抽油机用超越离合器提高系统效率与节能效果分析.pdf

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1、设备·产品，Equipment&Product■抽油机用超越离合器提高系统效率与节能效果分析孙亚州(中国石油天然气集团公司节能技术监测评价中心)摘要游梁式抽油机电动机由于受结构等因素影响，在运行过程中会出现反发电现象，将抽油机机械能转化为电能，该部分电能无法被利用，同时也降低了抽油机井的系统效率。抽油机加装超越离合器后，使交流电动机单向出力，油杆下落的势能除克服摩擦力外几乎全部转化为平衡块的动势能，从而发挥平衡块的储能作用，消除四连杆机构中的机械内应力，使抽油机具有平衡自适应能力，提高节能效果及系统效率关键词游梁式抽油机超越离合器系统效率动态平衡D0I：10．3969／i

2、．issn．2095-1493．2015．007．021随着油田开发进入高含水阶段，能耗量持续增负发电现象非常普遍，这也是造成抽油机地面系统加。目前大庆油田机采井的年耗电量约占油田油气效率低的一个主要因素。生产年耗电量的30％左右，是油田主要耗能系统之1．2电动机反发电的危害性一。因此，运用先进的节能技术及措施提高机采井电动机的反发电是一种不利于抽油机运行的影的系统效率，降低能耗，对挖掘抽油机节能潜力、响因素，主要出现在下冲程中后期抽油杆反拖驴头创造经济效益，提高抽油机能效管理水平有很大的过程中。异步电动机发电需从电网中汲取滞后的意义。无功功率进行励磁，而这部分功率比较大

3、，约为电动机额定功率的1／5～1／4，这将加大电网无功功率1抽油机电动机运行损耗，降低电网功率因数。从能量守恒角度上1．1抽油机电动机反发电特性讲，电动机发电过程中，把部分储存在抽油机平衡块中的机械能转化为了电能反馈到电网，而这部分游梁式抽油机工作原理是电动机通过皮带传动能量其实是最初电网提供给电动机的，这就造成了带动减速箱，由四连杆机构把减速箱输出轴的旋转电动机长期处于交替发电的运行状态，在电能一机运动变为游梁驴头带动抽油杆的上下往复直线运械能一电能的转换过程中消耗大量的能量，加重生动。目前国内外抽油机是以驴头悬点上下冲程时间产成本，降低收益。同时，由于电动机反发电是在

4、相等为设计基础。上冲程时，电动机做功带动抽油抽油机拖动下进行的，转速不稳定，其所发电的相机提升原油及抽油杆柱上升；下冲程时，由于受四位及频率都不能达到电网的电能质量要求，从而会连杆机构的影响，抽油机悬点载荷作用在曲柄轴上污染电网，造成电网供电不稳，对电动机运行产生的载荷扭矩会产生一定的偏移n，即会出现“负扭不良影响，甚至损坏电动机，影响油田生产。矩”。当出现这种情况时，抽油机将拖动电动机运行，电动机此时的转速大于其同步转速，处于发电2抽油机超越离合器应用状态。当交流电动机转速超过其同步转速时，电动2．1超越离合器技术原理机参与了抽油机的平衡机能，将抽油杆下落的能量抽油机超

5、越离合器是一种只能单方向传输动力部分转化为电能，这种损耗可达50％左右，而且这的机械机构，安装在游梁式抽油机的传动系统中，部分能量在电网上的应用很小，效率低下。实际测使电动机只能单向传递扭矩，就像自行车的飞轮一试抽油机功率曲线中发现，抽油机井中交流电动机样。当抽油机运行到下冲程中后期，电动机即将产生负扭矩的瞬间，超越离合器内部的棘轮结构可实作者简介；孙亚州，2014年毕业于黑龙江科技学院，从事油田节能监测工作，E—maJJ：i3I368I3566@163，corn，地血上：黑龙江省大庆现脱开，完成瞬态超越，使得抽油机的动力传送系市让胡路区西宾路48号，l63453。统变为

6、单向动力传动，动力传不过去，油杆下降的己口f5年第7期石油石化节能J47■设备·产品，Equipment＆Product表1超越离合器应用节能效果对比能量只能转化为平衡块的机械能。这时电动机相当3结束语于空载运行，抽油机无法反拖电动机发电，消除了负功，杜绝了反发电现象，同时提高了电动机和皮通过对超越离合器装置的研究及现场实际应用带的传动效率，可达到提高系统效率及节能的目效果测试，可以得出以下结论：的。由于电动机没有参与抽油机的平衡，使得抽油1)超越离合器改变了抽油机原来的传动原机的平衡准确性得到了很大提高，抽油机系统具有理，通过单向扭矩传送，解决了电动机反发电的问一定的自

7、适应能力，可以保证抽油机长期在平衡状题，基本消除了负功，有效提高电动机的传动效态下运行。率；在不改变皮带轮轮径的情况下，能够快速便捷2．2超越离合器现场应用的实现抽油机平衡的自适应变化，适应了抽油机生产需要。2014年，在喇嘛甸油田对5台安装超越离合器2)安装超越离合器后，抽油机井可以实现增装置的抽油机进行了现场节能效果测试，通过对其产效果，同时降低了抽油机有功及无功单耗，提高改造前后进行现场比对测试，5台抽油机井安装超了系统效率，实现了节能效果。越离合器后平均有功节电率为10．15％，无功节电率3)有效解决了电动机参与抽油机