抽油机电机负载自动跟踪节能器推广应用
14型抽油机后配重节能改造应用
14型抽油机后配重节能改造应用摘要：目前中原油田普遍使用的抽油机是cyjy14-4.8-73hf型抽油机，由于泵挂深、结蜡等原因导致不平衡。
本文找出了目前抽油机在现场应用过程中存在的问题，实施了增加悬挂式游梁后配重，现场应用节能效果明显。
关键词：抽油机平衡率节能cyjy14-4.8-73hf型抽油机，以皮实耐用、冲程大、耗电少等优势，在中原油田得到了广泛应用。
中原油田采油三厂抽油机不平衡现象严重，由于部分井负荷过大，采用4块1.3吨平衡块调整到曲柄端部仍然无法平衡，个别抽油机甚至采用6块平衡块仍然不平衡，造成抽油机平衡度达标率只有不到70%，这种现象不仅造成能源浪费，而且抽油机在不平衡状态下运行，严重影响了抽油机寿命。
为解决上述问题，通过对目前抽油机运行现状的研究、分析，决定对我厂严重欠平衡的常规游梁式抽油机井进行改造，在cyjy14-4.8-73hf型抽油机的基础上，增加3.5t游梁后配重质量，改善游梁平衡效果，减少电量损耗，克服制造繁杂、安装困难等缺点，从而达到节能目的。
改造后的新型cyjy14-4.8-73hf/b异相游梁抽油机后配重节能改造采用挂式连接，结构简单、可靠性好、维修方便、性能可靠，能够有效提高抽油机的平衡效果，从而实现节能和延长抽油机使用寿命的目的，同时保证了后配重在抽油机运转时的稳定性。
一、施工方案自2012年5月份开始，我厂先后在卫75-19井等115口严重欠平衡油井进行了后配重节能改造，到目前为止所取得各项经济技术指标如下：1.改善抽油机平衡效率、提高装配效率，削减安全风险，使得平衡率在85%-110%之间。
平衡度平均每口井增加14% — 20%以上。
2.应用悬挂后配重后，单井上行最大电流降低9.3a，平均每口井电流降低8.5a，综合节电率24%，115口井日均节约电量9936kwh 左右。
3.间接效益：3.1互换性：在cyjy14-4.8-73hf型抽油机上增加质量为3.5t - 4t悬挂式游梁后配重，在每一台改造好的抽油机上能够互换。
优化节能措施降低机采井耗电
优化节能措施降低机采井耗电节能是当前和未来发展的重要课题，而对于石油行业来说，优化节能措施也是至关重要的一项任务。
机采井是石油生产过程中的重要环节，耗电量也是较大的一项成本。
下面将从四个方面提出优化节能措施，以降低机采井的耗电量。
第一，优化生产过程。
机采井的耗电量主要来自泵浦的运行和控制系统。
通过优化生产过程，调整注水压力和注入量，合理控制油井的产能，以减小泵浦过载运行的情况，减少能量消耗。
此外，采用智能化控制系统，能够实现远程监测和自动调节，能够根据油井实际情况进行精细化的调控，提高生产效率，降低能耗。
第二，优化泵浦的设计和选型。
泵浦是机采井中最主要的能耗设备之一，其选择和设计合理与否直接影响到机采井的整体能效。
要选择适合井口情况的泵浦类型，并且根据井口流量和压力进行匹配。
采用高效能的电机和变频器，以实现节约能量的目的。
同时，在泵浦运行时，应定期对其进行检测和维护，保证其正常工作，减少能耗。
第三，优化机采井的绝热与隔热措施。
机采井通常位于地下，温度较低，容易导致能量的损耗。
因此，对机采井井筒和井身进行绝热处理，并增设隔热层，降低井筒温度损失，减少能量消耗。
另外，对于蒸汽输送管道，要做好保温工作，减少蒸汽损失。
第四，开发利用新能源。
在当前全球能源紧缺和环境污染等问题日益严重的情况下，发展和利用新能源是一项重要的任务。
对于机采井来说，可以通过安装太阳能电池板和风力发电机等设备，利用自然能源来为机采井提供电力，减少对传统能源的依赖，同时降低机采井的能耗。
通过以上措施的优化和实施，可以降低机采井的耗电量，提高能效。
在石油行业发展的同时，也要始终关注资源的有效利用和环境的保护。
通过推广节能措施，既可以降低成本，提高企业竞争力，又可以减少能源的浪费，促进可持续发展。
静止无功发生器SVG技术在油田抽油机节能方向的应用
静止无功发生器SVG技术在油田抽油机节能方向的应用发布时间：2022-07-20T07:52:31.469Z 来源：《中国电业与能源》2022年5期作者：李军伟徐骥[导读] 随着科技的发展，电力电子技术在电力系统中有非常广泛的应用，李军伟徐骥晨诺电气有限公司中国一拖集团有限公司能源分公司471000摘要：随着科技的发展，电力电子技术在电力系统中有非常广泛的应用，电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一，近年来出现的静止无功发生器（SVG）新型电力电子装置具有更为优越的无功功率和谐波补偿的性能。
在配电网系统，电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，以进行电能质量控制，改善供电质量。
本文就静止无功发生器SVG在油田抽油机节能方向的应用。
关键词：电力电子技术静止无功补偿发生器，油田抽油机。
1 静止无功补偿发生器概述1.1技术简介静止无功发生器SVG的全称是 static var generator，静止无功发生器是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联到电网上，调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，或者直接控制其交流侧电流，使该电路吸收或者发出满足要求的无功功率，实现动态无功补偿的目的。
【1】1.2功能特点（1）功能原理（2）控制原理断路器合闸后，为防止上电时电网对直流母线电容器的瞬间冲击，APF/SVG首先通过软启电阻对直流母线的电容器充电。
当母线电压Udc达到预定值后，主接触器闭合。
直流电容作为储能器件，通过IGBT逆变器和内部电抗器向外输出补偿电流提供能量。
APF/SVG通过外部CT实时采集电流信号送至信号调理电路，然后再送至控制器。
控制器将采样电流进行分解，提取出各次谐波电流、无功电流、三相不平衡电流，将采集到的要补偿的电流成分和APF/SVG已发出的补偿电流比较得到差值，作为实时补偿信号输出到驱动电路，触发IGBT变换器将补偿电流注入到电网中，实现闭环控制，完成补偿功能。
桩西采油厂抽油机半直驱永磁电动机推广应用及效果评价
游梁式抽油机驱动系统传动方式为普通旋转电动机，通过皮带带动减速机，再由减速机驱动曲柄从而实现抽油泵的往复运动实现抽油[1]，这种传动环节较多、方式较为复杂，不可避免地导致动力系统效率下降且影响其安全性。
抽油机半直驱永磁电动机与控制器组成的驱动系统是专门针对解决游梁式抽油机动力系统较为复杂的弊端，并积极响应油田节能、减排大趋势需要而研制的，是现阶段抽油机改造最佳方案。
1基本情况游梁式抽油机是油田采油过程中的主要设备，现有驱动方式中间环节多、效率低，能耗较高，且存在一定的安全隐患。
日常调参、换皮带等工序需要耗费人力、物力，过程中停井也会影响油井生产。
为解决目前存在的问题，满足现场生产要求，减少拖动系统中间环节成为必然选择。
目前采油厂日开机采井635口，其中游梁式抽桩西采油厂抽油机半直驱永磁电动机推广应用及效果评价郭瑞华尹强徐娜王东生刘成祥（胜利油田分公司桩西采油厂）摘要：由于游梁式抽油机现有的皮带轮驱动方式中间环节多、能耗较高，且存在一定的安全隐患。
而抽油机半直驱永磁电动机具有大扭矩，低转速、效率高的特点，因此将电动机安装在减速箱输入轴上，直接驱动减速器，便可减少皮带传送环节，实现抽油机正常运转，具有节能及安全的技术优势。
经现场试验及改进，3a 来桩西采油厂机采系统推广应用半直驱永磁电动机77台，实施后，减少了皮带损耗及消耗费用，降低了工人劳动强度，消除了安全隐患，取得了良好经济效益及社会效益。
关键词：驱动方式；皮带传动；半直驱永磁电动机DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2023.06.008Popularization and application of semi-direct drive permanent magnet motor for pumping uint in Zhuangxi oil production plantGUO Ruihua，YIN Qiang，XU Na，WANG Dongsheng，LIU Chengxiang Zhuangxi Oil Production Plant of Shengli Oilfield CompanyAbstract：The beam pumping units with a pulley drive has many intermediate links，high energy consumption，and certain safety hazards．However，the semi-direct drive permanent magnet motor of the pumping unit has the characteristics of high torque，low speed，and high efficiency，whose motor is installed on the input shaft of reduction box and directly drives the reduction box，reducing the belt transmission link and achieving normal operation of pumping unit．It has the technical advan-tages of energy conservation and safety．After field testing and improvement，the 77semi-direct drive permanent magnet motors have been promoted and applied in the machine mining system of Zhuangxi oil production plant in the past three years，reducing belt loss and consumption cost，reducing labor intensity of workers，eliminating safety hazards，and achieving good economic and social benefits.Keywords：driving mode；belt transmission；semi-direct drive permanent magnet motor 第一作者简介：郭瑞华，高级工程师，2006年毕业于中国石油大学（工商管理专业），从事质量、节能降碳管理等工作，137****8255，*****************************，山东省东营市胜利油田分公司桩西采油厂QHSE 监督中心，257237。
抽油机用感应电动机软启动及节能控制系统的研究与设计
ｔｍ ｆｔ ｅｖ ｒａ ｌ ｏｔｇ ｒ ｃ ｈ ｈ ｎ ｅ ｆｔｅｌａ ｓｉｖ ｓｉａｅ ． ｌ ｇ —ｄｕ ｔｎ ｕ ｎｔｅ ｅｇ — ｅ ｏ ｈ ａｉｂｅｖ ｌａ ｅｔａ ｅｔ ｅｃ ａ ｇ ｓｏ ｈ ｄｗａ ｎ ｅ ｔ ｔｄ Ｖｏｔ ｅａ ｊｓｉｇ ｐ ｍｐｕ ｉ ｎ ｒ ｙ ｏ ｇ ａ
Байду номын сангаас
１ 引 言
油 田作 为耗 能大 户其节 能 问题 受到 全世界 的 关注 。对我 国来 讲 ， 油 机 节能 技 术 的研 究 具 有 抽 更大 的 实 际 意 义 。我 国每 年 机 械 采 油耗 电 量 达
成 高于 额定 电流 ４ ～７倍 的启 动 电流 ， 特别是 对于
大 功率 电动 机 ， 该启 动 电流会严 重 冲击 电网 ， 降低
电网 的供 电质 量 ， 影响其 他设 备 的运 行 ， 并 同时启 动 转距也很 大 ， 成 的机 械 冲 击会 影 响 电动 机 本 造
Ｂｉｉ ｚ Ｙｕｎ Ｇｕ ｂａ ｒ Ｔｏ ｉ ｌｋｉ． ｕｓ ｌ ｈａ ． ｈｔ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｃｏ ｂｉｅ ｈｅｏｉ ｆｅｄ ｐｒ ｄｕｃｉ ｉｃ ｓ ａ ｃ ｓ， ｈ ｒａ ｅ ｖ ｔ ｇｅ ｅ ｅ ｇｙ～ ａ ｉ ｇ ｃ ｎｔｏｌｓ — ｓｒ ｃ ： ｍ ｎ ｄ ｔ ｌ ｉｌ ｏ ｔｏｎ ｃｒ ｕｍ ｔ ｎ ｅ ｔ ｅ ｖａ ｉｂｌ ｏｌａ ｎ ｒ ｓ ｖ ｎ ｏ ｒ ｙｓ
摘 要 ： 合 油 田 生产 实 际 ， 讨 了 电压 跟踪 负载 变 化 的 调 压 节 能 控 制 系 统 。调 压 式 抽 油 机 节 能 控 制 器 是 结 探 采用 双 向反 并 联 晶 闸管 进 行 控 制 的 三 相 交 流 调 压 技 术 ， 过 检 测 电机 电 压 与 电 流 之 间 的 相 位 差 变 化 作 为 控 通 制信 号 ， 制 晶 闸管 的导 通 角 ， 而 改 变 电 机 的工 作 电压 ， 电 机 在 空 载 或 轻载 时 的工 作 电压 低 于 额 定 电 压 运 控 从 使 行 ， 达 到 节 能 的 目的 。该 节 能 器 因其 节 能 效 果 好 ， 护 功 能 多 ， 电 网污 染 小 ， 有 广泛 的应 用 前 景 。 以 保 对 具
变频远程监测控制系统在油田中研究与应用
变频远程监测控制系统在油田中研究与应用变频远程监测控制系统在油田中研究与应用一、前言我国的油田绝大部分为低能、低产油田，不像国外的油田有很强的自喷能力，大部分油田要靠注水来压油入井，靠抽油机（磕头机）把油从地层中提升上来。
以水换油、以电换油是目前我国油田的现实，电费在我国的石油开采成本中占了相当大的比例，所以，石油行业十分重视节约电能、增产、减少设备维护等。
目前据统计我国抽油机的保有量在10万台以上，电动机装机总容量在3500MW，年耗电逾百亿KW·h。
抽油机的运行效率特别低，在我国平均运行效率为 25.96％，国外平均水平为30.05％，年节能潜力可达几十亿KW·h。
除了抽油机之外，油田还有大量的注水泵、输油泵、潜油泵等设备，总耗电量超过油田总用电量的80％，。
可见，石油行业也是推广“电机系统节能”的重点行业。
抽油机节能，其首选方案是采用变频器对其电机拖动系统进行改造，抽油机改用变频器拖动后有以下几个好处：1）大大提高了功率因数（提高到0.9以上），大大减小了供电（视在）电流，从而减轻了电网及变压器的负担，降低了线损，可省去大量的“增容”开支;2）可根据油井的实际供液能力，动态调整抽取速度，一方面达到节能目的，同时还可以增加原油产量;3）由于实现了真正的“软起动”，对电动机、变速箱、抽油机都避免了过大的机械冲击，大大延长了设备的使用寿命，减少了停产时间，提高了生产效率。
但是，变频器用于抽油机电机时，也有几个问题需要解决。
（1）冲击电流问题，游梁式抽油机是一种变形的四连杆机构，其整机结构特点像一架天平，一端是抽油载荷，另一端是平衡配重载荷。
对于支架来说，如果抽油载荷和平衡载荷形成的扭矩相等或变化一致，那么用很小的动力就可以使抽油机连续不间断地工作。
也就是说抽油机的节能技术取决于平衡的好坏。
在平衡率为100％时电动机提供的动力仅用于提起1/2液柱重量和克服摩擦力等，平衡率越低，则需要电动机提供的动力越大。
抽油机电机的节能方法探讨
抽油机电机的节能方法探讨【摘要】本文根据抽油机的特点，提出了去发电、增惯量、平曲线的节能思路，并结合油井示功图，总结出油井系统节能的概念，在此基础上指出抽油机电机应该具备的功能，为进一步节能创造条件。
【关键词】抽油机示功图节能1目前抽油机拖动系统存在的问题（1）功率因数低目前油田抽油机电动机功率因数一般在0.2-0.5之间变化，为了提高抽油机电动机的功率因数，通常是利用补偿电容器提高功率因数，但电机本身的功率因数并不会改变。
（2）“大马拉小车”问题严重临盘采油厂机械采油系统多数是1台变压器拖动1口油井，变压器的额定容量为50-100KV A，电动机的额定功率22 KW、30KW、37KW、45KW、55KW。
由现场的测试结果可知，电动机的实际输入功率大部分在3KW-10KW之间，电动机的负载率很低，功率因数也很低，无功电流比例很大，导致线损增加。
这是所有油田都存在的问题，造成这种现象的原因是：抽油机负载有静转距大，而运行转距小的特点，所以要配置大容量的电机，保证足够大的起动转距，所以选用较大功率的电动机，变压器的容量也随之增加。
这虽然解决了抽油机的起动问题，但由此却带来了机械采油系统的“大马拉小车”问题，变压器、电动机负载率下降，自身损耗相对增加，造成了电能的浪费。
（3）抽油机系统存在发电现象从本质上讲，游梁式抽油机井口载荷曲线是近似于正弦曲线，而游梁式抽油机曲柄的圆周运动是严格意义上的正弦曲线，所以游梁式抽油机只能平衡掉井口载荷曲线的一阶分量，由此知系统总是达不到完全平衡，这将导致抽油机带动电动机超过电动机的同步速度运行，电动机变成异步发电机向电网反送电，我们称之为“倒发电” 现象。
（4）抽油机系统调速困难随着节能意识的提高，抽油机系统调速问题凸显出来，让冲次适应产量的变化就需要调速，因此变频调速技术在电机调速中得到广泛应用，由于抽油机拖动系统存在着不同程度的“倒发电现象”，承担变频调速任务的变频器必须工作在四象限状态，或者设置泄放回路，使变频器的效率降低，可靠性降低。
国家重点推广的电机节能先进技术目录(第一批)
国家重点推广的电机节能先进技术目录（第一批）为推广应用先进实施电机节能技术，能效提升计划提供技术途径、为提升电机系统终端用能设备能效水平，落实工业绿色发展专项行动，为地方组织实施电机能效提升计划提供技术途径，经地方各地区工业和信息化主管部门推荐、专家评审及网上公示，工业和信息化部编制完成了《国家重点推广的电机节能先进技术目录（第一批）》，现予以公告。
请各地区、有关企业加强组织推广。
1、伺服电机永磁高效节能技术采用短时过载能力强的电源和大功率驱动器件，融入电机参数自动辨识、自动调整的自适应控制技术，保证系统高加速性能的同时，运行智能可靠。
采用谐波抑制技术、能量回馈技术以及功率校正技术，实现电机系统应用的高效率和智能控制。
适用于功率范围0.75kW～300kW高压或低压的电机系统节能改造，可应用于注塑机的液压动力系统拖动部分、数控机床、纺织机械、包装和印刷机械等设备。
应用案例：东莞、武汉、柳州等地2000多台注塑机电机系统节能改造，运行稳定，综合节电率达到40%～80%，注塑机生产效率提升10%，生产成本降低8%。
2、伺服电机及其驱动控制技术采用MCU（微控制芯片）+PID（比例、积分、微分控制芯片）双核结构及自主研发的传感器，实现智能快速剪线、拨线、抬压脚和高速倒回缝，可匹配18个系列产品，通用性强。
相对传统的电机系统及控制技术，主要解决了快速定位、智能操作的问题。
相比传统的摩擦片式异步电动机（离合器电机）、涡流式异步电动机（电子马达）、混合步进式电动机（变频电机），能耗降低70%，效率提高30%。
适用于功率范围0.55kW～1kW低压电机系统节能改造。
可应用于缝制和纺织系统JUKL8100B-7、ZJ9703、JACK2等设备改造。
应用案例：中捷股份有限公司10万套总功率55000千瓦伺服电机及其控制系统改造，综合节电率达70%，生产效率提高30%。
3、稀土永磁伺服电机高动态响应控制技术采用高动态响应稀土永磁伺服电机电磁及结构场路优化设计、高功率密度、小惯量电机制造技术，使电机加减速电流及损耗下降50%，成本降低50%。
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抽油机电机负载自动跟踪节能器推广应用
【摘要】抽油机电机负载自动跟踪节能器，由控制系统调整执行系统的主要工作元件可控硅的导通角，实现电容实时动态补偿，实现抽油机工作方式与油井的实际负荷及环境的最佳匹配，从而减少能源浪费，提高抽油机电机的运行效率。
现场应用35口井结果表明，该技术实现了有功节电率6.46%、综合节电率6.91%。
【关键词】节能器；能量补偿；节能效果
1 问题的提出
目前我厂有抽油机7214口井，在用的节能设备主要有节能抽油机、节能电机和节能控制箱，全厂节能覆盖率85.42%。
为了进一步降低抽油机单井能耗，提高系统效率，我们推广电机负载自动跟踪节能器，通过对电动机负载情况对电机运转情况的实时检测和分析，实现电容器组进行快速智能投切组合，从而使实现抽油机工作方式与油井的实际负荷及环境条件的最佳匹配，从而降低电机能耗，提高抽油机电机的运行效率。
2011年在45kW、55kW电机装机功率不同条件下，对该产品的节电效果进行评价，从而优化使HECY-380型抽油机电机负载自动跟踪节能器与电机达到最佳的匹配，提高电机的运行效率。
2 工作原理及结构特点
2.1 工作原理
抽油机电机负载自动跟踪节能器的工作原理是对电流的实时跟踪补偿，由控制系统调整执行系统的主要工作元件可控硅的导通角，实现电容实时动态补偿，电流较大是（有功功率较高时），可控硅导通角减小，电容补偿量随之减少，反之，可控硅导通角增加，电容补偿量增加，实现节能。
无功功率补偿的是把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，当容性负荷释放能量时，感性负荷吸收能量；而感性负荷释放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在两种负荷之间互相交换。
这样，感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿，这就是无功功率补偿的基本原理。
其原理如图1所示。
图1 电容补偿原理图
2.2 自动跟踪节能器结构组成
图2 控制面板图3 控制面板上显示屏
抽油机电机负载自动跟踪节能器由控制系统和执行系统两部分组成。
控制系统：实时监测电压、电流、功率因数，并对电流无功分量进行分析、判断，作为执行系统智能投切的依据，保证较好的补偿效果。
执行系统：采用高速无触点开关，作为一种交流电子开关，接受控制网络触发信号，代替有触点交流接触器投切的方式。
2.3 抽油机电机负载自动跟踪节能器功能
2.3.1 智能补偿
高性能微处理器芯片，针对抽油机低负载率带来的功率因数和系统效率低的问题，内置的专用优化控制软件能及时准确地动态调整设备电容投切。
可实现分参数、分机控制，与其他控制系统联网，实现智能化、系统化。
2.3.2 动态跟踪
控制器能及时准确地动态跟踪电机的供电电压与电流，通过动态跟踪优化使电机的输出功率与负载精确匹配，实现了抽油机的负载动态跟踪节能控制。
2.3.3 软启、软停
节能器具有软启、软停功能，保证电机连续平滑地启动，实现对停电后自启动电流的灵活控制，从而有效改善电机运行条件与电网电压质量，提高系统运行的整体可靠性。
2.3.4 无弧投切
节能器执行系统采用进口模块无触点开关，在快速、频繁投切过程中不产生电弧、噪音、熔焊等现象，使投切的暂态过程达到最短，有效避免冲击电流和过电压的现象，保障现场设备的安全稳定运行。
3 现场应用效果
2011年现场安装35口井，对比34口井（间抽一口未测），安装前后有功功率由12.67kW下降至11.86kW，下降0.81kW（降幅6.39%），系统效率由30.61%上升至34.12%，上升3.51个百分点（升幅11.47），百米吨液耗电由1.03kW·h 下降至0.86kW·h，下降了0.17kW·h（降幅16.5%），功率因数由0.37上升到0.67，上升了0.30（升幅81.1%），有功节电率达到6.46%，综合节电率达到6.91%。
表1 现场应用效果汇总表
4 结论
35口井对比结果表明，实施该技术可实现有功节电率6.39%，系统效率上升3.51百分点（升幅11.47），百米吨液耗电下降了0.17kW·h（降幅16.5%），功率因数由0.37上升到0.67，上升了0.30（升幅81.1%），综合节电率达到6.91%。