探究游梁式抽油机用节能电动机及其控制方法宁永春

宁永春

（吉林油田公司新立采油厂生产运行科吉林松原138000）

摘要：游梁式抽油机已经是我国开采油矿必备的设备，我们根据游梁式抽油机用电动机的特点，加以分析在生产的过程中还在存在的问题，主要因为抽油机用电动机运行效率低和功率属地的原因，并采取新的电动机设计以及有效的控制方法，从而让电动机在不同的负载情况下也可以高负载率运行，提高了电动机的功效，也达到了节能的目的。

关键词：游梁式抽油机；节能电动机；控制方法

引言

游梁式抽油机的结构相对比较简单，可靠性也很高，使用以及维护相对也比较方便，但是其中电费在所有中的成本超过了一半还要多，如果能够控制电力就可以达到节能的主要目的，目前来看抽油机的机箱效率为百分之九十左右，目前大多功率是接近0.5，负载为百分之30左右，这种情况下，会严重的浪费电力。与最初设计制造的通过电机工作想法不符合，在运行过程中其转动随着负荷没有太大的变化，但是却加大了电动机的电动耗损，实际情况抽油机不匹配，大大的降低了地面效率，应该根据每台抽油机存在的不同问题，做出不同的针对性，只有这样才能推动效益的运行。

一、抽油机用电动机目前存在的问题

（一）电动机负载过低

必须能够保证抽油机的启动要求和在运行时足够的过载能力，一般情况下会给配电动机功率表较大的，而电动机正常运行时，一般都是轻载运行，这种情况就造成抽油机负载率低，与电动机不能够匹配，使相应的功率耗损大大增加，电动机的运行效率取决于负载率，在轻载时电动机的效率一般情况下都会很低，当负载增加到一定数值情况下，变化就会很小，具相关数据表明，负载率低于0.4时候，效率变化一般情况下不会太大，负载率大于0.7的时候，这种情况下效率是最高的。一般在电动机符合很低的时候，电动机从电网吸取很大的功率，从而降低功率因数，从这些来看就是目前电动机功率低的因素[1]。

（二）平衡率过低

据具体的研究表明，使用抽油机平衡率低，这种情况严重不平衡的造成大量电力浪费，这导致过多的电动机因为电流变化不平衡使得电动机消耗大大增加，影响整个工作系统的效率[2]。

（三）发电现象

节能措施主要是针对发电机符合率情况下效率低，功率因素低造成过多的浪费电的情况，抽油机浪费电还一个原因就是抽油机拖动电动机发电，这使得抽油机大量浪费电的原因[3]。

二、节能产品的特点和具体应用情况

目前节能电动机主要是根据不同的电动机类型有相应的节能原理。主要分为以下几种（1）超高转差电动机，其主要的节能原理是提高启动转矩、降低安装容量、机械特性比较软、平抑扭矩波动等。（2）永磁电动机，其主要的节能原理是转子耗损小，电动机本身的效率和功率因数高。（3）双功率电动机，主要节能原理是两个功率绕组电控箱投切，不同的情况下有较大的负荷率。（4）电磁调速电动机，主要的节能原理是启动电流小，可无极调速，机械特性相对软。（5）变频率调速电动机，主要的节能作用是低速轻载启动，冲速冲程速比无极调节，自动调节抽汲参数。

三、常规游梁式抽油机的工作特性

抽油机减速器的扭动幅度很大是由于抽油机工作室抽油杆上下进行负载变化比较大，所以反应在电动机上的电流变化也就随着很大。抽油机具有自身机械平衡装置以及周期脉动的负载特性，所以抽油机需要电动机具有高启动的扭矩，只有这样，才能保证抽油机在静止的情况下启动起来。这个情况，在选择电动机时一定要选取电动机额定功率比较大的，当抽油机启动后在负载下工作的时候，系统测功率一般显示在百分之50左右，功率因数应该在0.4之间这才是正常的。

四、节能措施的运用

（一）应用无功补偿装置

单井功率因数补偿柜是变压器在低侧加电容，应用该技术装置产生的荣幸电流抵消了电动机所产生的感性电流，安装这个装置后，可以相对的减少线路耗损以及变压器耗损情况，稳定提升高功率因数以及提升率，达到节点的目的。如果在三台变压器同时运作时，无功节电驴平均的数值应该在百分之80左右，断开状态的功率平均数值应该在0.6左右，投入状态的功率因数应该1左右，功率提升在0.3左右，具研究表明，如果能确定油井点机动所需的无功补偿容量。那么在安装补偿装置后，补偿后的功率可以提升一大半，平均口井的线损耗功率也降低了很多。

（二）应用变频调速

改变交流异步电动机的频率，与此同时还可以改变同步的转数。整个工作的运行中，变频调速调动机是根据工作负荷的变化而自动调节的，从而最大幅度减少输出的功率，让其达到节能的目的作用。这种做法可以产生的优势有：节约电资源，效果很好、具有很强的可靠性、软启动减少对抽油机的消耗。当然也有负面的影响，需要的成本比较高，在现实情况中，最好进行理性的分析，结合经济情况，在进行理性的运用。

（三）应用低速电动机

低速电动机的公式是，频率不变，改变异步电动机的磁极对数，在改变其同步转速，这种情况下，可以改变电动机在确认负荷的情况下的稳定速度，能够太偶这个抽汲速度，还能减少抽油泵的行程，从而实现节约的目的。

（四）应用高专差率电动机

如果能够采用高转差率电动机，能够在一定程度上延长冲程时间，减少相应的提拉速度，进而可以减少光杆、泵柱塞等各项负载荷，使系统受到的峰值阻力大福大减少，减少了相应的耗电量，但是这也是有一定的弊端的，差距过大会导致转子耗损加大，电动机的工作效率下降。所以，运用超高转差率电动机代替普通的游梁式抽油机确实可以提高工作效率，但是它受到井工况和电动机性能等条件也有着巨大的限制。一旦抽油机井参数一定时，超高转差率电动机代替普通异步游梁式抽油机就不一定能起到节能的效果，这一切还都要取决于油井的有效扬程，扬程大于某些数值的时候，超高转差率电动机驱动抽油机的系统效率就会比普通异步电动机驱动时系统效率反而低。所以应当结合实际情况，现场调查，根据油井的具体情况来计算，然后再看能否适用超高转差率电动机，如果贸然选用，可能会导致无法在工作区间内工作，反而不合适，还浪费了大量成本，还没能起到节约能源的作用。

五、节约能源改造的好处

采取相关的节能措施，可以大幅度节约我们的资金投入，而且还可以提高油田开发的效率，从而大幅度提升整体经济利益，在一定的程度上对环境也减少了破坏，保护了生态环境。这种节能改造措施可以很有效的利于我们国家整体的发展，为未来打下非常良好的基础。

结束语：

目前来看，抽油机电动机的节能是一个相对复杂的工程问题，它具体的结合实际情况来进行处理，其中包括地下和地面还有一些其他的因素，我们必须把握每一个环节，把每一个环节都做到最好，如果有一个环节出现了差错很可能会导致前功尽弃，只有细节都能做好，才能起到节约资源的作用，从而根本的降低消耗，还可以有效的提高工作效率。相关的人员应该对于节能这一问题采取针对性的讨论与研究，快速科学的进行改造，从而让工作的整体质量上升一步，这样做也有利于我们国家未来的发展，为未来打下了良好的基础。

参考文献：

[1]彭丽巧.油田游梁式抽油机节能控制系统[J].电气技术，2019，20（01）：88-92.

[2]胡明艳.游梁式抽油机传动系统效能分析与节能技术研究[J].化学工程与装备，2018（03）：155-156.

[3]孙守渊，王艳丽，陈勇，郭霄，曹伟.电控换向型无游梁式抽油机的能耗监测与节能效果[J].石油石化节能，2017，7（10）：19-22+8.

[4]王义龙，赵海森，王泽忠，詹阳，许国瑞，崔学深.游梁式抽油机电动机断续供电节能技术断电时刻准确判定方法[J].中国电机工程学报，2018，38（15）：4537-4545+4654.

[5]鞠汉良，柯军，高宏亮.游梁式抽油机变频节能技术应用研究[J].中国设备工程，2017（04）：102-103.