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抽油機節能范文1
中圖分類號：TK51 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）08（a）-0155-02
游梁式抽油機作為油田生產的重要能耗設備，是目前各油田普遍采用的抽油機。這種抽油機設計結構簡單，操作復雜性小，并且故障率低，在石油開采過程中能夠為井下的抽油泵系統提供動力，但卻普遍存在著高能耗、低產出、沖程和沖次調節不方便等明顯的缺點[1]。為了解決游梁式抽油機的節能問題，減輕油田的經濟負擔，人們開始嘗試各種改進。于是出現了前置式、異向式等改良式抽油機，出現了高轉差、永磁同步電動機的應用革新，出現了將變頻控制系統在抽油機的應用[2]。
傳統的化石燃料在使用過程中會產生大量污染環境的有害物質，而且，它們都是不可再生的，因此，清潔、無污染的太陽能受到重視。太陽能作為一種可再生能源用于發電的想法早就提出，太陽能光伏供電系統也因多年的發展而日趨完善和靈活。光伏系統的應用具有多種形式，但是其基本原理大同小異。不同類型的光伏系統只是在控制機理和系統部件上根據實際的需要有所不同。根據光伏系統的應用形式、應用規模和負載的類型，對光伏供電系統進行比較細致的劃分，則包括小型太陽能供電系統、簡單直流系統、大型太陽能供電系統、交流直流供電系統、并網系統、混合供電系統和并網混合系統等六種類型[3]。太陽能光伏發電在21世紀將會有更深層次的發展和應用。
2 太陽能供電在抽油機上的應用
抽油機耗電量巨大，僅僅依靠太陽能電池板接收太陽能量轉化成的電能很難滿足高耗電的抽油機系統的正常運轉，除非建立大型的電池板方陣布排足夠多的太陽能電池板才能有足夠的能量提供給抽油機。國內在太陽能應用與抽油機上的嘗試并不多，目前已知的只有新疆油田在太陽能應用到抽油機上做出了大膽的嘗試，并取得了良好的效果。陸梁油田落成的太陽能發電站，如圖1所示，由陸9井并網光伏電站、陸梁公寓離網光伏發電系統等兩個部分組成。該太陽能電站作為太陽能動力負荷采油試驗，供陸9井抽油機生產用電[4]。
雖然陸梁太陽能發電站在試生產階段，每天利用太陽能發電4 h。累計三個月發電超過1萬千瓦小時。但太陽能量的應用基本依賴于天氣的變化和地域的光照情況。圖2為陸9井太陽能發電系統月發電量統計，由圖表可以清晰地看到冬季的陰雨天多及日照強度低兩個因素制約了太陽能電站的發電能力。
3 并網光伏供電系統在抽油機上的應用
新疆油田公司陸梁油田的大膽嘗試給了我們很大啟發，首先，太陽能量的利用本身就受到地域和天氣的制約，也就是說根本無法完全利用太陽能為抽油機進行供電。即便通過蓄電池進行電量的緩沖也達不到如此巨大的耗電量需求。其次，電池板接受太陽能轉化為電能的效率仍舊非常低，若應用較高轉化效率的硅電池板卻又因高昂的價格而得不償失，加上蓄電池里的電力損耗和漏失恐怕到最后剩不了太多。所以將并網光伏供電系統應用在抽油機上有著很好的效果。如圖3為并網光伏供電系統的示意圖。
并網光伏供電系統的特點是當太陽能發出的能量大于負載工作需要的能量時，發出來的電能可以反饋給電網，供給其他的用電負載使用。而當太陽能發出的能量小于負載工作需要的能量時，負載會同時采用太陽能和電網同時供電，用電網來補充由于光照不夠或者沒有光照條件下負載的供電需要[5]。
但是陸梁油田的并網光伏電站的建設實在工程浩大，電站既包括并網系統又包括公寓離網系統。整個大的電站建設完全用于陸9井單井抽油機的日常生產用電，而對于油田如此多的抽油機生產井來說恐怕不能更多地利用太陽能來進行電力供給了。所以能否找到一種最佳的匹配選擇，選擇更加合適的電池板的材質、數量及其安置方式，用更少的工程安裝來完成更大范圍的抽油機井太陽能供電達到更加多的經濟節約。這是我們從新疆油田公司那里收獲的經驗和問題。針對于此我們進行了大膽的選擇、思考和計算，并制作了簡單的模型來模擬流程研究效果。
4 一種基于每一臺抽油機的太陽能光伏供電系統
為了達到為更多、更大范圍抽油機進行太陽能輔助供電的目的，簡約工程施工和占地，從而能夠為每一臺抽油機匹配太陽能供電系統，就必須采取應用蓄電池的方法來完成太陽能的存儲緩沖，同時用更少的電池板外加控制系統來維持電池板實時對準太陽以保證更充分的太陽能吸收，再將電池板連接控制器將電量輸送至蓄電池，蓄電池存儲足夠的電量以后通過逆變器轉換電流形式供給抽油機。當蓄電池的電量足夠時，用蓄電池來供給抽油機，當蓄電池的電量不足時，先用電網供電等待蓄電池充滿電能。蓄電池放電速度肯定遠大于電池板充電速度，當蓄電池放電達到一定量時自動轉換為電網供電蓄電池繼續充電。這樣的充電放電供電過程能夠靈活地避免了天氣狀況的干擾，同時能最大限度把太陽能量應用至抽油機系統。實驗室模型設計流程圖如圖4所示。
太陽能電池板的材質多為單晶硅和多晶硅，單晶硅電池板的價格稍微貴但是轉換效率較高，而多晶硅電池板的價格稍微便宜但是轉換效率較低。其他類型和材質的電池板由于應用范圍不廣，很難在油田應用上有太大突破?？紤]到抽油機的耗電量巨大，如果不采用較高轉換效率的電池板單純從經濟方面考慮的話恐怕最后最佳的電池板供電系統不能為抽油機提供足夠的電量，蓄電池周轉不開而不具備恰當可行性。所以電池板還是采用轉換效率較高的單晶硅電池板。
單晶硅材質的電池板一般的轉換效率為15%左右。顯然這是非常低的，完全不能滿足耗電量巨大的抽油機負載的使用。所以不得不考慮更加有效的方法來完成電池板更高的轉換效率。一般的太陽能電池大多采用傾斜固定布置，但是這樣往往失去了一定量的太陽能的吸收。如果為電池板配備旋轉控制系統，讓電池板按照所在地區的經度緯度確定的太陽每個月的大概運行軌跡進行實時校準。如果太陽光線能夠垂直入射到電池板讓其轉化為電能，將能夠將轉換效率提高原有轉換效率的30%左右。
于是在為每一部分電池板配備了旋轉控制系統以后，單晶硅電池板的轉換效率提高到20%。太陽光譜的輻照強度根據不同地區不同天氣不同時間而變化不同，但是基于假設估計可以將太陽光譜的輻照強度設置1000W/m2值。這樣每平方米電池板的輸出功率大概為200W?？紤]到抽油機上千瓦的耗電功率，不得不采用更大的電池板來完成。采用面積為4m2面積大的電池板，安裝上旋轉控制系統，然后讓4塊這樣的電池板一條直線排開，讓每塊電池板在校對太陽完成對準的同時不會因為其他的陰影而影響太陽能的吸收。
太陽能電池板配置好以后，通過控制器連接至并網逆變器達到并網工作的目的。但是顯然這幾塊電池板根本供不起耗電巨大的抽油機。所以必須采用蓄電池來緩沖電量，將通過控制器的電池板轉換的電能直接輸送到蓄電池中儲存起來，為蓄電池設置一定的閾值。當電量足夠達到了這個閾值，電網自動關閉采用太陽能充滿的蓄電池以上千瓦的功率為抽油機供電。在蓄電池為抽油機進行供電的過程中太陽能電池板也在為蓄電池充電。但是顯然這個電池板充電的速度是完全跟不上抽油機的耗電速度的。很快蓄電池就會支撐不起抽油機如此巨大的耗電量而達到設置的閾值，這時蓄電池就會自動關閉而繼續采用電網為抽油機供電。
按照這樣的蓄電池充放電和電網的停放電過程，假設抽油機的電機功率采用普通的20kW型號，這樣4塊4m220%轉換效率的電池板至少需要一個星期的時間才能完成蓄電池的電量。于是，在抽油機旁邊設置一定高度的4塊4m2的電池板，然后通過控制器之后為蓄電池充電。在經過將近一個星期后的充電后蓄電池的電量值達到最高閾值，系統自動用蓄電池為抽油機進行供電。當蓄電池的電量下降至最低閾值時電網自動接通為抽油機供電，蓄電池繼續讓電池板進行供電。
這樣一充一放中間長時間的緩沖能夠實現對于太陽能量的更加靈活的應用，不去考慮陰雨天氣和不良日照等不利情況，從而能夠充分利用可再生的太陽能量為抽油機進行供電達到節能的目的。
5 結語
簡單說明了抽油機的節能趨勢和太陽能供電的發展，進而引出太陽能供電系統在油田抽油機上的應用。根據陸梁油田太陽能發電站的建設和效果，總結經驗教訓大膽創新，提出了基于每一臺抽油機的簡單太陽能并網光伏供電系統。系統中應用了蓄電池來緩沖電量，保證對于太陽能量的充分和靈活運用。簡單計算了此工程的供電情況，為太陽能供電系統在抽油機上的應用提供經驗和思路。
參考文獻
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[2]趙來軍，程發興，苑櫻花.抽油機變頻控制器的應用與技術發展[J].石油機械，2003（10）：65-67.
[3]沈輝.太陽能光伏發電技術[M].北京：化學工業出版社，2005：24-25.
抽油機節能范文2
[關鍵詞]：抽油機 節能 方式
一、抽油機概述
抽油機俗稱“磕頭機”，是石油鉆采機械中常用的采油機械設備。抽油機的種類繁多。從采油方式上可分為兩類，即有桿類采油設備和無桿類采油設備。有桿類采油設備又可分為抽油桿往復運動類（國內外大量使用的游梁式抽油機和無游梁式抽油機）和旋轉運動類（如電動潛油螺桿泵）；無桿類采油設備也可分為電動潛油離心泵，液壓驅動類（如水力活塞泵）和氣舉采油設備。
二、抽油機節能的意義
我國的油田多為低滲透的低能、低產油田，油田開發難度不斷增大，大部分油田要靠注水壓油入井，再用抽油機把油從地層中提升上來，以水換油或者以電換油是我國油田的現實，因而，電費在我國的石油開采成本中占了相當大的比例。由此造成成本居高不下，節能降耗已成為油田穩產上產繞不開的命題。目前，我國抽油機的保有量在10萬臺以上，電動機裝機總容量在3500MW，每年耗電量逾百億kWh，抽油機在我國平均效率為25.96%，而國外平均水平為30.05%，年節電潛力可達幾十億kWh。節能在長期角度看來是優化結構、成本降低的途徑，從而使企業獲得有利的競爭地位。既確保有效地完成國家的任務，又保證企業通過節能工作獲得長期的低成本優勢，也是企業能否持續穩定發展的現實考題。抽油機的增效節能肩負著越來越沉重的使命。
三、抽油機節能存在的問題
傳統的抽油機普遍存在著起動沖擊大，運行耗電多，大馬拉小車、效率低下等諸多問題。
（一）效率低下，能耗大
當油層的能量不足以維護自噴時，則必須人為地從地面補充能量，才能把原油舉升出井口。如果補充能量的方式是用機械能量把油采出地面，就稱為機械采油。全國有機采井近65000口，抽油機井占總井數的85%，在油田采收過程中，抽油機耗電量占油田總耗電量的1/4，由于抽油機自身設備結構的特點，大量的能量（70%左右）在傳遞過程中白白損失掉。抽油機固有的設計及運行特點與現場運行工況相比，不可避免地出現了大馬拉小車的不合理匹配。抽油機PH點的負載在現場也從未出現過，抽油機的實際負載率普遍偏低，絕大部分負載在電動機額定功率（指輸出功率）20%～30%左右，最高也不會超過50%。這樣運行對普通電動機而言，其效率和功率因數特低。“大馬拉小車”現象是抽油機耗能的主要原因。為實現抽油機節能，必須克服“大馬拉小車”現象所帶來的負面影響。
（二）空抽
由于抽油機是按照油井最大化的抽取量來進行選擇的，并且還留有設計余量。另外，隨著油井由淺入深的抽取，井中油面逐漸下降、地下油量越來越少，泵的充滿度越來越不足，直到最后發生空抽的現象，如果不加以控制，就會白白地浪費大量的電能。
（三）設備老化
抽油機老化嚴重，有些抽油機凈值早已折舊沒了，新度系數極低，而在一個中型油田企業抽油機每年的折舊就達上億元，僅憑產能新增抽油機根本不能改善抽油機整體技術狀況差、新度系數低的現狀，并且需要投入大量的資金，逐年有計劃地進行更新或技術改造。資金的缺乏給技術裝備的節能增加了很大的難度。
（四）運行工況惡劣
抽油機基本是在室外露天環境下工作，一年四季風吹雨曬，工況環境十分惡劣。抽油機又分布在廣闊的油田區域，給維護保養等管理工作帶來極大困難，不足、設備銹蝕等現象普遍存在，不但使設備的安全性和可靠性降低，更使各部件摩擦增大，帶來能量損失的加大。
四、抽油機節能潛力巨大
（一）抽油機節能理論分析
根據抽油機井的工作特點，抽油機的系統效率分為地面效率和井下效率兩部分，并且存在以下關系。
N=NsNw
式中：N ――抽油機系統效率；
Ns――抽油機系統的地面效率；
Nw――抽油機系統的井下效率。
機械采油系統由電動機、抽油機、井口裝置、油管柱、抽油桿和抽油泵等裝置組成，其中抽油機又包括膠帶輪傳動裝置、減速器、四連桿機構和游梁裝置。地面系統效率損失主要發生在電動機、皮帶、減速箱及四連桿機構中，井下效率損失主要發生在盤根盒、抽油桿、抽油泵和管柱中。
（二）理論上提高系統效率的幾種方法
提高系統效率有以下兩種辦法：一是增加系統的有效功率；二是減少損耗功率，推廣應用節能技術設備或加強管理工作。
1.推廣節能型抽油機和電動機。我國現在使用較多的節能型抽油機有異相曲柄平衡抽油機、異型游梁式抽油機和寬帶機等，使用較多的節能電機有高滑差電機、雙速電機等。
2.對有桿抽油系統進行優化設計。結合油井實際選擇機、桿、泵及抽汲參數，有桿抽油系統應當滿足油井的生產要求，還要做到經濟合理。一是新投產油井系統的優化設計；二是已投產井抽汲參數的優選，即在滿足抽油機的承載能力以及滿足配產要求的條件下，合理地設計抽汲參數。
3.加強對抽油機的科學化管理。定期檢查傳動裝置，定期更換減速箱內機油，提高地面傳動部分效率；使用窄V聯組帶；對于油氣比高的油井應采取適當加大泵的沉沒度，加裝油氣分離器和定期放套管氣等措施，以提高泵的充滿系數；加強特殊井的分類維護；保持抽油機的較高的平衡度等。
4.解決抽油機電動機的欠載問題。電動機運行的效率取決于負載率β。在這里：
β=（P2/ PN）×100%
式中：P2――電動機的輸出功率；
PN――電動機的額定功率。
輕載時電動機的效率很低，而當負載增加到一定值時變化則很小。當β
（三）抽油機節能具體方式手段
大致通過三種途徑實現抽油機的節能增效：一是提高電機的功率利用率；二是改進抽油機結構，比如通過加平衡塊使載荷更平衡，或者使用變頻裝置來改善平衡等。三是在深井泵上做文章，提高泵的效率。
1.抽油機的電動機節能方式。主要從三個方面實現節能：人為地改變電動機的機械特性，主要是改變電源頻率，以實現與負荷特性的柔性配合；從設計上改變電動機的機械特性（如高轉差率電動機和超高轉差率電動機），從而改善電動機與抽油機的配合；提高電動機的負荷率和功率因數。具體有以下方式：
（1）采用雙功率電動機。電動機在各種情況下都有較高的負荷率，運行效率和功率因數都有較大的提高。缺點在于：如果不能解決系統的配合問題，則起不到節能作用。
（2）增加蓄能器。蓄能器用來增加抽油機的轉動慣量，充分發揮其動能的均衡作用，降低電動機承受扭矩的波動量。只要電動機的額定功率等于或大于抽油機的平均消費功率，抽油機就能平穩工作，顯著降低電動機容量，實現節能降耗。
（3）利用電容器做功率補償。其節能原理就是利用一個大容量電容器并聯在線路中，起到功率補償作用，從而達到節電目的。無功就地補償節能可以最大限度地減少拖動系統對無功功率的需求，使整個供電線路的容量及能量損耗、導線截面、有色金屬消耗量，以及開關設備和變壓器的容量都相應減小，而供電質量卻得以提高。其只能對長期空載或輕載運行的電動機有用，對于重載運行的電動機，沒有補償的必要。只要根據電機容量及平均負載率，選配適當容量的電容器進行固定補償就行了，既經濟又實用。
（4）改變電動機的機械特性。主要應用于節能電機。一是超高轉差率多速電動機。普通電動機的機械特性較硬，在一定負載下，轉速n（或角速度ω）較大；超高轉差電動機（CJT）機械特性較軟，在同一負載下，轉速n（或角速度ω）較低，即轉差率較大，具有降低扭矩峰值，減小抽油機懸點沖擊載荷的作用。因
此，在某些工況下具有節能效果。
圖1 η=f（P）曲 線
1，2分 別 為 普 通 電 動 機 的η及cosψ；
3，4分 別 為CJT電 動 機 的η及cosψ；
為 額 定 負 載 時 的η及cosψ；
為 輕 載 時 的η及cosψ。
通過對圖1所示效率，功率因數與輸出軸功率之間的函數關系分析可知：
1）普通電動機的η及cosψ曲線陡峭；
2）CJT電動機的η及cosψ曲線平坦；
3）普通電動機在額定輸出功率點，η及cosψ較高，運行最經濟；
4）在輕負載時，普通電動機的η及cosψ較低，CJT電動機的η及cosψ較
高。
對超高轉差率多速電動機來講，由于曲線平坦，η及cosψ在負載變化情況下，其值變化不大，從而相對來講其η及cosψ高于普通電動機，致使有功功率降低，功率因數提高。就節能來說，抽油機匹配超高轉差電動機是合理的。當然，轉差率高低，機械特性軟硬均應適度，否則會對其實用性、可靠性帶來不利影響。
二是永磁同步機。效率和功率因素都優于一般異步電機，電機本身是硬特性，運行中無轉差。沒有消減振動載荷的能力，會增大對減速箱齒輪的沖擊損害；一旦電機燒毀就會失磁；不能適用調參的需要實行變極調速。
三是雙定子電機。起動時集兩部分定子的合力矩以加大起動力矩，以適應低負荷時以低功率來匹配達到節電的目的。缺點是電機的制造難度和成本增加。
四是電磁調速電機。在抽油機既定的負荷條件下，通過改變其繞組結構完成6/8極，8/12極的單繞組非倍極改型設計，使其運行在原井抽油機上，其負荷率從20%-80%變化，電機都運行在高效區，這種方式既適用于舊電機改造，又適用于新電機生產
（5）電動機星三角轉換節能。主要用于節能配電箱。當電動機輕載（負載率33%時，再將電動機繞組改為接法運行。否則會使電流過大，銅耗增加，反而費電。為了不使轉換頻繁發生，一般在轉換點的負載率之間設置一定的回差，通常采用負載率β35%，進行Y轉換。
（6）增加調壓節能裝置。降低輸入電壓，減少了電動機的損耗，提高了電動機的運行效率，達到節能的目的。主要是晶閘管相控調壓節能（STD）?；谙嗫毓濍娂夹g的電機節電器全自動智能化節電，無需人工調節，節電率效果比較明顯，不改變電機原有轉速，不影響抽油機采油量，串聯于抽油機電機前端，安裝使用簡捷易用，具有軟啟動，動態跟蹤負載，調節用電設備輸入功率，提高用功功率等功能，可有效地保護電機及機械設備，設備運行平穩、可靠，是抽油機節能改造的最佳方案。
2.改進抽油機結構
（1）間抽控制器。包括人工控制、定時鐘、液面探測器、流量傳感器、電流傳感器、抽油桿載荷傳感器。從實踐中看，人工控制方式費工費時；定時鐘無法解決令抽油機的工作能力動態地響應油井負荷的變化，可能還會影響油井的產量；液面探測器由于裝置復雜，維修費用高而沒有得到普及；流量傳感器受大概10cm3/s流量限制，會發生堵塞現象，也未能獲得推廣應用；電流傳感器對電機電流的檢測是最方便、最可靠，也是最為廉價的方法；抽油桿載荷傳感器在光桿或游梁上安裝測力傳感器可以測出抽油桿的載荷數據。光桿測力傳感器比較準確，但易于損壞；安裝在游梁上的傳感器準確度比較低，但比較耐用。
（2）變頻器調速節能。為了使抽油泵的排量與油井的滲透能力相適應，可以通過改變抽油機的電動機轉速來實現。抽油泵是一種柱塞泵，對電動機來講是一種恒轉矩性的負載，也即電動機的電功率與其轉速成正比。
3.降低皮帶傳遞損失。選用傳動效率高的傳動方式，如窄V帶和同步帶，其傳動比準確，不打滑。同時，保持皮帶大小輪四點一線，以及皮帶合理張進度，也是降低功率損耗的重要方面。
4.改變抽油機的四連桿機構，優化相關尺寸配比，以降低抽油機的轉矩因數，從而降低抽油機的工作轉矩及其波動，實現節能。一是采用偏置式抽油機。改變抽油機曲柄凈扭矩曲線的形狀和大小，使其波動平坦，減小負扭矩，從而減少抽油機的周期載荷系數，提高電動機的工作效率，達到節能目的。二是采用前置式抽油機。與同級別的常規式抽油機相比，前置式抽油機可配置較小功率的電動機，其效率可提高20%，節能效果顯著。
5.改進平衡方式。改進抽油機的平衡方式，提高抽油機的平衡度，可以降低減速器輸出軸轉矩的波動幅度，達到節能的目的。一是平衡相位角。為了平衡扭矩與載荷扭矩對齊，偏置這樣一個角度。二是變距平衡。這種平衡節能技術，解決的是抽油載荷正常生產時的周期變化。運用變距節能原理的典型應用事例就是雙驢頭抽油機。
6.采用高效節能泵。提高泵效，也就降低了百米噸耗，實現節能。一是研究提高抽油泵充滿系數措施，如在抽油泵中安裝氣錨。對于含氣比較高的油井，使用氣錨可提高泵的容積效率，以達到提高系統效率的目的。二是加強降低沖程損失技術研究，研制安全可靠的油管錨定工具，降低沖程損失，提高泵效。三是以系統效率最大為目標，抽油機井優化設計軟件為手段，利用現有的模擬試驗設備，開展不同工況參數條件下常規抽油機井的效率評價試驗研究工作。
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抽油機節能范文3
在實際開采作業過程中，抽油機受油井的井深、油質、雜質、含沙量、含水量等諸多客觀因素的影響，須調整作業沖次、沖程，甚至更換電機、改變電機的功率；同時，由于油田所處地理位置、緯度的不同，以及所處地區的氣候等自然因素，也會對開采作業產生影響，要求抽油機根據實際工況進行相應的速度調整。
鑒于以上所述油田抽油機的技術要求以及使用的社會效益，抽油機對電機控制系統的基本要求是：
大范圍的、穩定可靠的無級調速；
具有比較顯著的節電效果。
一、IMS系列油田抽油機伺服調速節能控制柜
IMS系列伺服控制器是時光科技有限公司研制、開發的擁有自主知識產權的交流異步電機伺服控制器。其控制對象是普通的三相交流異步電機，控制精度達到同步伺服電機的控制水平。IMS系列伺服控制器調速范圍廣，定位精度高，低速轉矩大，軟件功能完善。字串5
針對油田工作的實際需求，時光公司研制了IMS系列油田抽油機伺服調速節能控制柜。此伺服控制柜結合抽油機的運行工況和油井的實際情況，及時地、自動地調整電機的運行速度、加速度、扭矩等參數，使原有拖動電機在高效、節能狀態進行工作。
通過在中原、勝利、遼河油田的實際應用，證明了IMS系列油田抽油機伺服調速節能控制柜可以簡便而安全的進行調速操作，大大降低了現場操作人員的工作強度，提高了生產效率，并取得了明顯的節能效果。
（一）IMS伺服控制柜的構成
IMS系列油田抽油機伺服調速節能控制柜構成情況如下圖所示：
圖IMS系列油田抽油機伺服調速節能控制柜構成圖
（二）IMS伺服控制柜的特點
IMS系列油田抽油機伺服調速節能控制柜具有如下特點：
1、交-直-交的主電路
IMS伺服控制柜先將輸入的三相50Hz交流電變為直流，再逆變為頻率、電壓有效值可調的三相交流電供給拖動電機。字串4
2、大范圍的速度控制
IMS系列伺服控制柜采用伺服控制，可準確、大范圍地控制電機的轉速，速度控制范圍為0-1500r.p.m，速度控制精度為0.3r.p.m。
3、三倍額定轉矩的過載能力
IMS系列伺服控制柜在零至額定轉速范圍內具有恒轉矩輸出特性，并具有3倍額定轉矩的過載能力。因此，在很低的轉速下，電機也可輸出額定轉矩并具有300%的過載能力。
4、低速大轉矩的控制特性
IMS系列伺服控制柜在抽油機電機啟動的過程中，可以驅動電機輸出足夠的轉矩。從而在轉速從0上升到設定值過程中，使電流平穩，實現了真正的“軟啟動”。
5、下慢上快的速度控制
IMS系列伺服控制柜通過速度與轉矩的可解耦以及獨立控制，實現了對抽油沖程下慢上快的速度控制。
6、具有內部軟PLC功能，可對轉矩進行檢測和控制。
（三）IMS伺服控制柜的優勢
根據IMS系列伺服控制柜的設計原理、控制特點以及應用實例的分析，油田抽油機配備IMS系列伺服調速節能控制柜，具有如下優勢：字串7
1、調速操作簡便
由于IMS系列伺服調速節能控制柜具有大范圍、連續調速的特點，只需調
整一個旋鈕即可實現連續、穩定的調速功能，滿足抽油機調整沖次的要求。對于現場操作人員而言，操作極為簡便。
2、降
低作業強度
使用IMS系列節能伺服控制柜調速操作簡便，無需在作業過程中更改抽油機及配套設備的機械結構，大大降低了現場工人的作業強度。
3、提高生產效率
使用IMS系列節能伺服控制柜，在作業過程中無需停機進行調整；控制柜具有的抽油沖程下慢上快的速度控制，提高了抽油機的出油量。這些因素，均提高了抽油機的生產效率。
4、節能效果顯著
根據實際應用統計數據計算，IMS系列節能伺服控制柜具有顯著的節能效
果。相對而言，對于高產油井即抽油機負載越大、沖次頻率越低，節電效果越明顯：當抽油機沖次頻率低于2.5次/分，節電率高達75%以上。針對負荷較輕的油井，可根據IMS系列節能伺服控制柜具有的軟啟動功能，采用以較小功率的電機取代原有電機的解決方案，同樣可以取得較為顯著的節能效果。
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二、結論
IMS系列油田伺服調速節能控制柜正是順應油田抽油機對電機控制系統的基本要求而研制生產的，彌補了目前普遍采用的抽油機調速方案存在的缺陷,實現了：
抽油機節能范文4
【關鍵詞】開關磁阻電機；SRD驅動調速系統；節能抽油機；開關磁阻電機塔架式抽油機
1.政策背景
隨著世界經濟危機的消退，全球經濟開始復蘇，直接導致全球能源消費迅速增長，與此同時石油資源卻日趨減少。這一嚴峻形勢迫使油田開發新型高效節能型采油機械設備。
十二五以來，國家把節能減排目標量化分解并作為一項行政考核指標。據不完全統計，截止2010年，中石油共有油井總數16.1萬口，預計每年將新增2萬口新井，僅抽油機運轉所消耗的電量就高達57.6億千瓦時，占中石油總消費的比重約40%以上，因此石油化工行業把抽油機作為節能減排的主要突破方向，大力提倡開發和推廣新型節能型的數字化抽油機。
根據油田考察和市場調研，目前抽油機朝向節能降耗并具備自動化、智能化、長沖程、大載荷、精確平衡等方向發展。根據在勝利油田等油田應用現場的記錄數據顯示，防爆開關磁阻電機驅動系統(簡稱：SRD)應用在塔架式抽油機上的節能效果還是很不錯的。
2.SRD調速系統的自身優勢
開關磁阻電機驅動調速系統（Switched Reluctance Driver, SRD）是一種性價比較高的新型電機驅動調速系統，具有結構簡單、運行可靠及高效率等突出特點。20世紀90年代國內生產企業充分利用SRD具有啟動電流小、啟動轉矩大的優點，將其應用于頻繁啟停和正反轉的機械設備中，如龍門刨床[2]和抽油機等。
3.SRD與抽油機性能的匹配性
SRD除了結構簡單、成本低、功耗小、功率低、適應性強等特點外，其與抽油機性能的匹配性主要體現在以下幾個方面：
3.1小電流啟動大轉矩
這是SRD的大一特點，也即開關磁阻電機可以通過電源側輸入的小電流，在電動機輸出側產生較大的啟動轉矩。比如：SRD啟動時：當啟動電流為額定值的15％時，啟動轉矩為額定值的100％；當啟動電流為額定值的30％時，起動轉矩可達其額定值的150％。相比而言，異步電機啟動時，5到7倍的額定電流才能獲得100％的額定轉矩。此外，SRD電機可以帶10倍于轉子慣量的負載，因此能實現大轉矩，低轉速，啟停平穩且無感應電動機在起動時所出現的沖擊電流現象。特別適合于要求快速啟、停的機械設備。這一特性也與長沖程、低沖次、大懸點載荷的抽油機的速度－轉矩特性相吻合。
3.2電機調參方便，控制靈活
電機的控制參數多，通過采用不同的控制方式和參數，可實現很寬的功率范圍內的速度調節；還可以通過控制各極的通斷順序就能方便的控制轉矩的方向。SRD的這一特性適合于頻繁換向和調速的機械設備，因此符合抽油機的特殊工況，而且還有利于實現抽油機的平衡調節，從而使抽油機運行于最佳節能工作狀態，實現節能目的。
3.3效率高
SRD調速系統在空載和滿載下的效率均高于0.98。用最優異的性能達到資源利用、提高調速性能、安全生產、節能降耗等目的。
4.SRD的缺點轉化為優點
SRD調速系統雖然較其他調速系統由不少優點，但也有其自身的局限性和缺點：
4.1專機專用
只能使用專用電機。
4.2"一對一"控制
電機和控制器只能實現"一對一"運行。
這些缺點對于節能抽油機來說卻是最大的優勢。油井基本都是一井一機的配置方案，能最大限度的做到合理配置，從而避免了目前油田普遍存在的"大馬拉小車"的不合理配置現象。
由此可見：開關磁阻電機調速系統在實現抽油機節能方面具有無可比擬的優勢， SRD在抽油機節能領域中有著很好的發展前景。
5.結論
綜上分析，SRD在成本、、調速性能、單位體積功率、可靠性、散熱性、適應油田惡劣工作環境的能力等方面較交流變頻電機都具有明顯的競爭優勢。開關磁阻電機驅動調速系統具有良好的防爆性能，具備小電流啟動大轉矩的能力，能夠平穩調速且范圍廣和節能高效等優點，能適應油田防爆環境和復雜工況下的電機防爆特性要求，因此應用在節能抽油機中能充分發揮其優勢[3]。
開關磁阻電機抽油機將SRD成功應用于油田領域的節能抽油機上，實現了抽油機真正意義的軟啟動，且對電網沖擊小，節能降耗效果非常顯著，是節能抽油機發展的新方向?！科]
【參考文獻】
［1］高超．SRD在煤礦設備中的應用特點和產品發展，煤礦機械，2003，（7）.
抽油機節能范文5
關鍵詞：抽油機 節能 運行參數
筆架嶺油田是遼河油田灘海最早開展油氣勘探、最早獲工業油氣流的地區，采用海油陸采的開采方式，投產以來一直依靠天然能量開發。經過多年的生產，相當規模的油井已由開發初期具備自噴能力的高產井轉為當前依靠人工舉：升方式的低產井。目前，筆架嶺作業區開井23口，2012年筆架嶺作業區總用電量為299.92萬度，抽油機單項用電量為208.69萬度，占全區總用電量的69.58%。如何在保障滿足地層產能的前提下降低抽油機耗電量是油田長期以來需要解決的重要課題。因此，把引進新型節能技術和調整抽油機運行參數相結合，將是節能降耗、控制成本、確保穩產上產的必由之路。
1耗電原因分析
影響作業區主要耗電因素是抽油機耗電，通過多方面論證，節電設備的老化或者未安裝以及工作制度不合理這兩點原因是抽油機耗電巨大的主要因素[1]：
1.1平衡率降低的原因
在采油生產過程中，由于原油物性的變化，油層供液能力的變化及油井工作制度的變化，都會破壞抽油機原來的平衡狀況，抽油機運轉不平衡，影響電機工作效率，減低電機壽命，能耗也會隨之增大，所以，必須隨時對平衡率不達標的抽油機調整。從2009年至今，隨著液量的逐年降低，泵掛也在逐年加深，很多抽油機平衡率也發生了重大變化。
1.2對產能較低的井原抽油泵已不能滿足需要
隨著產能的遞減，動液面的不斷降低，原來的大泵已經不能發揮其作用，充滿系數降低、管桿干磨，不但增大了能耗，而且也增加了作業井次。
1.3合理降低沖次
隨著油田開發，老井產能不斷降低，如果按照原有的高沖次進行生產，地層液量供應不及時，泵來不及充滿便進行提升，進行了大量的無效工作，造成巨大的電能浪費。
1.4地層出砂和油管結蠟日趨嚴重
當出現地層出砂、油井結蠟的情況時，抽油桿的運行阻力會增加，使得抽油機的負荷增大，導致電機的功率上升，從而降低了系統效率。
節能設備的老化與應用不廣泛、及時，導致抽油機不能夠及時按照產量進行更改生產制度，若要采用常規的調皮帶輪大小、曲柄距離，不但耗時耗力，也增加了風險。
2抽油機節能技術的應用及優化
2.1調整油井工作參數
提高平衡率，筆架嶺作業區根據各井電流變化，及時調整各井的平衡度，抽油機井在產液量基本不變的情況下，調整平衡使油井平均能耗降低9.4kW?h/d，同時延長了抽油機的使用壽命。
對產能較低的井使用小泵深抽，縮小泵徑，針對產能的遞減，動液面的不斷降低，筆架嶺作業區采取對整井進行優化，縮小泵徑來提高泵的充滿系數、增加泵深來加大泵的沉沒度，進而提高泵效，提升系統效率降低耗電量[2]。
合理降低沖次，根據產能及時并且合理降低沖次就能夠在保證產液量不變的情況下，大大提升有功功率，進而達到節能效果。通過降低沖次，平均單井日節電可以達到40kw?h/d，節能效果十分明顯。
控制地層出砂和油管結蠟，使用滑動式扶正器配合內涂層油管增加油管光滑度，進而達到減小抽油桿摩擦力和防止蠟附著的效果。
2.2節能設備的應用
筆架嶺油田于1993年開始開發，經歷了初期上產，中期產量下降和目前穩產三個階段，一直采取天然能量開采，直至2009年，節能設備開始陸續使用[3]。
2.2.1智能間開控制柜的使用
2009年下半年，筆架嶺作業區將部分供液能力差的井全部安裝了智能間開控制柜。通過應用智能化控制手段，令抽油機的工作能力與油井負荷建立起優化的匹配關系，就可以大幅度地節省抽油機用電。低產油井實行間開可以提高機采系統效率，節電量明顯，單井日節電平均可達68kW?h/d。
2.2.2節能電機與變頻柜的配套使用
筆架嶺作業區于2010年8月對6口抽油機井實施YGT抽油機節能電動機與節能控制器及其技術，能提升機采效率、大大提高電機功率因數、減輕電網及變壓器的運營壓力、開拓“增容”節支，同時通過動態調控抽油機的沖次及上下行的程的速度，能增加泵的充滿度、實現原油產量增產，達到抽油機綜合節電率大于15%的效果。
3應用效果
通過多項技術在筆架嶺油田上的應用，取得了以下明顯的效果：
1、耗電量明顯降低
從表中我們能明顯的看出，三年來，筆架嶺油田耗電量在持續平穩的下降，優化措施工作得到肯定。
2、采油指標大幅度提高
4結論
1、節電設備的應用與普及，是節能降耗的重中之重，也是未來油田節能創效的必然選擇。
2、抽油機工作制度的管理，對油井的上產，能耗的降低，起著不可忽視的作用。
參考文獻
[1]王越；淺談節能技術在抽油機井上的應用[J].中國石油和化工標準與質量.2011（08）
抽油機節能范文6
關鍵詞：油田抽油機 節能 電控裝置 應用
一、油田抽油機的耗電原因
傳統油田生產中使用的抽油機大多是游粱式抽油機，該抽油機耗電量高，在生產效能上表現也并不甚佳，筆者在此分析了油田抽油機能耗高、效率低的幾點原因：
1.抽油機載荷與電動機工作特性不相符
油田抽油機，尤其是游粱式抽油機的懸點負荷是周期性的變載荷，懸點載荷在減速器柄軸上的扭矩與曲柄平衡存在著較大的差別，造成了曲柄軸上的凈扭矩產生的變化較為明顯。與之相比，三相異步電動機輸出的轉速和扭矩之間的變化就微乎其微，且穩定不變，而為了滿足峰值扭矩的要求，就需要配備較大功率的電動機，此種情況下就會出現生產過程中一般狀態下電動機負載過輕，造成電能的耗費與效率的低下。
2.能量轉換效率低
抽油機工作中，曲柄的角度不斷變化，在不同的角度變化下，平衡效果也有不同。一般來說，在角度為90°時為發電的狀態，發電量與平衡效果有著正相關的關系。電動機的發電原理則是在電動和發電轉換過程中發電機的效率為最低值，所以在轉換的過程中效率不高。
3.抽油機換向過程中的懸點加速度較大
油田生產中抽油機的抽油桿長度都很大，在長期的工作中難免會發生變形，而換向過程中發生的變形最為嚴重，抽油桿變形對光桿與活塞的運動產生了很大的差別，抽油桿變形，使得活塞的運動路徑有明顯縮短，抽油泵的充滿系數也會隨之降低。而抽油機的儲能是其工作效率的保證，此種情況下就會使得抽油機在耗能上更高，所需動力更大。
二、節能電控裝置的應用
1.繼電接觸器調壓
在油田裝備選用上，一般都是按照最大扭矩選擇電動機來保證生產的順利進行，但是油田抽油機在啟動時帶載，慣性扭矩較大，而在啟動后的運行狀態下扭矩又較低，所需功率也有較大的下降，這樣就造成了抽油機的高能耗低效率的弊端。繼電接觸器調壓，能夠進行定子繞組進行不同狀態的自由切換，實現有效的降壓節能，繼電接觸器在安裝后，異步電機通過定子繞組在啟動時成三角形接法，在正常運行后轉為三角—星形混合繞組，能夠有效降低電壓和功率，大幅降低能耗。
2.變頻調速器
在當前的油田勘探開發中，越來越多的出現的是低滲透油藏，此種油田的滲透力較差，抽油機的泵排量無法滿足實際需要，所以傳統的方法就是在油井生產中實行間開制度，但是該方法對產油量有著較大的消極影響，不適宜在油田開發中廣泛應用。針對低滲透油藏對抽油機的需求原理，最為有效的方法應當是改變抽油機的電動機轉速，增大抽油泵的排量，來滿足低滲透油藏滲透力的需要。經過實踐研究發明了一種變頻調速器，通過在抽油機上安裝應用，能夠有效的解決這一問題。變頻調速器能夠根據油井的出油量不同，遞送調節抽油機的電動機轉速，產生不同的功率變化，大幅降低不必要的能耗。
變頻調速器的應用具有很多的優點，例如，在不同的油井實際產油量不同的狀況下自動調節發動機轉速，不但能夠保證生產的順利進行，還能大幅降低耗電量，減輕整個油田電網和變壓器的壓力，減少高負荷運行下的線路損傷。今后變頻調速器的安裝使用將是油田節能的趨勢，也將得到更大范圍的推廣應用。
3.間抽控制器
油田中各個油井的生產能力有很大的差異，但是在抽油機的配備上則是按照最大的產出能力選取安裝的，所以泵效低是一種必然現象，電能的浪費也成為必然。對此，實踐中應用了間開制度，通過在抽油機上安裝間抽控制器，在油井 產液低或者不產液時，抽油機就會關閉，待產液積蓄一定量時，抽油機自動開啟，這樣不但提高了工作效率，也大幅減少了電能損耗。間抽控制器的應用也具有明顯的優勢，在油井產量變化時，避免了原來實際油時間過長甚至空抽的情形，通過智能間抽控制器的不斷研發使用，抽油時間的控制精度更加準確，電量的耗損也顯著降低。
除了以上三種電控裝置外，在我國的油田生產中還有其他多種電控裝置能夠用于油田抽油機的節能，今后我們也應當在此目標下，研制出更多的具有節能效果的電控裝置，應用于油田抽油機的節能改造中。
三、結語
在全社會普遍開展節能減排的形勢下，油田作為耗電大戶，也應當將節能工作開展起來，尤其是油田抽油機的節能改造，對油田企業的節能以及整個社會的節能工作都具有重要意義。本文對油田抽油機的耗能原因及逆行那個了分析，也詳細介紹了幾種節能電控裝置，各個油田企業應當根據油井的不同特性選擇應用不同的方法，來實現油田的節能目標。在今后還要在油田抽油機節能改造中不斷進行研究，在實踐的基礎上引進新技術、新方法，研制出更多的具有節能效果的電控裝置，應用于油田抽油機節能改造中，為油田節能工作作出更多的貢獻。
參考文獻