平稳的情况下电机的效率较高，绕组的发热损耗和供电线路损耗均较低。
抽油机通常采用的平衡方式有曲柄平衡、游梁平衡、双驴头平衡、直接平衡、变矩平衡及相位平衡等。
1.1常规曲柄平衡与游梁平衡游梁式抽油机较多采用曲柄平衡、游梁平衡或二者结合的方式，如图1所示。
游梁式抽油机节能增效措施与应用
游梁式抽油机节能增效措施与应用游梁式抽油机是一种常用的油田采油设备，它在油田采油过程中发挥着重要作用。
为了提高抽油机的效率和节约能源，我们需要采取一系列措施来增效节能。
本文将从优化设计、技术改进和运行管理等方面，介绍游梁式抽油机节能增效的措施和应用。
一、优化设计1. 采用新材料和新工艺游梁式抽油机的零部件制造材料和工艺对其性能有着重要的影响。
采用高强度、耐磨损、耐腐蚀的新材料，结合先进的生产工艺，可以提高零部件的耐久性和稳定性，减少能量损失，从而节约能源。
2. 提高机械传动效率通过提高滚珠轴承和齿轮传动的精度和表面质量，减小传动装置的摩擦损失和动力损耗，提高机械传动效率，达到节能增效的目的。
3. 优化结构设计游梁式抽油机的结构设计需要符合其工作特点，合理设置支撑点和活动连杆的长度比例，提高传动系的刚度和稳定性，减小振动和能量损失。
二、技术改进1. 采用高效节能电机替换采油机原有的电机为高效节能的新型电机，提高电机的效率和稳定性，在实际运行中节约电能，减小能源消耗。
2. 采用变频调速技术通过变频调速技术，可以根据实际工况调整抽油机的工作速度和功率，尽可能减少能耗和机械损耗，延长设备寿命。
3. 采用智能控制系统引入智能控制系统，实现抽油机的自动监控、故障诊断、优化调节，提高生产效率，降低生产成本，达到节能增效的目的。
三、运行管理1. 定期维护保养制定科学的维护保养方案，定期对抽油机进行检修和保养，保证设备的正常运转，减小故障频率，提高设备稳定性和寿命。
2. 合理调整工艺参数根据油井产能和地质情况，合理调整游梁式抽油机的工艺参数，最大限度地发挥其效能，减小不必要的能耗。
3. 加强操作管理和培训加强对操作人员的技术培训和管理，提高操作人员的操作技能和安全意识，规范操作流程，减小人为因素导致的能量损失。
在实际应用中，需要根据具体情况综合考虑，制定相应的措施和方案。
需要加强对相关技术和设备的研发和创新，推动游梁式抽油机节能增效技术的不断进步和应用。
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。
抽油机节能技术综述
抽油机节能技术综述摘要：抽油系统的效率很低，如何节能、降低损耗和提高抽油机械的自动化程度是长期以来需要研究的重要课题。
本文就抽油机本身、动力设备以及国内外先进技术对抽油机节能技术进行了分析。
关键词：抽油机；节能技术；电动机；智能化有杆抽油泵全系统的总效率平均只有10%~30%，效率低，能耗大，耗电多，因此节能成为抽油系统亟待解决的问题。
抽油机也相应的向着大型化、低能耗、高适应性、长冲程、自动化、智能化、大载荷、精确平衡等方向发展[1]。
1、采用节能型抽油机节能型抽油机主要包括异相曲柄平衡抽油机、前置式抽油机、双驴头抽油机、直线电机式抽油机和渐开线抽油机等。
异相曲柄平衡抽油机是非对称循环抽油机，上冲程所用时间较长，下冲程时间较短。
CYJI0-3-26B(Y)抽油机在冲次 = 9min-1时，上下冲程时间均为 3.55 s。
而 CYJ10-3-26B 抽油机，当冲次=9min-1时，上下冲程时间均为3.33s。
假设 CYJ10-3-26B 与CYJ10-3-26B(Y)抽油机所需有用功相同，CYJI0-3-26B(Y)的光杆功率可以减少 6%左右，这意味着井下效率明显提高。
双驴头抽油机是在常规型游梁式抽油机的基础上发展的新一代抽油设备，它不仅保持了常规机的优点，同时还具有低冲次、节能、系统效率高等优点。
直线电机式抽油机是总结了百年来游梁抽油机和无游梁抽油机的优缺点，利用直线电机将电能直接转换成直线往复运动，简化了传动方式，减少了26%传动能量损失，利用天平式平衡方式改善了平衡效果。
渐开线抽油机是新一代节能抽油机，较异相曲柄抽油机节能效果有大幅度提高。
在相同参数条件下，该机减速箱额定扭矩比常规游梁式抽油机下降30%以上，装机功率下降50%左右，具有显著的节电效果，是抽油机的发展方向。
2、采用节能型的电动机目前抽油机井上应用的节能技术主要在于地面部分，并且主要是针对抽油机的结构及其拖动装置(电机和配电箱)的性能来开展的。
异相型游梁式抽油机的节能分析及结构设计
异相型游梁式抽油机的节能分析及结构设计异相型游梁式抽油机是一种常用于油田开采的重要设备，其在节能方面的性能优势对于降低生产成本、提高生产效率具有重要意义。
本文将对异相型游梁式抽油机的节能分析及结构设计进行探讨，以期为相关领域的研究和实践提供一定的参考价值。
1. 能源损耗分析异相型游梁式抽油机是通过石油产出层的地下压力驱动工作的，因此其在抽油过程中主要消耗的能源是电力。
在节能方面，抽油机的电机功率是一个重要的影响因素。
一般来说，对于同一台抽油机来说，电机功率越小，耗能越低，节能效果越好。
在设计和选择异相型游梁式抽油机时，需要重点考虑其电机功率，力求在满足生产需求的前提下尽量降低功率，以达到节能的效果。
2. 结构设计优化在异相型游梁式抽油机的结构设计中，还可以通过优化设计来提高其节能性能。
例如采用轻量化材料、降低机械摩擦、改进动力传动系统等手段，可以减小系统的能量损耗，提高能源利用率。
还可以采用智能控制系统，对抽油机进行智能化管理和优化控制，以进一步提高整个系统的节能性能。
1. 游梁式结构设计异相型游梁式抽油机采用游梁结构，其具有结构简单、稳定可靠、维护方便等优点。
在结构设计中，需要合理确定游梁的长度、材料和截面形状，以保证其在工作过程中能够承受较大的扭转力和弯曲力，同时又能够尽量降低自身的质量。
2. 压力平衡系统设计在异相型游梁式抽油机的结构设计中，还需要考虑如何设计一个有效的压力平衡系统，以确保在工作过程中能够减小系统的压力损耗，提高工作效率。
这包括选择合适的密封件和轴承件，设计合理的润滑和冷却系统等，以确保系统的稳定运行和长期可靠性。
3. 防腐蚀防磨损设计由于异相型游梁式抽油机的工作环境通常比较恶劣，因此在结构设计中还需要考虑如何防止腐蚀和磨损对设备的影响。
在材料选择和涂层防护上需要特别注意，保证抽油机在潮湿、高温等恶劣环境下仍能够保持良好的工作状态，延长其使用寿命。
节能型游梁式抽油机降耗技术分析
目前，我国有超过40余万口陆上采油井，其中20万口左右的抽油机都在超期服役，每年还在新增采油井2万口左右。
除去约1%的自喷井外，其余油井必须通过人工举升方式进行开采。
游梁式抽油机是整个石油开采过程中最重要的设备，在采油生产设备中占75%以上。
游梁式抽油机驱动原理是通过电动机带动减速箱与四连杆机构，而将旋转运动变为游梁的摆动及驴头悬点的上下直线运动。
它的主要作用是将电能转化为动能，然后通过抽油杆和抽油泵，把井下原油提升至地面。
游梁式抽油机的运行扭矩在一个冲程过程中变化很大，其平均扭矩值往往不到扭矩峰值的1/3，正常运行功率需满足扭矩峰值点工况，为了能正常启动游梁式抽油机，其装机功率还要进一步加大，从而产生载荷过低现象[1]。
这就导致游梁式抽油机在工作中会产生较多能量消耗，实际能耗量是按照提升原油消耗的节能型游梁式抽油机降耗技术分析石佳明（大庆油田有限责任公司技术监督中心）摘要：随着经济的不断发展和生活水平的提高，油田开采需求亦越来越大。
几年来，石油开采已进入深度开采阶段，节能开采是必然的发展趋势，而游梁式抽油机作为主要开采设备之一，在开采过程中电能损耗很大，是影响能耗的关键。
通过对节能型游梁式抽油机能耗的影响因素进行分析，提出了多种节能措施和适用机型。
通过现场试验分析对比，采用电缸驱动型游梁式抽油机比常规型游梁式抽油机平均有功功率节能率提高25%，实现了游梁式抽油机的节能降耗目的。
关键词：节能型游梁式抽油机；电动机；能耗；节能降耗DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2023.07.021Analysis of consumption reduction technology for energy conservation beam pumping unit SHI JiamingTechnical Supervision Center of Daqing Oilfield Co ．，Ltd ．Abstract：With the continuous development of economy and the improvement of living standards，the demand for oilfield exploitation is also increasing．In recent years，the oil exploitation has entered the stage of deep exploitation，and energy conservation exploitation is an inevitable development trend．However，in the process of exploitation，beam pumping unit，as one of the main energy consump-tion equipment，is the key affecting energy consumption because of the great loss of electric energy ．The influence factors on the energy consumption of energy conservation beam pumping unit is ana-lyzed，and a variety of energy conservation measures and applicable models are put forward．Through the analysis and comparison of field testing，the electric cylinder-driven beam pumping unit is 25%higher than conventional beam pumping unit according to average active power，which achieves the goals of energy conservation and consumption reduction of beam pumping unit ．Keywords：energy conservation beam pumping unit；motor；energy consumption；energy conserva-tion and consumption reduction作者简介：石佳明，工程师，2003年毕业于黑龙江大学（化学专业），从事石油机械检测工作，133****4411，*************************，黑龙江省大庆市高新区建设路319号，163316。
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游梁式抽油机节能新技术
摘要:探讨游梁式抽油机节能的新方法,即在采用优化游梁式抽油机电动机及控制装置、四连杆机构、悬点载荷平衡装置和传动元件的基础上,来提高这些子系统的效率达到节能的目的,并提出了计算系统效率的方法。
关键词:游梁式抽油机节能新技术综述
1 电动机节能方法
对于抽油机的电动机,节能的关键是提高其负荷率。
其一,人为的改变电动机的机械特性,以实现负荷特性的柔性配合,主要是改变电源频率,提高系统效率,实现节能。
其二,从设计上改变电动机的机械特性,改善电动机与抽油机的配合,提高系统运行效率。
其三,通过提高电动机的负荷率、功率因数,实现节能。
使用的节能电机主要有:变频调速电动机,电磁调速电机,超高转差电动机。
在使用超高转差电动机时,应对抽油机系统进行优化设计,才能达到预期目的。
试验表明,超高转差电动机能与变几何形状抽油机(如异相抽油机)和前置式抽油机配合使用,效果很好。
另外还有电磁滑差电动机、稀土永磁同步电动机、双功率电动机和绕线式异步电动机。
游梁式抽油机用电动机节能是一个非常复杂的问题,选择方案时要考虑电动机效率、功率因数、系统增效、成本投入、可靠性及现场管理等问题。
2 改进抽油机的节能方法
国外抽油机的技术发展总趋势主要有七个方面:朝着自动化、智能化;高适应性;节能;精确平衡;无游梁长冲程;大载荷、长冲程、低冲次;大型化方向发展。
研制与应用了各种新型节能抽油机:异相型抽油机、前置式抽油机、前置式气平衡抽油机、大圈式抽油机、轮式抽油机、自动化抽油机、智能抽油机、无游梁长冲程抽油机、低矮型抽油机、液压缸式抽油机、玻璃钢抽油杆抽油机等。
同时,还研制了节能抽油机部件,例如:超高转差率电动机、电动机节能控制柜、窄V型联组带和齿型胶带等。
我国的抽油机种类已能适应各种工作状况的要求,主要有常规式、前置式、偏置式、链条式和增矩式五种。
在抽油机皮带、减速箱和平衡方式等方面研究,使的抽油机效率达到90%以上。
研究出了以大载荷、长冲程、低冲次、精平衡、高效节能、高适应性、自动化、智能化、通用化和系列化为代表的先进的抽油机。
3 改进抽油杆的节能方法
采用新型材料和新热处理工艺和强化处理工艺制造抽油杆;各种新型抽油杆的研究、开发和应用、抽油杆的发展和改进也是提高系统效率的主要措施。
由于国外新材料抽油杆和连续抽油杆有了很大发展,出现了多种形式的抽油杆,大大地提高了抽油杆的适应性、经济性、可靠性和先进性。
国外也发展了连续抽油杆和连续油管。
俄罗斯和瑞典分别研制了钢带式超长冲程抽油机,采用了钢带抽油杆,在地面抽油机滚筒上面缠绕着这种抽油杆,在钢带抽油杆的另一端直接连接着井
下具有特殊结构的抽油泵活塞。
当然能够增大冲程,增加采油量,系统效率也必然能够提高。
国外文献介绍的其它减少抽油杆损失的方法有滚轮接箍,这种方法是将普遍的抽油杆接箍适当加以改制,在不同方位装上滚轮。
当抽油杆弯曲时,同油管接触的是抽油杆接箍上的滚轮,这样就把原来抽油杆与油管的滑动摩擦变为滚动摩擦,损失大大减少。
4 提高系统效率的节能方法
美国对于小产量油井,采用自动监控液体抽汲周期性的系统;对于无复杂开采条件的油井,采用监控连续抽汲系统,该系统可以保证抽油泵排量和油井产量相适应,确定设备工作中的故障,并能控制抽油工况和自动试井等;对于含砂油井,采用砾石过滤器和专门结构泵;对于斜井,采用抽油杆自动旋转器和抽油杆扶正器。
在计算连抽带喷井的系统效率时,该公式计算的结果为负值,因此存在着不足。
(1)常规法
,
式中:η-抽油机井系统效率,%;qc-油井实际产液量,t/d;N地层-地层能量所作的功,kW;Pt-井口油压,Mpa;N总出-实际输出的有效功,kW;Pc-套压,Mpa;N光-光杆功率,kW;-油管内混合液重度,N/m3;N电-电网平均输给电机的功率,kW;H效-有效举液高度,m
(2)改进方法
这里考虑地层能量的作功,所以光杆功率所作的有效功应等于总有效功(实际输出的有效功)减去地层能量所作的有效功。
因此井下效率的定义应为:光杆功率所作的有效功与光杆功率的比值;或定义为井下输出有效能量所作的功于输入井下的能量所作的功之比。
如果无地层能量,即泵吸入口压力等于零,井下效率的定义式应为:
,(1)
式中:-井下效率,%;N-无地层能量时井下输出有效能量所作的功,KW
实际上,地层能量不等于零,地层能量要克服部分井下损耗和把一定重量液体举升到一定高度而作功。
当有地层能量时,N光要小于实际输入井下的能量所作的功,N也小于实际井下输出能量所作的有效功。
对于纯抽井,如果把地层输入能量所作的功也认为是在井口输入井下的能量所作的功,并且仍然认为泵吸入口压力等于零,则井下效率应为:
,(2)
式中:NA-对于纯抽井,假设把地层输入能量认为是井口输入井下的能量,并且
认为泵吸入口压力等于零,井下输出能量所作的有效功,kW。
N井口-对于纯抽井,假设把地层输入能量认为是井口输入井下的能量时,井口输入井下的总能量所作的功,kW
NA=,(3);
N光=,(4)
式中:n-冲次,min-1;C1-减程比,m/mm;m-功图划分成m个单元;(hi+1-hi)-示功图第单元的厚度,mm;C2-力比,N/mm;(li+1-li)-示功图第单元的长度,mm
将式(3)和(4)代入(2)式,然后代入下式(5)
,(5)
最后可以得到纯抽井系统效率的计算公式:
,(6)
对于喷抽井,因地层能量所作的有效功等于停抽后井下输出的有效能量所作的功,即:;光杆功率所作的有效功等于假设把地层能量认为是井口输入井下的能量是所作的有效输出功减去停抽后井下输出能量所作的有效功,因此,喷抽井的井下效率为:
,(7)
得到喷抽井的系统效率公式:
,(8)
,(9)
式中:q喷-停抽后自喷产液量,t/d;-停抽后动液面深度,m;-停抽后折算沉没度,m;-停抽后的套压,MPa
国外提高抽油机-深井泵装置的系统效率的方法有3种:使用较为先进的设备。
如特殊形状的抽油机、超高转差电动机、低摩擦的杆导向器等。
对机-杆-泵进行优化设计,在保证泵的吸入情况下,尽量减小下泵的深度,同时在保证产量的前提下,应选择较大泵径,增加冲程并降低冲次。
加强管理,保证抽油机的平衡度。
国外对抽油机平衡度的要求是大于90%。
抽油机的平衡度影响甚大,但达到100%的平衡度是较为困难的。
5 结束语
建立系统效率与运动参数相互关系的动态方程,计算抽油杆柱在抽油过程中的能量损失和沉没度对提高系统效率具有较大的影响。
如果在其它影响因素不变的情况下,评价抽油杆柱能量损失对于系统效率的影响是可以的。
游梁机配备双功率(24/15kW)电动机是比较合理的,既解决了“大马拉小车”的问题,又具有较好的节能效果。
参考文献:
1.白连平,马文忠,杨艳等.关于游梁式抽油机用电动机节能的讨论[J].石油机械,1999,27(3):41～43.。