油田抽油机节能器的设计浅谈
油田抽油机节电技术的探讨
油田抽油机节电技术的探讨油田抽油机是石油开采过程中不可缺少的设备。
随着现代化技术的发展，能源环保和资源节约的理念日益深入人心。
因此，如何在保证采油量的同时，尽可能地减少抽油机的能耗，成为了各界研究的重要议题。
本文将对油田抽油机节电技术进行探讨。
首先，抽油机节电技术核心在于减少阻力，提高效率。
传统的抽油机节能方法主要是通过节省电力消耗来实现的，如利用变频技术、优化压缩机或减小轴承损失等。
而此类方法都会受到一定的限制，例如变频技术需要额外投资，优化压缩机的效果取决于油田所处环境等因素。
因此，需要探寻更切实可行的方法。
我们不难发现，抽油机的工作原理类似于水泵，而节能水泵的核心思路是减少管道阻力。
同样的，抽油机在应对油井阻力时，可采取降低内部阻力、减小进出口阻力和优化搅拌装置等措施。
在内部阻力方面，目前的抽油机设计存在很多缺陷。
改变抽油机的结构，减少各部件的接触面积，增加机组直径，可以有效地减少内部摩擦阻力。
在进出口阻力方面，可通过优化进出口的设计来减小泵表面的振动和摩擦。
此外，优化搅拌器设计、降低油井温度、漏失和压裂井等方法也都可有效降低抽油机能耗。
另外，抽油机由于长期运转，机组的清洗和维护是一项非常重要的工作。
定期清洗各部分杂物和污垢，对提高机组的运行效率也有很大帮助。
机组定期维修保养，间隔调试各配件，减少损耗，缩小摩擦，有效的保障设施的使用寿命。
总之，抽油机节电不仅仅是一种从短期来看的技术，更是一种长期预见的选择。
通过不断的技术革新，实现更高效的油田开采方法，减少油田用电量，保护环境，节约资源，是一个综合性的工程和项目。
随着人类社会对能源和环境问题的重视，在实现抽油机节电技术上，技术研发和应用也会越来越广泛，带动全球的更可持续的发展。
在实际应用中，抽油机的格局、材质、维护、使用等都会直接或间接影响油井的产量以及其所搭建的油田产业链。
因此，节电技术不仅需要抽油机技术专家的研究，还需要从全产业链的角度去考虑。
浅谈油田抽油机的节能方式
１ ３ 设备 老化 ．
抽 油机老 化严 重 ， 些抽 油机新 度系 数极低 ， 有
而在一 个 中型油 田企 业抽 油机 每年 的折 旧就达上
亿元 ， 仅凭新 增抽 油 机 根 本不 能 改 善抽 油 机 整 体
技 术状 况差 、 新度 系数低 的现状 ， 并且 需要 投入 大 量 的 资金逐年 有计 划地进 行更 新或技 术改 造 。资
第３ ９卷
第 １期
化 工 机 械
油管 柱 、 油杆 及抽 油 泵等装 置组 成 ， 中抽油 机 抽 其
又包 括胶 带轮 传动 装 置 、 速器 、 减 四连 杆 机构 和游 梁装 置 。地 面系 统 效 率 损失 主要 发 生 在 电动 机 、
率 ， 行效 率 和 功率 因数 都 有 较 大 的提 高 。其 缺 运
１０ ｌ
化
工 机
械
２ｌ ０ ２年
浅 谈 油 田抽 油 机 的 节 能 方 式
耿 向 忠
（ 州 理 工 大学 ） 兰
摘
要
论 述 了油 田抽 油机 的 节 能途 径 ， 对 采 油 系统 效 率损 失 的 主要 部 位 ， 合 企 业 全 面 管 理 提 出 了 针 结
综合应对的方法。
能。
年节 电潜力 可 达 几 十亿 度 。节 能 是 优 化结 构 、 降 低 成本 的途 径 ， 而使 企业 获得有 利 的竞 争地 位 。 从 抽 油 机 的增 效节 能肩 负着越 来越 沉重 的使命 。
１ 抽 油 机节 能存在 的 问题 １ １ 效 率低 下 ， ． 能耗大 当油层 的 能量 不 足 以维 持 自喷 时 ， 必须 人 为 地 从地 面补 充 能 量 ， 能把 原 油 举 升 出井 口。如 才 果补 充能量 的 方式 是 用 机 械 能量 把 油 采 出地 面 ， 就称 为机械 采油 。全 国有 机采 井 近 ６ ０ 口， ５０ ０ 抽 油机 井 占总井 数 的 ８ ％ ， 油 田采 收 过 程 中 ， ５ 在 抽 油 机耗 电量 占油 田总 耗 电量 的 １４， 于抽 油 机 ／ 由
试论油田抽油机的节能技术
试论油田抽油机的节能技术摘要：我国经济的快速增长和社会建设的大力推进对能源开发利用提出了严峻的要求，作为能源行业的重要组成部分，油田生产对于我国国民经济和综合竞争力的提升具有非同寻常的意义。
通过技术改进和管理手段创新能够切实提升油田开采效率和资源利用率，减少能源浪费，实现经济效益、社会效益和生态效益的协调增长。
本文在长期实践的基础上研究了我国油田抽油机的工作原理和出现的问题，并着重探讨了抽油机工作状态下节能减排的实现途径。
关键词：油田生产；抽油机；节能技术我国地域辽阔，天然能源分布广泛，储量也较为丰富，但是相对于庞大的人口基数，我国的总体能源储备还处于较低的水平。
提升能源开采率、降低能耗能够最大程度上促进能源效益形成，为我国的发展提供良好的发展动力。
截止到目前，我国大部分油田已丧失了自喷能力，抽油机工作方式占到了油田开采模式的85%以上。
抽油机机井在工作状态下能够产生大量的能耗，如果系统效率得不到有效的提升，将会大大增加开采成本，甚至造成“以能源换能源”的局面。
因此，加强对抽油机工作节能技术的研究和应用具有非常重要的现实意义和经济价值。
1.造成抽油机能源浪费的原因探析1.1.抽油机工作效率低油层开采的初始阶段为自喷状态，这是对于设备的能耗利用率没有很大的要求，但是随着开发向后期阶段迈进，油层能量不能够支持自喷现象发生，为了维持对剩余能源的开采必须借助人为方式对油层施加作用，促使原油上升到井口。
抽油机作业就是一种利用机械能量进行油田开采的工作方式，并且随着我国原油开采的持续进行，抽油井作业已经占据了油井工作面的85%，因此如果抽油机工作效率低下自然会造成大量的能源浪费。
对油井工作面进行调查显示抽油机电能耗损占到了整体工作面的25%，而在工作中由于各种原因，将近70%的电能被浪费掉。
造成这种现象的主要原因是抽油机的设计规格和实际工作需要存在较大的不匹配性，因此在实际的抽油工作中很难出现抽油机达到PH点的负载状况。
论抽油机能耗因素及节能技术分析
论抽油机能耗因素及节能技术分析抽油机是一种用于从油田或油井中抽取原油的设备，其能耗一直是工程师们关注的焦点之一。
高能耗不仅增加了生产成本，也对环境造成了一定的影响。
如何降低抽油机的能耗一直是工程技术领域中的研究课题之一。
本文将从抽油机的能耗因素和节能技术进行分析，探讨如何降低抽油机的能耗，提高生产效率。
一、抽油机的能耗因素1.1 驱动功率抽油机通常由电动机驱动，其驱动功率大小直接影响到设备的能耗。
驱动功率的大小与设备的工作状态、负载情况以及设计参数相关。
通常情况下，驱动功率越大，设备的能耗就越高。
在抽油机设计和选型过程中，必须合理确定驱动功率，以及根据实际工况条件进行调整，减少不必要的能耗。
1.2 运行状态抽油机的运行状态也是影响能耗的重要因素。
设备在运行过程中，需要考虑到各种因素对能耗的影响，比如转速、温度、负载等。
合理控制抽油机的运行状态，避免过度加速和减速，以及合理安排设备的负载状态，都是减少能耗的重要措施。
1.3 设备设计和选材抽油机的设计和选材直接影响设备的能耗。
合理的设计参数和选用高效的材料，可以降低设备的摩擦阻力和能量损耗，提高设备的整体效率，降低能耗。
1.4 能源资源抽油机使用的能源资源也是影响能耗的重要因素。
不同的能源资源具备不同的性能特点和能耗特征，因此在使用过程中要根据具体条件合理选择能源资源，以降低设备的能耗。
二、抽油机的节能技术分析2.1 高效电机在抽油机中使用高效电机是降低能耗的有效途径。
传统的电机能效较低，使用效率不高，往往存在大量能量损耗。
而高效电机具备较高的能效，不仅可以减少能耗，还可以提高设备的整体性能。
2.2 高效变频器使用高效变频器可以有效降低抽油机的能耗。
通过变频调速，可以根据实际需要对电机进行精确控制，避免过量的能耗损失，提高设备的整体效率。
2.3 液压传动技术传统的抽油机大多采用机械传动方式，存在能耗大、效率低的问题。
而采用液压传动技术可以有效降低能耗，提高传动效率。
油田抽油机电机节能方式探讨
油田抽油机电机节能方式探讨游梁式抽油机是目前油田主要的机采设备，由于抽油机具有自身的机械平衡装置和周期脉动的负载特性，所以要求电机具有高启动扭矩，才能保证抽油机在静止状态下启动起来，这樣就要求配置的电机启动转矩要大，当抽油机启动以后正常运行时负载下降，电机在轻载下工作，功率因数和效率急剧下降，造成“大马拉小车”现象，测试数据显示抽油机电机效率多在40%-60% 功率因数在0.2〜0.5之间，造成损耗严重的不良现象。
1 通过电机的经济运行来达到节电的目的三相异步电动机运行在额定负载时其效率最佳，但游梁式抽油机电机负载率很低，而且处于不断变化状态，电机的运行效率和功率因数一般都很低，对一般的三相异步电动机提高经济运行性能可采取的措施有降压运行节电法和星角变换节电法。
1.1 降压运行节电法降压运行能提高功率因数，还能降低损耗，提高效率，在我厂的油井现场进行了试验，降低了励磁电流损耗，有一定的节电效果。
原理：一般情况下，异步电动机运行时，线路电压全部施加于定子绕组上，异步电动机的励磁电流总是基本不变的，而励磁电流几乎为纯电感性，功率因数接近0。
从空载到满载，由于电压基本不变，所以励磁电流分量基本不变，铁损也基本不变，并一直为最大值，这个电流在电机绕组内部也造成定子铜损，消耗电能。
所以，如果当电动机空载或轻载时，如能自动降低电压运行（维持转速基本不变），则铁损和铜耗会减少，电网的功率因数亦提高。
异步电动机降压运行的控制原理，就是以定子电压和电流间的相位角为控制量，去触发串接在电动机上的双向可控硅或自藕变压器的档位，使施加于电动机的电压和电流的相角基本保持不变，自动调整电动机的输入电压。
其缺点是，降低电压需要配置调压设备，增加投资和维护工作量，现场适应性较差。
1.2 异步电动机的星角变换△形接线的异步电动机，空载或轻载时，由△形接线换接为Y形接线可以达到节电的目的。
电动机的相电压只有原有的1/，这时的铁损只是原来铁损的（1/3），输出功率相应下降为原来的1/3，如果电动机△形接线时的负载率B为33%贝U在电源电压及负荷未变的情况下，改为Y形接线时，负载率变为100%，功率因数和定子电流将明显得到改善。
抽油机井节能方法分析
抽油机井节能方法分析随着社会的进步和环境保护意识的提高，节能已经成为各行各业的重要课题。
对于抽油机井这样的设备，提高其能源利用率和减少能源浪费至关重要。
本文将从四个方面分析抽油机井的节能方法。
一、节能设备的选用1.高效率电机电机是抽油机井的主要设备之一，选择高效率的电机可以显著提高能源利用率。
国家对于电机能效提出了相应的指标，应优先选择符合要求的高效率电机，并按照电机的运行情况做定期维护和检修，以确保其性能始终处于最佳状态。
2.变频器抽油机井一般是根据油井的实际情况进行抽油操作，而不同的油井的需求是不一样的。
通过安装变频器，可以根据油井需求调整抽油机井的转速和功率，实现能源的精细调控，从而达到节能减排的目的。
二、节约冷热源能源1.确保井下设备的合理布局抽油机井井下设备的布局对能源的利用有重要影响。
合理安排油泵、井底加热器等设备的位置，可以减少能源在输送过程中的损耗，节约能源。
2.增加井口温度监测与调节装置合理调节井口温度可以减少油井在运行中受冷状况的影响，提高油井的稳定性。
通过增加井口温度监测与调节装置，可以及时调控井口温度，减少能源浪费。
三、提高抽油机井的工作效率1.优化操作流程抽油机井的操作过程中，应根据实际情况优化操作流程，减少能源的浪费。
采取合理的措施，例如合理设置油井的开关机时间、减少手动操作等，可以提高抽油机井的工作效率。
2.定期检修和维护定期检修和维护抽油机井的设备可以保持其正常运行状态，减少能源的消耗。
通过定期更换磨损严重的零部件、及时处理设备故障等方式，可以提高设备的工作效率，减少能源的浪费。
四、利用新能源1.太阳能或风能供电利用太阳能或风能为抽油机井提供电力，是一种可持续、清洁能源的利用方式。
通过安装太阳能或风能发电设备，可以减少对传统能源的依赖，实现节能减排的目的。
2.废气发电抽油机井在运行过程中产生大量的废气，可以通过回收利用废气中的热能，进行发电。
将废气发电系统与抽油机井相结合，既能提供所需的电力，又能充分利用废气资源，实现节能效果。
某油田抽油机的特性及节能分析
某油田抽油机的特性及节能分析1. 引言随着全球能源需求的不断增长，油田开采工作也日趋复杂。
在油田开采中，抽油机是起到关键作用的设备之一。
抽油机的性能和节能水平直接影响着油田开采的效率和成本。
了解某油田抽油机的特性并对其节能情况进行全面分析是十分重要的。
2. 某油田抽油机的特性（1）工作原理某油田抽油机是一种使用地面动力机械去产生动力的设备，主要是通过地面的动力机械将能量传输到井下，进而带动油管内的抽油杆做上下运动，实现油井内的液体抽取。
（2）结构特点某油田抽油机通常由电机、减速器、液压系统以及抽油杆系统组成。
其中电机是提供动力的部分，减速器通过减速将电机的高速旋转转换成合适的抽油速度，液压系统主要是用于抵消地面的振动，保证系统的稳定，抽油杆系统是连接地面和井下的传动部分。
（3）运行特点某油田抽油机的运行特点是稳定性要求高、工况变化大、操作环境恶劣。
油田现场作业受油井深度、地质条件、油层温度等因素影响较大，需要设备具有较高的适应性和稳定性。
3. 某油田抽油机的节能分析（1）电机节能电机是某油田抽油机的动力源，其能耗占到整个系统的相当大比例。
提高电机效率、减少铁损、减少铜损等措施可以有效降低电机的能耗。
合理选择电机的容量和品质，减少开机频率，定期进行电机的维护和检修也能有效的降低电机的能耗。
（2）减速器节能减速器是将电机高速传动转变成适当抽油速度的关键部件。
合理选择减速器的型号和类型，采用高效节能的减速器，降低传动系统的摩擦损失和热损耗，均能有效提高传动效率，减少系统的能耗。
（3）液压系统节能液压系统主要用于抵消地面的振动，保证系统的稳定和安全可靠。
选择合适的液压元件和附件、采用高性能的液压油以及减少泄露等措施，可以有效提高液压系统的效率和减少能耗。
（4）抽油杆系统节能抽油杆系统是将地面的动力传输到井下的关键部件。
合理选用抽油杆的材质和规格、采用低摩擦系数的润滑材料，减少传动系统的能量损失、减少系统的振动等措施，降低抽油杆系统的能耗。
油田抽油机节能浅析
所 以要提 高效 率 ，主要 措施 是减 少能 量传 递过 程 中各环 节 的能量 损耗 。 ２抽 油机节 能 措麓 ２ １采用 节 能设备 。 目前抽 油机 的 电动机 主要 从三 个方 面实现 节 能 ： ． １ ）人 为 改变 电动机 的机械 特 性 ，主 要 是改 变 电源 频 率 ， 以实现 与 负荷 特性 的柔 性配 合 ；２ ）从 设计上 改 变 电动 机 的机械 特 性 （ 如高转 差率 电动 机和 超高 转差 率 电动机 ），从而 改善 电动 机与 抽油 机 的配合 ；３ ）提高 电动机 的 负 荷和 功 率 因数 。 已成功 研制 了超 高转 差率 电动机 、 电磁滑 差 电动 机 、稀 土永
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油 田抽 油 机 节 能 浅 析
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（． １胜利油 田 东辛采油一矿 山东 东营
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２ ７６ ２ ５ ０ １ ；中 国石油大学＜ 华东＞ 电总厂 山东 东营 机
摘
要 ： 在介绍 对抽油机 能耗现状 基础上 ，分析影 响抽油机 系统 的主要因素 ，对抽油机 能耗 治理提 出可 行的措 施，对于 降低采油 设备运行 成本 ，提 高经济效益
平衡 后 的理 论净 扭 矩 曲线 是一 条接 近 水平 的 直线 ， 因此其 运 动平衡 ，减速 箱
齿轮 基本 无 反 向负 荷 ，连杆 游 梁不 易 疲劳 损坏 ，机 械 磨损 小 ，噪 声 比常规 式
抽油 机低 ，整机 寿 命长 。计 算 和测 量 表 明， 与同 级别 的常 规 式抽 油机 相 比，
磁 电动 机 、变频 调 速 电动机 、 双功 率 电动 机 、绕 线式 异 步 电动机 、 电动 机调 压装 置和 抽油机 蓄 能调 压装 置等 。 ２ ２ 降低 皮 带传 递损 失 。不 同的皮 带 传动 方式 ，其 传动 效 率不 同 ，如表 ． ｌ 示。 所
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油田抽油机节能器的设计浅谈
摘要：油田抽油机节能器的设计在很大程度上为油田的采油提供了方便，解决在油田采油的过程中采油机空抽、低效等不良状况，达到很好的节约电能、降低采油机机械磨损、延长采油机械设备的使用寿命目标。
本文就油田采油机节能器的设计问题进行简单的分析探讨。
关键词：油田抽油机节能器设计
中图分类号：tb1 文献标识码：a 文章编号：1674-098x （2012）08（c）-0110-01
抽油机是油田中的主要生产设备之一，相对而言对于低渗透率油田，油位的形成较慢，大多数抽油机在很长时间之内都是在空转，不但浪费掉大量的电能资源，还会造成磨损抽油机，降低油田抽油机的使用寿命。
抽油机节能器的设计是根据油田井下油位的高低对抽油机的工作情况进行控制，若是油井下的油位上升到特定位置，抽油机就会自动进行抽油；若是油位较低的话，抽油机就会自动停止抽油。
油田抽油机节能器可以在很大程度上减小抽油机的空转时间，节约不少电力资源。
1 抽油机的节能原理与系统
油田抽油机是靠抽油杆的上下运动来将原油抽汲到地面的锊网中的，抽油机的向下冲程提起油柱时不需要动力就能够自行下落，而向上冲程时所需要的功率较大。
平衡块是为了使负荷均匀，大多数情况下使用抽油机配有某种平衡机构。
电机的主要损耗是铜耗和
铁耗，大概占总损耗的86%，是决定抽油机电动机效率的重要原因。
就一般情况而言，机械损耗和杂散损耗不会随着抽油机的负载变化而变化，但是定子铜损和转子铜损是随着负载的变化而进行变化的。
抽油机节能器的系统基本设计要求是能够通过微处理器对有油无油进行判断，控制抽油机的启动与停止，并记录抽油机启动与停止的时间，采用智能优化算法优化抽油机抽、停时间间隔，以便于抽油机能够拥有最好的运行周期，还具有多项例如报警、保护、通信的功能。
2 油田抽油机节能器的设计
（1）硬件设计
所谓的抽油机节能器是指以单片机为核心的测控设备，主要实现参数测量、油位计算、实时数据存储和抽油机控制。
抽油机节能器的系统有：温度测量模块、油位测量模块、单片机控制模块、油位显示模块、抽油机驱动控制模块以及数据存储模块由六个模块组成的。
抽油机节能调节器是通过电子线路控制固态继电器进行斩波调压。
控制固态继电器导通，在满载时固态继电器完全导通时是全压运行。
单片机控制模块的主要功能是接收采集的数据参数，对数据进行具体的计算，对抽油机进行实时控制，是整个设计系统的核心。
为降低和避免因环境温度而带来的测量偏差，首先检测环境温度，然后通过计算消除偏差。
油位数据的存储不仅用于分析本油井的油位变化情况，还用于分析所在区块的油位变化，作为油井堵水、调剖选井决策依据，给提高油井采收率提供了参考。
过零检测模块
用比较器娩测电量传感器送来的信号，发出脉冲送给信号调理模块，信号调理模块对脉冲进行整形、滤波，最后送到电子控制器参与控制。
电流传感器和电压传感器把测得的电流值和电压值信号进行整形、滤波、放大，送到电子控制器用于检测功率因数。
如图1：系统结构框图。
（2）抽油机节能器的软件设计
油田抽油机节能器的系统软件是配合硬件设计实现数据的处理和应用，根据抽油机节能器硬件系统设计的结构进行设计的。
抽油机节能器的软件设计必须做到：将信号控制在抽油机节能器的系统硬件中，在系统软件中，需要完成发射脉冲信号、温度测试、输出显示及抽油机的工作状态控制；为提高抽油机的精准度，油位数据采用单精度形式进行存放，由于油位形成比较缓慢，采集的数据因为形成油位的速度较慢，要求一分钟左右进行一次存放，信号处理再根据传感器安装的位置就能够确定油位的高低。
s=0.5×v×t为超声波发射到接收之间的时间与实际的距离值之间的转换公式，s 是超声波传感器距油位的距离，t是发射信号到接收之间经历的时间，v为超声波在空气中传播的速度。
3 抽油机节能产品的节能效果
在油田生产时，使用很多的节能型电机有稀土永磁同步电动机、低转速电动机等等。
稀土永磁同步电动机是一种同步电动机，是当下抽油机节能产品中应用效果较好的节能产品之一，结构上与异步电动机非常相似，在系统上与普通同步电动机一样，都需要励磁调
节系统，不需要普通同步电动机的励磁线圈和集电环。
稀土永磁同步电动机能够在任何运用场合中代替异步电动机和同步电动机，例如在交流变频调速系统运用过程中，稀土永磁同步电动机比异步电动机调速系统的性能表现的会更加的优越。
稀土永磁同步电机具有重量轻、体积小、效率高、结构简单、运行稳定、功率因数高、性能优良以及维护简单等等很多优点，能够在很大程度上降低启动电流，提高电机功率因数，能耗降低较多，能够解决高温脱磁和短时间脱磁问题，稀土永磁同步电动机应用发展空间将会很大。
低转速电机可以通过降低电机的转动速度而改变抽油机的冲次，从而降低抽油机容积的损失，改善泵充满程度，提高泵效。
抽油机运转性能在低转速电机的运用下可以得到很大的改善，在很大程度上减少动载荷，减少杆管摩损的次数并提高了使用年限，改善管杆的受力状态，提高节能产品的可靠性和使用寿命。
低转速电机应继续研究电机启动问题，降低配备电机的额定功率，进而减小电机空载损耗和负载损耗。
4 结语
抽油机节能调节器根据油田抽油机的工作特点进行的具有针对性的设计，可以节约20%之上的能源，调节器与电动机电气控制是基本分开的，安全性及可靠性得到很大的提高。
抽油机节能器的设计是具有非常重要的意义的，在将来的油田生产过程中，应用抽油机节能产品的机会将会越来越多，抽油机节能器的影响力度也会不断的得到扩大。
参考文献
[1] 王海军，秦昀亮，刘国振.长庆油田抽油机节能产品应用分析[j].节能技术，2010，28（2）：190-192.
[2] 杨敬源，张晓光.抽油机节能发展趋势的探索[j].科技创新导报，2008（27）：110-112.
[3] 宋彩利，康磊.油田抽油机节能器的设计与实现[j].制造业自动化，2009，31（9）：154-156.。