游梁抽油机节能电机合理匹配探讨

杨秋梅

大庆油田有限责任公司采油三厂第四作业区 163000

摘要：随着国家的建设与经济的发展，对石油资源的需求量不断扩大，这就对油田企业的产能提出了更大的挑战。在油田不断开发的过程当中，石油开采的投入也会相应不断增加，因此就需要借助于科学合理的节能措施降低石油开采的成本，提高石油开采的效率。抽油机是石油开采中必不可少的重要设备，其中游梁抽油机在当前的采油作业中应用十分广泛，通过对游梁抽油机匹配合理的节能电机，可以极大的控制游梁抽油机的运行成本，降低能耗，提高抽油机设备的运行效率，从而实现石油开采的节能降耗。本文通过探讨游梁抽油机节能电机的合理匹配策略，为相关工作的开展提供参考。

关键词：游梁抽油机；节能；电机；合理匹配

引言：油田产业是我国重要的工业产业之一，在石油开采过程中往往伴随着较高的能耗，抽油机是石油开采中的重要设备，抽油机的运行会产生大量电能的消耗。在国家大力倡导节能降耗的背景之下，近年来我国的油田企业始终在积极开展抽油机节能技术的研究与应用，游梁式抽油机是目前石油开采中最为常用的抽油机设备，对游梁抽油机进行节能电机的配置，对于提高设备运行效率，降低能耗，提高生产力具有举足轻重的作用。

1常用的节能电机及关键技术

1.1稀土永磁同步电机

稀土永磁同步电机是一种应用比较广泛的节能型电机，在稀土永磁同步电机的内部构造当中，稀土永磁材料和起动鼠笼共同构成了电机的转子，这种构造与其他电机相比对于电能的消耗更小，功率因数大约可以达到0.9以上，因此在节能性方面具有较大优势。但是由于稀土永磁同步电机在启动之处会比其他电机消耗更大的电流，且电机启动的过程中会出现转矩的震动，因此稀土永磁同步电机的造价较其他电机也相对更高，且电机运行中容易出现退磁的问题，这也是稀土永磁同步电机在应用中的短板。

1.2电磁滑差电机

电磁滑差电机与一般电机相比在结构上具有较大的差异，具体体现为电磁滑差电机会在一般电机电机轴与负载轴之间安装一个电磁离合器，在这个电磁离合器的励磁作用下会带动传递扭矩对电流造成一定的影响，从而达到降低能耗的作用。在电磁滑差电机当中，电机的反馈系统控制着励磁电流，当电磁滑差电机所受到的冲击荷载较大时，也会增加离合器的滑差，从而使电机与系统更好的进行配合，实现平滑调速的目的^[1]。由于电磁滑差电机中能耗最大的部分就是滑差及励磁损耗，因此电磁离合器与励磁控制系统的整体造价较高，成本消耗相对较大。目前，电磁滑差电机在解决低冲饮的问题方面发挥出了较大的优势和作用。

1.3双功率电机

双功率电机的定子绕组形式是一个串联的并带有抽头的绕组，这也是双功率电机与一般的电机相比最大的差别。在目前所应用的双功率电机当中，定子工作的功率由一定的差异，以37kw的双功率电机为例，这个电机是由一个定子功率为37kw和一个定子功率为22kw的电机所组成的。在双功率电机的控制柜当中，包含了一个电流测电路，电流测电路可以对绕组进行自动化的切换和控制，在启动电机时可以加大功率，而在电机运行时则可以将功率切换至较小的范围。双功率电机的造价与一般电机而言相差不大，通过技术改造可以发挥出比较理想的节能效果。

1.4超高转差电机

超高转差电机中的高阻转子具有软特性，当电机运行中的冲击荷载发生不同的变化时，转子的转速也能够灵活进行调节，使得减速机、电阻之间的扭矩呈现平稳的趋势，从而优化电机、抽油杆和抽油泵之间的配合，提高抽油泵的效能，增加抽油量，达到降低能耗，扩大产能的效果。

2游梁抽油机节能电机合理匹配的策略

与一般的抽油机相比游梁抽油机的内部构造更为复杂，因此在节能电机的配置上需要考虑电机本身的构造和性能；并且，游梁抽油机节能电机的配置还需要考虑油田的实际开采情况。我国的很多油田在长期开采的过程中油井内的情况越加复杂，油层中的含水量逐渐增高，出现了大量低渗透及稠油的油田，针对这些油田的开采，也需要结合实际情况科学合理的配置游梁抽油机的节能电机。

1. 针对含水量较高且抽油泵埋设位置比较浅的情况，由于冲次次数较少且抽油杆的变量不大，因此需要重点解决的就是电机功率的问题。通过对电机功率进行合理的调试，可以起到良好的节能效果。一般而言，这种情况下可以将电机的功率调整至8级左右，配置双功率电机，这样的配置可以最大限度的发挥电机的效能，起到节能降耗、提高产能的目的；而架设将电机功率设置为12级，就很难达到节能的目的。

2. 针对含水量较高，抽油泵埋设位置比较深的情况，此时由于抽油泵的放置位置较深，尽管冲次次数不高，也需要考虑电机功率的问题，一般可以将电机功率调节至8级，考虑这种情况下电机启动时的转矩问题，不适宜12级以上的电机。

3. 针对含水量较高，冲次次数较多的情况，应当将抽油泵埋设在较深的位置，为了确保在这种情况下出现抽油杆弹性形变过大的情况，应当首选软特性电机，这种类型的电机可以强化游梁抽油机系统的良好配合，提高抽油机的工作效率，同时也可以减小游梁抽油机的转矩峰值，这就有效的解决了抽油杆易脱落、折断的问题。

4. 针对稠油且冲次次数较低的情况，在这种情况下抽油杆的弹性形变不容易发生变化，就需要在节能电机配置上考虑降低电机的转速，同时还需要对电机的体积进行设计，确保电机的功率因数和工作效率满足要求，并合理的降低电机运行的成本。一般而言，应当优先选择8级电机，这类型电机的造价相对较低，功率比较稳定，对于降低成本、节约能耗可以发挥有效作用^[2]。而10-12级电机的实际应用情况相对较少，针对这种类型的油井重点研究和应用的方向就是等级较低、转速较少的电机，可以达到节能的目的。

5. 针对冲次次数较低且油层中供液不够充分的情况，在这种情况由于冲刺较低会使得抽油杆的弹性形变也会比较低，在这时就需要降低电机的转速。优先使用电磁滑差电机或是变频调速电机，这种类型的电机对于供液情况不稳定且上下波动比较大的油井可以有效降低电机运行中的能耗。

6. 针对冲次次数较少且冲程较长的情况，现有的电机配置中最大的问题就是大材小用，在冲次次数少时，换向加速度也会比较小，不容易会抽油杆产生形变影响，在这种情况下比较适用于使用8级双功率节能电机，此外也可以使用8级的超高转差电机，这类型的电机可以很好的解决抽油机大材小用的问题，起到降低能耗，提高效率的作用。

结论：

游梁抽油机是石油开采中最为常用的采油设备，在应用游梁抽油机时需要考虑能耗的问题，借助于科学合理的配备节能电机，发挥节能电机在节约能耗，提高效能方面的作用，推动石油开采工作的降本增效。

参考文献：

1. 高翔,吴虞,王帅,等.抽油机井适应性与节能设备匹配优选研究[J].中外能源,2019,4(1):95.

2. 王义龙，赵海森，詹阳，等.用于游梁式抽油机电动机系统能耗分析的实用模型[J].中国电机工程学报，2017,37(13)：3909.

作者简介：杨秋梅，性别：女，民族：汉，籍贯：辽宁省北镇市，出生年月：1974.09.03，文化程度：技校，现有职称：助理技师，研究方向：采油.