【采油PPT课件】抽油机节能技术

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率达30%。
低矮型抽油机
二、常用的节能型抽油机
4、调径变矩节能抽油机
由新疆第三机床
厂设独计特制设造计,已的投游入 现梁场固使定用支72撑台调。冲该 种程抽装油置机、采调用平调衡径变
矩纯游梁下偏平衡的
结装构置,和整短机小重的量曲轻, 运柄行,电减流轻平了缓调,参其 1的2劳型机动节强电度率。达
40%。
一、抽油机的平衡特征及节能原理
抽油机做功体现在上、下冲程悬点的负荷不一样大,理 论的示功图是一个矩形,考虑进冲程损失,理论示功图就 成为一个平行四边形。
理论示功图
理论示功图
3m冲程常规抽油 机示功图
一、抽油机的平衡特征及节能原理
Twn=(W-Bcosδ)TF
TF=ARsinα/Csinβ Twn —悬点载荷W
图10-3a 直线电机驱动的抽油机方案1
图10-3b 直线电机驱动的抽油机方案2
二、常用的节能型抽油机
10、 “磁悬浮抽油机
针对游梁式抽油机动力系统的无功消耗大的缺点,提出研 制一种直线电机驱动的抽油机举升装置,直接利用直线电机 做直线运动的特点,取消旋转电机驱动抽油机的减速器、连 杆和曲柄等传动装置。而这种直线电机抽油机有着结构简单、 使用寿命长等优点。
8、直线往复式抽油机
二、常用的节能型抽油机
9、皮带抽油机
由胜利高原有限公司制造,适用于长 冲程、大排量。该种抽油机是一种无游 梁式塔架抽油机,纯链条—皮带传动结 构。由于扭矩臂仅0.46米,对动力扭矩 需求低。与常规机相比,可减小减速箱 的等级和电机容量,节电率达10~40%。 采用长寿命重型皮带给抽油杆传递动力, 其弹性缓冲作用降低了抽油机换向冲击 对井下泵及抽油杆柱的不利影响。
二、常用的节能型抽油机
10.2直线电机驱动抽油机的工作原理及特点
在初级(定子)中通过 三相电流后,产生行波 磁场,在行波磁场的电 磁推力作用下,定子沿 行波磁场运动的方向做 直线运动,通过改变供 电相序便可改变次级 (动子)的运动方向。
二、常用的节能型抽油机
10.2直线电机驱动抽油机的工作原理及特点
前置式抽油机
二、常用的节能型抽油机
5、下偏杠铃游梁复合平衡抽油机
该种抽油机采用尾部下 偏杠铃游梁复合平衡装置, 削减了减速箱输出轴的峰 值扭矩和负扭矩,可降低 减速箱和电机功率的选型 等级,或使原抽油机的举 升能力提高一个型号等级, 节电率达20~50%。
由新疆第三机床厂 设计制造,在新疆油田 应用160余台。
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2. 建立节约型社会
2003年底统计,中国石油天然气股份有限公司13个 油田已有抽油机井89263口,年耗电约70×108kWh。 抽油机的平均有功功率是8.95kW,系统效率是23%, 如果单机每天节电10kWh,一年将节电3.2×108kWh。
一、抽油机的平衡特征及节能原理
常规抽油机是一种四连杆机构,它的作用是将电动机的 旋转运动变成悬点的往复运动。
二、常用的节能型抽油机
1、异相曲柄平衡抽油机
二、常用的节能型抽油机
1、异相曲柄平衡抽油机
国内油田定型最早、使用最多的节能型抽油机 。
该种抽油机的曲柄销与曲柄轴孔中心连线对于曲柄自 身的轴线有一个偏置角,并且当悬点位于上、下死点时, 连杆间存在一个极位夹角,这种结构形式使得平衡块扭 矩曲线的相位提前,从而使得净扭矩曲线比较平坦,而 且可在一定程度上消除负扭矩,因而使电动机电流波动 减小,能量损失减少,抽油机地面效率提高。
二、常用的节能型抽油机
1、异相曲柄平衡抽油机
国内油田定型最早、使用最多的节能型抽油机 。
由于存在着极位夹角,上冲程所用的时间较长,下冲程所用 的时间较短。上冲程时间变长既可以改善泵的充满程度,又可 以减少惯性载荷,因此可使抽油机井下效率提高。这种抽油机 自1986年问世以来,已在全国各油田得到了广泛应用。在相 同工况条件下,异相曲柄平衡抽油机较常规抽油机节电达15% 左右,系统效率提高3~4%。缺点是下行速度快,不适合稠油、 聚驱等下冲程粘滞阻力大的情况使用。
图10-3a 直线电机驱动的抽油机方案1
图10-3b 直线电机驱动的抽油机方案2
二、常用的节能型抽油机
10.1直线电机的历史与发展
直线电机的历史,最早可追溯到1840年惠斯登 (Wheatstone)开始提出和制作了略具雏开但并不成功的 直线电机,从那里至今,已有近160年的历史了,在这不 算短的历史过程当中,直线电机经历了探索实验、开发 应用和实用商品化三个阶段: 1 探索实验阶段(1840-1955)年 2 开发应用阶段(1956-1970年) 3 实用商品阶段(1971年-至今) 钢管输送机、运煤矿机、起重机、空压机、冲压机、拉 抻机、各种电动门、电动窗、电动编织机、磁悬浮列车
抽油机的平衡通常以曲柄平衡为主,平衡块的重量和位 置确定以后,作用在减速器输出轴的扭矩曲线就是一条规 则的曲线,两条曲线的相位几乎正好相反,二者相抵的差 值就是净扭矩曲线。也就是这条曲线最终转化为电动机的 有功功率曲线。
抽油机的平衡通常以曲柄平衡为主,平衡块的重量和位 置确定以后,作用在减速器输出轴的扭矩曲线就是一条规 则的曲线,两条曲线的相位几乎正好相反,二者相抵的差 值就是净扭矩曲线。也就是这条曲线最终转化为电动机的 有功功率曲线。
二、常用的节能型抽油机
10.2直线电机驱动抽油机的工作原理及特点 旋转电机演变为圆筒型直线电机的过程: 旋转电机→扁平型单边直线电机→圆筒型直线电机
动子
定子
二、常用的节能型抽油机
10.2直线电机驱动抽油机的工作原理及特点
直线电机主要由初级 和次级组成,在初级的 定子槽中绕有三相绕组, 通入三相电以后,将产 生与轴线方向平行的磁 场,该磁场对次级将产 生吸引力,次级就沿着 轴线方向做直线往复运 动。
反映到曲柄上的 工作扭矩曲线; W —悬点载荷; B —结构不平衡 TF —扭矩因数
一、抽油机的平衡特征及节能原理
由于惯性力、振动力及充满程度的影响,实际的示功图 各种各样,差别很大,因此,悬点负荷转化到减速器输出 轴的扭矩曲线就是一条不规则的曲线。
Twn —悬点载荷W反映到曲柄上的工作扭矩曲线; Tr —由平衡重产生的平衡扭矩曲线; Tn —Twn 、Tr叠加后的曲柄轴净扭矩曲线。
二、常用的节能型抽油机
10.1直线电机的历史与发展
国内、外关于直线电机驱动抽油机方面的专利: 法国Elf Aquitiane Production dept.申请了国际专利“直线电机驱 动的电泵”; 美国人莱委斯申请了美国专利“用直线电机驱动的井下抽油系统”; 美国人尔欧斯申请了美国专利“有杆泵直接驱动设备”; 美国人欧尔森等人申请了美国专利“井下马达驱动的井下泵装置和使 用方法”; 法国人查暮斯等申请的专利“用于直线运动抽油的常动力引擎”; 美国专利“一种用于井下抽油的直流感应直线电机”。 1996年我国孙平等人申请了“抽油机及抽油方法”; 1997年我国王莹等人申请了“电磁抽油机”。
抽油机节能技术
2. 建立节约型社会
2. 建立节约型社会
开 发 替 代 能 源
2. 建立节约型社会
2. 建立节约型社会
石油工业节电潜力
石油工业是能源的生产大户,也是耗能大户。抽油机仍 然是目前主要的采油方式,数量多、耗电量大,因此, 节能潜力也大。1997年统计,全国有抽油机井70000口。 1999年统计,全国抽油机采油年耗电总量约 105×108kWh,占油气生产总用电比例的49.2%,年电 费支出高达42亿元。
由华北石油二机厂设 计制造,在华北等油田 应用460余台。
偏轮式抽油机
二、常用的节能型抽油机
8、直线往复式抽油机
分别由长春长城石油机械厂和广田 实业有限公司设计制造,在辽河、吉 林等油田使用了142台。该种抽油机采 用链轮换向系统,塔架式结构,16型8 米冲程。与同规格常规机相比,大型 机节约钢材1倍,中型机节约钢材1/3, 小型机节约钢材3吨。电机配套功率减 小30~50%,节电率达40%。
二、常用的节能型抽油机
10、 “磁悬浮抽油机
磁悬浮列车是 一种利用磁极吸 引力和排斥力的 高科技交通工具。 排斥力使列车悬 起来、吸引力让 列车开动。磁悬 浮列车上装有超 导磁铁,铁路底 部则安装线圈。
二、常用的节能型抽油机
10、 “磁悬浮抽油机
通电后,地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同, 两者“同性相斥”,排斥力使列车悬浮起来。铁轨两侧也装有线圈,交流 电使线圈变为电磁体。它与列车上的磁铁相互作用,使列车前进。
异相曲柄抽油机
二、常用的节能型抽油机
2、双驴头游梁式抽油机
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由于是一条不规则的曲线和一条规则的曲线合成的,所 以电动机的有功功率曲线通常也是不规则的。一般表现为 有上、下冲程两个波峰,有时还会有负功率出现。理想的 平衡状态是波峰越小越好,最好是一条直线。
抽油机的节能方案有各种各样的,但是,其节能 原理基本是相同的,就是尽力改善抽油机的平衡状 态,努力使净扭矩曲线接近一条直线。
由大安石油机械厂设计 制造,在辽河等油田应用
150余台。
摆杆式抽油机
二、常用的节能型抽油机
7、偏轮式游梁抽油机
该种抽油机的结构是在常规 机的游梁尾部装有一个偏轮, 在偏轮与中央支座之间增设一 操纵杆,使得抽油过程中的平 衡力臂和动力力臂合理变化, 实现上提加速度比常规机减少 45%,上冲程动负荷及振动负 荷减少60%,节电率达30%以 上。
下偏杠铃型抽油机
下偏杠铃型抽油机
二、常用的节能型抽油机
6、摆杆式游梁抽油机
该种抽油机的结构是在常规 机上增加一对摆杆,从而使抽 油机的平衡力矩和动力力矩按 悬点载荷力矩的变化规律调节, 使减速箱输出轴的峰值扭矩削 减50%,消除了负扭矩。其12 型机所配的减速箱和电机容量 比常规机减小50%,节电率达 30%。
二、常用的节能型抽油机
10、 “磁悬浮抽油机
磁悬浮列车运行时与轨道保持 一定的间隙,一般为1厘米至 10厘米,因此运行安全、平 稳舒适、无噪声,全自动化运 行,时速可达550公里。
二、常用的节能型抽油机
10、 “磁悬浮抽油机
“磁悬浮”抽油机是用直线电机直接驱动的抽油机,直线 电机的的原理与“磁悬浮”列车的原理一样,区别只在于电 机的形式不同,“磁悬浮”列车用的是平型直线电机,而抽 油机用的是双排平型或圆筒型直线电机。
双驴头型抽油机
二、常用的节能型抽油机
3、矮型异相曲柄平衡抽油机
结构设计上四连杆
机构采该取种大非抽庆对油称石循机油环采学, 极 程 下位曲冲用头院建夹柄程整一设 材角最曲体体计 机λ大柄结式=、 械转最1构游牡 总0角小°,梁,1转丹 厂9上减驴角江 制0°冲, 17轻0°了。采整取机了尺曲寸柄和平 衡 τ扭=重矩重常造林32偏前量规,、°~置置,机在辽3结,与 相6大河构减°,同 比等庆,缓使型 ,偏减、油平号整置 速吉田衡角箱 输出机应轴重用扭量2矩0减0峰轻0值余2,吨台节多。电。
二、常用的节能型抽油机
10.2直线电机驱动抽油机的工作原理及特点
直线电机采用圆筒型结构,以消除侧向端部效应。 其初级是由多个线圈和铁心组成的同轴线圈,次级 由作为磁轭的铁管及其上安装的高性能环型的永磁 体钕铁硼材料组成。可以产生足够的气隙磁密。永 磁体的充磁方向为径向,且极性交替排列,作为动 子磁轭的铁管同时作为其上下移动时的导轨。定子 上每极下的槽数及槽型尺寸由具体的性能指标确定。
二、常用的节能型抽油机
10.2直线电机驱动抽油机的工作原理及特点
三相电缆线
滑轮ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电机接线 次级电枢绕组
负荷 次级铁芯
初级永磁体
机架 控制箱
扶正轮
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