伺服拖动系统应用在抽油机的节能原理及效果.pdf

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1、绫g嚣1前言程和下冲程)内负载的不平衡。曲柄平衡游梁式抽油机由于采用杠杆式游梁和曲柄平衡方式，使负载在减目前，大庆油田汲油方式主要以游梁式抽油机为速机轴上的力矩成为一交变的非正弦变化曲线，而曲主，该机型由于结构简单、运行可靠、维护方便，在油柄配重的力矩却是正弦曲线，因此，无法拟合全冲程田采油中占主要地位，然而在实际生产中却普遍存在过程中相对稳定的平衡点，运转中减速机出现较高的着上下冲程负载不平衡和大马拉小车等问题。抽油峰值和较深的谷值(负值)扭矩，同时电动机输入功率机平衡度通常通过强化管理，定期调参加以解决，而也出现峰值和谷值，直观表现在输入电流出现峰值和大马拉小车问题则

2、需要从电动机人手，做到既能满足谷值。通过调整平衡度可以解决上冲程和下冲程的抽油机起动的需要，又能满足抽油机达到运行平稳功率平衡。然而峰值和谷值仍然差距很大。为了使后，根据电动机负载情况进行实时调解输入功率，减电动机在峰值时可靠运行，电动机的选配就必须要根少电能损耗，因此从该角度出发，仍然有较大的节能据峰值功率进行，这也是长久以来大马拉小车问题存潜力可以挖掘。抽油机伺服拖动技术便是近年来发在的原因之一。展起来的。可从根本上解决该问题的一项新技术。由于油井l丁况(动液面、产液量等)变化大，经常变化等因素，又加之冲程冲速等参数不能及时调整，2抽油机系统效率问题分析导致机构更加不

3、平衡，无功损耗大，由此也造成高能系统效率不仅反映了机械采油井的节能与经济耗。由于井况的多变造成的抽油机大多数时间无法效益，而且也综合反映了油田的技术装置和技术管理运行在高效状态。比较极端的情况是在地层渗透速水平。因此，深入研究并努力提高油田游梁式抽油机度慢，泵效低，甚至发生空抽现象。此外，为启动电动系统效率是提高油田节能工作水平的一个重要方机必须要配大容量电动机和变压器，但运转时则造成面。抽油机采油系统效率低的主要原因是负载不平大马拉小车的情况。衡的问题。负载的不平衡表现在一个周期(一个上冲因此，抽油机平衡块的使用只是部分解决了游梁2070年第6期12月出J皈■鼢式抽油机

4、的平衡问题，由于整个运行周期内的不平衡大多数抽油机来讲，运行的每个周期中，大多数时间及运行工况的多变导致负载不平衡，造成了现今抽油是处于电动机状态，各种拖动方式对比见图1。如图机系统效率普遍不高的情况。1的a，当平衡块下落时可能出现发电状态，如图1中的b，当电动机制动时如图1中的C。普通异步电动机3各种拖动方式对比具有结构简单，寿命长的优点，但也有启动电流大，效抽油机拖动一般采用交流三相异步电动机，对于率偏低等缺点。s>ll0nlc)a)b)说明：s——转差率；n——转子转速。图l电动机运行中三种不同的转差率也有少部分抽油机采用永磁同步电

5、动机拖动。抽油机伺服拖动技术是近几年发展起来的应用由于是同步电动机，转差率为零，因此它具有高效率、于抽油机采油系统的一种新技术。伺服拖动系统南高功率因数、高启动转矩等特点。但也正因为如此，控制器和驱动装置(电动机)组成。伺服拖动系统能它也具有启动电流比异步电动机还大，机械特性较使输出量以一定的准确度跟随输入量的变化而变硬，易退磁等缺点。因此永磁电动机只能减少电动机化。它的主要任务是按控制命令的要求，对功率进行自身的损耗和提高功率因数，而不能采用降低电动机放大、变换与调控等处理，控制驱动装置输出的转矩、基座号的方法来解决大马拉小车的问题。速度和位置。伺服拖动系统原理见图2。

6、一编码器位置、速度图2伺服拖动系统原理图首先它可以实现软启动，一般电动机在启动时需机则可实现低速启动，这样就可以有效降低启动过程要较大的力矩，启动电流为运行电流的5～8倍，永磁中的电动机电流(即转矩)，这也就解决了由于启动的电动机更是达到运行电流的l0倍左右。而伺服电动需要而必须要求配相对大的变压器和电动机的问题。8i2010年第6期72月出版l0O0OO其次，它能够在运行过程根据负载的变化实时调4现场对比实验结果098765OO0OOOOOOOOO节电动机转矩，并可根据转矩方向自动停机、制动、起在标准实验井现场测试中，对几个厂家生产的伺动等。因此适应了抽油机运行周期内负

7、载多变的状服电动机进行了测试，该井使用水为介质，测试时保况，也解决了电动机运行中的反发电问题。当负载增持动液面不变，冲速基本不变。测试仪器使用电能综大时，控制电动机增大转矩，减小转速，当负载减小合测试仪3169测量电参数，电磁流量计测试产液量，时，控制电动机减小转矩，增大转速。总之保持电动回声仪测量动液面。取其中的一组，见表l不同液机输出功率的稳定。在测试过程中则表现为最大电面有功单耗对比见图3；功率因数对比见图4；系统效流或功率的变小。率对比见图5。综上所述，抽油机伺服拖动技术在原理上优于异步电动机和永磁电动机拖动抽油机的方