塔架式抽油机电机温升研究

针对塔架式抽油机的长冲承、往复式的工作要求,以及对驱动电机体积限制的问题,提出用低速大转矩永磁同步直驱电机作为驱动电机,提高电机功率密度和运行可靠性。给出了塔架式抽油机永磁电机的电磁方案,采用有限元法对电机电磁性能、电机损耗进行了仿真计算;鉴于电机往复式运动会使电机动态过程占比较高,将稳态损耗和瞬态损耗分离并将二者等效成一个热源分析,采用有限元法进行了稳态热仿真。仿真结果验证了设计的合理性。

新型塔架式抽油机举升技术应用效果评价

针对游梁式抽油机存在的平衡效果差、系统效率低、能耗高等问题,开展了新型塔架式抽油机举升技术试验。通过将四连杆传动机构转变为永磁电动机与链轮减速驱动结构,有效提高了抽油机传动效率,降低能耗。经室内模拟实验、现场试验综合评价了其应用效果。经5口井试验数据对比分析,新型塔架式抽油机平均系统效率提高7.35%,综合节电率23.44%,年节约运行成本2.071万元,节能效果显著,可作为油田未来节能降耗的一种技术手段。

基于PSO自整定PID的塔架式抽油机调速系统研究

开关磁阻电机起动电流小、起动转矩大,能频繁的重载换向,适用于低冲次的塔架式抽油机,但其具有非线性和强耦合性,调速系统难以控制.将PSO（粒子群）自整定PID控制算法引入到开关磁阻电机调速控制系统中来,在分析开关磁阻电机数学模型的基础上建立了开关磁阻电机调速系统的Simulink模型,经MATLAB仿真,该电机在400 ～1 200 rad/s范围内响应速度比PID控制提高27.2％～ 55.7％,且大大减小了电机的转矩脉动.经模拟实验验证,利用PSO自整定PID控制可显著提高开关磁阻电机调速系统的抗干扰能力和鲁棒性,使塔架式抽油机的运行噪音大为降低.

塔架式抽油机智能控制系统设计

设计并实现了一种应用于塔架式抽油机的智能控制系统;通过安装于抽油杆曳轮的编码器获得抽油杆实时位移数据,采用积分分离的PID控制算法实现抽油杆的位置闭环伺服;设计了基于dsPIC30F6010A的智能控制器,该控制器完成积分分离PID位置闭环算法,控制器提供工业触摸屏与无线遥控两种人机交互方式,通过Memobus总线与安川A1000变频器进行通讯。完成了智能控制系统硬件设计与软件编程,制作了智能控制系统样机并分别在3m、5m、7m、9m冲程工况下进行了试验;试验结果表明该系统位置伺服偏差小,控制精度高、运行稳定、可靠。

PLC在智能塔架式抽油机上的应用

智能塔架式抽油机改变了常规游梁式抽油机四连杆机构的原理,采用智能控制调速电动机正反转来实现抽油杆的直线往复运动。由于采用了调速电动机和数控技术,可根据油井工况,随时对冲程和冲次等参数进行自动无级调整,保证低渗透油田对长冲程和低冲次的要求。现场应用表明,在相同井况和产液量下,该抽油机平均每天耗电60kW.h,与常规游梁式抽油机相比,节能50%以上,机械效率可达80%以上,系统效率达到52.9%。

基于流量的塔架式抽油机泵效控制研究

针对因抽汲参数不合理导致泵效低的问题,提出利用流量计法调节冲次的方法,以提高泵效。根据设定泵效与实际泵效的差值,BP神经网络优化PID控制器自动调节开关磁阻电机型塔架式抽油机的冲次,使抽油机总是在设定的最佳泵效下工作,从而提高系统的效率。通过Matlab仿真分析,证明了利用流量参数调节抽油机的冲次来保证抽油机在最佳泵效下工作的可行性。塔架式抽油机解决了目前游梁式抽油机难以实现的长冲程、低冲次的难题,大大提高了抽油机的泵效和系统效率。

塔架式抽油机发展历程及规模应用的经济效益评价

为了解决常规游梁抽油机举升存在传动效率低、管理节点多等问题,在杏北某产能区块开辟塔架式抽油机举升示范区,对多种举升工艺的经济效益进行综合评价。据统计大庆油田目前所有采油井中,其中机采井占油井总数的93.3%,游梁抽油机占机采井总数的87.4%,而塔架式抽油机仅占0.4%,其余为螺杆泵、电潜泵及新型无杆举升方式。机采设备设计过程中,始终坚持“降投资、降能耗”的设计原则,随着新型举升工艺技术的发展与进步,为降低机采能耗创造了条件。2020年,在大庆油田某产能区块规模化应用多种塔架式抽油机,其中智能塔架式抽油机节能效果最优,系统效率比常规游梁抽油机提高2.91%,节电率比常规游梁抽油机提高14.57%。

塔架式抽油机举升技术应用

针对普通游梁式抽油机传动效率较低,能量损耗大,制约油井系统效率提高的问题,开展塔架式抽油机举升技术试验。采用塔架式结构,取消游梁式抽油机的传动结构,并在智能变频装置控制下实现抽油杆的上下往复运动。结合其他采油厂应用情况,开展技术改进,增加了弹性联轴器和2组动滑轮,并对钢丝绳部分进行改进,提高塔架式抽油机节能效果和适用性。现场试验5口井,与游梁式抽油机相比,塔架式抽油机的系统效率提高4.3%,平均单井日节电27.54 k Wh,节能效果显著,实现了节能降耗的目标。

塔架式抽油机用电动机的设计与节电分析

针对目前油田抽油机的应用现状,采用场路结合的方法设计出与塔架式抽油机相匹配的开关磁阻电机,并对电机的调速性能进行分析,验证了设计的合理性。最后,对抽油机与电机系统的实际节能效果及节电量进行了计算,证明采用该电机,系统综合节电量得到有效提高,为实现油田"节能降耗"做出了贡献。

塔架式抽油机在萨北开发区的应用

塔架式抽油机结构简单,能满足深抽、大排量提液、冲速调节范围宽、节能以及间抽等采油工艺要求,是油田高含水开发阶段理想的采油设备。传统的游梁式抽油机能耗大,传动机构较多,依靠改进结构,就必然会增加一份附加损耗。近年来多种塔架式抽油机在萨北开发区不断应用,每种举升设备和工艺各有优点。通过对塔架式抽油机各自结构特点、适用的产液区间、能耗数据等进行对比分析,总结了塔架式抽油机应用范围及节能效果,为其推广应用提供技术支持。

塔架式抽油机在冀东油田的应用

近年来,由于冀东油田油井井深增加、开采条件变差、土地资源的制约等原因,使游梁式抽油机在适应性方面出现一些问题,主要表现为能耗高、质量大,占地面积大,不能满足大悬点负荷、长冲程、低冲速的工况要求等。为解决上述问题,自2010年以后开始批量使用塔架开关磁阻电动机型无游梁式抽油机(以下简称塔架式抽油机),它占地面积小,适用于井位密集,井场狭小的工况;而其长冲程、低冲速的特点,可减少杆、管偏磨,延长杆、管使用寿命。此抽油机还能够满足高负荷、调参方便、节约电能等要求,具有广阔的应用前景。

有关塔架式抽油机的应用分析

随着国家对环保、节能的逐渐重视,抽油机的性能不断得到完善升级,由最初常规的游梁式演变成现在数字化的塔架式抽油机。本文中,作者将对游梁式抽油机与塔架式抽油机作一比较,就塔架式抽油机的应用进行分析。

塔架式抽油机在喇嘛甸油田的应用及评价

近年来,喇嘛甸油田油井开采条件变差、高参高黏导致偏磨情况日益严重,导致常规游梁式抽油机在适应性方面出现一些问题,主要表现为能耗高、质量大、检泵率高、占地面积大,不能满足大悬点负荷、长冲程、低冲速的工况等要求。为解决上述问题,自2020年以来开始批量应用塔架开关磁阻电动机型无游梁式抽油机(简称塔架式抽油机),它占地面积小,适用于井位密集,井场狭小的工况,并且其长冲程、低冲速的特点,可减少杆、管偏磨,延长杆、管使用寿命,同时还能够满足高负荷、调参方便、节约电能等要求,具有广阔的应用前景。

塔架式抽油机PLC控制系统设计

为满足大悬点载荷、长冲程、低冲次及节能的要求,研制了一种新型塔架式抽油机。该抽油机采用开关磁阻电机驱动,皮带传动,配重箱平衡。控制系统涉及到多点定位问题,即要求在不同的定位点启动不同的运行方式。采用PLC进行定位控制,实现抽油机的加减速、换向控制,及不停机调整冲程和冲次。

新型塔架式抽油机节能效果评价

介绍了三种新型塔架式抽油机的基本原理和现场应用情况,并与常规游梁式抽油机从结构原理、生产运行、日常维护及节能效果等方面进行了对比评价。新型塔架式抽油机具有长冲程、慢冲速的特点,智能化控制程度高,参数调整、平衡调整更为方便,可大幅度降低工人劳动强度。

电控换向塔架式抽油机举升技术应用

针对传统游梁式抽油机传动效率低、能耗低、节能效果差的问题,开展电控换向塔架式抽油机举升技术试验,旨在降低单井能耗,提高节能效果。通过改变游梁式抽油机四连杆机构传动为电动机经减速器减速直接带动驱动轮、动滑轮传动,并由智能控制装置控制进行上下往复运动,提高传动效率和系统效率,降低能耗。经过4口井试验数据对比分析,平均系统效率提高11.29%,吨液百米节电率26.3%,平均单井日节电56.4 kW,具有较好的节能效果。4口井累计年节电8.176×10~4kWh,年节约电费5.217万元,具有较高的经济效益和广阔的应用前景。

基于Android系统的塔架式抽油机智能控制

本设计利用Android平台开发应用程序,通过程序对变频器的控制,实现了塔架式抽油机控制。设计利用手机的Wifi通讯机制,通过Wifi模块通讯,实现对于变频器的无线遥控操作。这一设计使得在复杂的条件下可以通过手机系统来对抽油机进行控制,同时也能实时监控抽油机的运行状态,完成了智能控制系统硬件设计与软件编程,制作了智能控制系统样机并进行了试验,试验结果表明该系统控制精度高、运行稳定、可靠。

塔架式电机换向抽油机传动部件的选型设计

塔架式电机换向抽油机传动部件具有如下特点:采用电机换向具有结构简单,换向方便,运行稳定的优点;采用滚筒结构,可以满足频繁换向、长冲程、节能型抽油机的要求;挠性件采用钢丝绳与钢丝绳芯输送带复合使用的结构,在保证安全可靠的前提下,可以大幅度地减少摩擦,延长其使用寿命。

塔架式长冲程抽油机原理及应用

塔架式长冲程抽油机（20-22型）是配合油田采用新工艺而研制开发的。在给出其工作原理的基础上,进行了运动规律分析;阐述了基本技术参数和相关操作功能。该机具有长冲程、软性换向、对称对拉、高度平衡、高效节能、大载荷等特点,经过辽河油田试用,效果良好。

塔架式数控抽油机应用效果评价

传统游梁式抽油机无论怎样变型，其传动效率一般只有70％～80％，相应的能耗较高，同时其匹配的异步电动机由于存在铜损和铁损，效率也不高，从而制约油井系统效率的提高。针对这种状况，试验应用了塔架式数控抽油机，它采用复式永磁电动机作为动力，在整体结构上取消了普通游梁式抽油机的所有机械传动部分，采用电动机直接驱动的方式，并在智能变频控制器的控制下完成复式永磁电动机的正反转，从而实现抽油杆的上下往复运动，是一种能耗较低的油田新型抽油设备。