油田抽油机节能方式综述及解决方案
浅谈抽油机如何实现节能增效

浅谈抽油机如何实现节能增效摘要:磕头机是指含有游梁,通过连杆机构换向,曲柄重块平衡的抽油机,又称游梁式抽油机,工作时,整个磕头机的动力来源主要是利用电机带动联轴器转动,并在转齿的齿合作用下使连接杆的转动,并通过连接杆转动这唯一一个动力装置带动两个抽油机共同作用,但是现有的石油磕头机,结构简单,使用效果不够优异,机器因大型而不便于移动运输,旋转连接装置不能够稳定的,易脱落。
为此,在接下来的文章中,将围绕抽油机如何实现节能增效方面展开分析,希望能够给相关人士提供重要的参考价值。
关键词:抽油机;节能增效引言:在我国的石油开采行业中,由于石油开采环境恶劣和石油利用程度较低,石油资源已经不能够满足时代发展的需求,为促进稳油控水技术的发展,应该从石油开采工作进行分析。
提高对石油能源的利用,降低开采成本,能够促进石油开采工作的优化,提高石油企业的核心竞争力。
由于油井的出油量正在逐渐减少,因此抽油机在石油生产中的利用率在逐步提高。
从目前来讲,促进油田开采工作的节能,提高可持续发展效率,是当前油田开采的重要课题。
一、田抽油机存在的主要问题(一)抽油机系统效率低在石油开采工作中,抽油机主要是由电机、地面传动设备和井下抽油设备组成的结构,各组分之间都有紧密的联系。
在石油开采工作中,如果某个设备出现问题,就会直接影响到抽油机的工作效率,导致出油量下降。
所以抽油机效率的提升工作,一直受到社会各界的广泛关注,促进可持续发展工作的进行是当前石油开采工作的重要课题。
(二)抽油机能耗大就目前而言,受到资金技术条件的限制,我国大部分采油工作仍然是采用游梁式抽油机,这会给采油工作带来巨大的能源损耗。
同比来说,型号更大的抽油机会造成更高的功耗。
就造成抽油机庞大功耗的因素分析,主要得出以下几点:第一,游梁式抽油机所搭载的负载性能和电动机效率有很严重的不匹配现象,抽油机在没有对采油工作进行有效识别的状态下,就会造成电动机二次能量消耗。
第二,石油的开采工作是一项长期的任务,经过长期使用的抽油机零部件老化,会造成负荷波动参数增大,引起能源消耗大幅度增加。
分析抽油机的能耗及节能措施

分析抽油机的能耗及节能措施
抽油机是油田开采中不可或缺的设备,其主要功能是将油井中的原油抽出,使其能够
顺利地进行储存、输送及加工。
然而,抽油机在工作过程中会消耗大量的能源,因此需要
采取一些措施来减少能耗,提高能源利用效率。
首先,抽油机在进行工作时,需要消耗大量的电能,因此应该优先考虑控制其电能的
消耗。
一方面可以通过对电能使用进行监控,找出存在的问题,另一方面可以通过优化抽
油机的结构设计或者使用新型的驱动技术来降低能耗。
目前市场上已经出现了很多能耗更低、效果更好的抽油机,这些新型设备能够更好地适应现代化科技的要求,提高设备的能
源利用效率。
其次,抽油机在使用过程中还会产生一些不必要的能耗,例如管道、阀门等摩擦损失,这些都会对能源利用效率产生一定的影响。
为了减少这部分的能耗,可以考虑在管道、阀
门等设备的摩擦面上使用最先进的涂料或材料,从而减小能量损失并提高设备的使用寿
命。
此外,抽油机在过程中也会产生一定的振动、噪音等负面影响,这些都会影响设备的
正常使用。
为了解决这些问题,可以考虑在选购抽油机时选择噪音低、振动小的设备,或
者对设备进行适当的加工和调整,从而降低设备的噪音和振动程度。
总之,作为油田开采中重要的设备之一,抽油机的能耗和能源利用效率都需要得到合
理的控制,采取相应的措施来降低其能源消耗,提高其能源利用效率是必要的。
只有在高
度重视抽油机的能源管理,发挥其最优性能,才能够实现油田资源的最大化利用效果。
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。
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油田抽油机是石油开采中常用的设备,它能够将石油从地下开采出来并输送到地面。
该设备主要由泵、电机、伸缩杆、非压缩性液体管道等组成,它的主要特性如下。
1. 工作效率高。
油田抽油机具有较高的工作效率,可以在较短的时间内将石油抽上地面。
2. 稳定性好。
该设备工作时较为稳定,不易出现故障和意外情况。
3. 使用寿命长。
油田抽油机由于使用环境特殊,其材料和加工工艺都要求较高,因此使用寿命相对较长。
4. 存在一定的噪声。
油田抽油机工作时会产生噪声,对周围环境有一定的影响。
为了提高油田抽油机的节能性能,需要采取以下措施。
1. 选用高效的电机。
由于电机是油田抽油机的主要动力来源,选用高效的电机可以在保证工作效率的前提下减少能量消耗和电费支出。
2. 采用变频技术。
变频技术可以根据油井的需要自动调整转速和功率,避免了不必要的能源浪费。
3. 采用优质的密封件。
密封件的质量直接影响油田抽油机的泄漏情况,破损或劣质的密封件会导致泄漏,进而浪费能源。
4. 进行定期保养。
定期保养油田抽油机可以保证其运行效率和稳定性,并且可以发现和修复隐患,避免不必要的能源浪费。
5. 合理调整架空杆。
架空杆的高度和长度都会影响油田抽油机的工作效率和能源消耗。
通过合理调整和设置,可以减少能源浪费和不必要的运行成本。
总之,油田抽油机作为石油开采中的重要设备,不仅要具备高效和稳定的工作特性,还要采取相应的节能措施,通过提高设备运行效率、减少能源消耗等方式来减少运行成本,达到节能降耗的目的。
分析抽油机的能耗及节能措施

分析抽油机的能耗及节能措施【摘要】本文旨在分析抽油机的能耗情况及提出节能措施。
首先从研究背景、研究目的和研究意义入手引入话题,接着详细分析了影响抽油机能耗的因素,包括运行参数、设备效率、维护保养和工艺流程等。
针对这些因素提出了优化运行参数、采用高效节能设备、定期维护保养和改善工艺流程等节能措施。
结论部分总结了本文研究内容,并展望了未来研究方向。
提出了针对抽油机能耗优化的研究建议,有望为相关领域的研究提供参考和借鉴。
通过本文的研究和讨论,有望为抽油机的能耗管理提供实用的指导和建议,促进节能减排工作的开展。
【关键词】抽油机、能耗、节能措施、优化运行参数、高效节能设备、定期维护、工艺流程、研究背景、研究目的、研究意义、研究内容总结、未来研究方向、研究建议。
1. 引言1.1 研究背景抽油机作为油田生产中不可或缺的设备,在石油开采行业中起着举足轻重的作用。
随着我国石油资源逐渐进入中后期开采阶段,抽油机的运行能耗和节能问题逐渐受到人们的关注。
抽油机的能耗情况直接影响着油田生产的经济效益和环境影响,因此对抽油机的能耗进行深入分析,并提出有效的节能措施显得尤为重要。
目前,我国石油开采行业面临着生产规模不断扩大、生产方式不断更新等挑战,抽油机已成为油田日常生产中耗能最大的设备之一。
而抽油机的能耗问题主要表现在能源消耗量大、效率较低、运行成本高等方面,严重制约了油田生产的可持续发展。
为了解决抽油机的能耗问题,需要从多个方面进行分析和改进。
通过优化运行参数、采用高效节能设备、定期维护保养以及改善工艺流程等多种节能措施,可以有效降低抽油机的能耗,提高生产效率,实现能源的节约和永续利用。
本文旨在深入分析抽油机的能耗情况,并探讨有效的节能措施,为提高油田生产效率、降低生产成本、保护环境做出贡献。
通过对未来研究方向的展望和提出研究建议,为我国石油开采行业的可持续发展提供参考。
1.2 研究目的研究目的是通过分析抽油机的能耗情况、影响因素以及节能措施,探讨如何降低抽油机的能耗,提高生产效率,减少生产成本,保护环境。
抽油机节能

抽油机节能一、游梁式抽油机的工作原理和能耗分析1.工作原理游梁式抽油机的工作原理是动力机经由传动皮带将高速旋转运动传递到减速箱,做三轴减速,后由曲柄连杆将动力机产生的高速旋转运动转变为使游梁上下摆动的垂直运动,最后悬绳器通过抽油杆带动抽油泵柱塞上、下循环往复运动,将原油汲取上来。
2.能耗分析电动机损耗:包含各种热损失,摩擦损失以及材质损失。
电动机功率越大,铜损越大,影响抽油机平衡。
经测算,多数抽油机仅能达到最佳状态的六七成,具有巨大节能潜力。
传动损失:机械摩擦传动损耗与润滑条件和抽油机平衡有关。
但目前使用的传动皮带转动效率高,在润滑条件好的状态下节能空间有限。
减速箱损失:主要有减速箱的齿轮与轴承之间的摩擦造成。
减少减速箱损失最关键在于润滑,润滑不足不仅会使能耗上升,还会加速齿轮跟轴承的磨损,缩短使用寿命。
换向及平衡损失:在换向结构一定的条件下,能量损耗较小,运行速率高,节能空间不大,而平衡方式的选择不同,对扭矩曲线的峰值有重要影响。
二、游梁式抽油机的节能指标和思路1.节能衡量指标(1)电控技术水平包含电动机特性,负荷率,功率因素等指标。
目前游梁式电动机主要通过改良电源频率,机械性能来提高节能水平。
(2)光杆载荷由抽油机本身的运动性能影响,可以通过改变抽油机的结构,以降低光杆最大载荷值,实现节能的目的。
(3)曲柄轴净扭矩由抽油机的平衡性能影响,改善平衡性的主要方法是改变抽油机平衡方式,如由原来游梁,曲柄及复合平衡改为连杆,随动等新的平衡方式。
2.节能思路(1)通过改进抽油机的结构来实现节能这种思路的重点在于完善抽油机四杆机构的优化设计和改进抽油机平衡方式来使曲柄轴净扭矩曲线的形状以及大小得到调节,获得波动更平稳,负扭矩更小的理想效果,降低抽油机的周期载荷数,提高电动机运作效率,达成节能目的。
(2)通过改变动力机的工作特性来实现节能目前游梁式抽油机所使用的动力机大多数都是电动机,使用高转差率或者超高转差率电动机从理论上有利于动力机的节能。
抽油机节能降耗技术研究

抽油机节能降耗技术研究随着能源的日益紧缺,节能降耗成为了一个重要的课题。
在石油工业中,抽油机是一种重要的设备,占用能源约85%以上。
因此,如何降低抽油机的能耗就成为了一个研究重点。
本文将介绍一些抽油机节能降耗技术的研究情况。
1.低能耗电机的应用传统的电机在运行时会产生大量的热量和噪音,而且效率较低。
为了解决这些问题,学者们提出使用新型低能耗电机来替换传统电机。
低能耗电机采用一些先进材料和技术,如永磁同步电机、电子可调速驱动器等,能大幅减少能耗和噪声,提高效率。
研究表明,在复杂的地质条件下,应用低能耗电机可以减少20%的能耗。
2.变频调速技术的应用传统的电机固定速度工作,但实际操作中需要根据实际需要来调节工作速度。
为了达到调节工作速度的目的,学者们提出了使用变频调速器的方法。
变频调速器能够实现电机的可调速,并且能够根据实际运行需要来调节电机的负载,从而降低能耗。
研究表明,在使用变频调速技术后,能够减少20%的能耗。
3.新型溢流阀的应用传统的溢流阀通常采用机械式或液压式的结构,存在能耗高,易损耗等问题。
为了解决这些问题,学者们提出了一种新型的液压溢流阀,它具有结构简单、能耗低、压力损失小等优点。
研究表明,在使用新型液压溢流阀后,能够减少抽油机能耗10%至15%。
4.节能型泵的应用传统的泵采用机械式或液压式结构,通常需要通过阀门来调节流量和负载,这样会导致能耗增加。
为了达到节能的目的,学者们提出了使用新型节能型泵的方法。
节能型泵采用电子控制,能够精确地控制流量和负载,从而达到节能的目的。
研究表明,在使用节能型泵后,能够减少能耗10%至20%。
5.负载分配技术的应用在多台抽油机同时工作时,如果负载分配不合理,会导致能耗增加。
学者们针对这一问题提出了负载分配技术。
该技术通过监控抽油机的负载和能耗,实现合理的负载分配,从而达到节能的目的。
研究表明,在使用负载分配技术后,能够减少能耗5%至10%。
总之,抽油机是一种能源消耗较大的设备,在实际运行过程中,需要提高其能源利用率,降低能耗。
抽油机井节能方案设计

抽油机井节能方案设计
为了实现抽油机井的节能降耗,提高油气采收率,我们提出了以下几点建议:
一、合理设计井口装置
在设计井口装置时应尽量使泵与表层之间的距离尽量短,以减小提升液体的能耗。
同时,应合理选择泵的型号和流量,避免过大或过小的泵造成能耗浪费或不足。
二、优化井下布置
通过合理布置井下设备,减少能耗浪费。
首先,在井下应充分利用天然气等能源,如将泵驱动方式改为气体压缩式,以减少电耗。
其次,做好井壁防突措施,在井筒与钻杆之间设置刮擦器,减小液体在提升过程中的摩擦阻力,把能量转换为动能,降低能耗。
三、加强设备维护
针对特定型号的抽油机井,建立科学的维护计划,定期进行检查和保养。
对于井下设备,应保证其良好的工作条件,如:防止管柱被卡,加强液柱平衡控制,避免沉淀物累积。
对于井口设备,应注意泵的定位、管柱抽管套等部件处的支撑和加固,使其处于正常工作状态。
四、科学管理和技术创新
通过严谨的管理和技术创新,实现抽油机井的节能降耗。
在管理上,要做好生产计划和物料调配,根据需要合理调配生产线,调整工作量,降低能耗。
在技术上,积极采用新技术,如聚合物水驱采油、井下电磁泵、气举技术等,提高油气采收率,降低能耗。
同时,引进先进的控制技术和设备,实现自动化控制,提高生产效率和降低故障率。
总之,通过制定合理的设计方案、优化井下布置、加强设备维护、科学管理和技术创新等方法,可以实现抽油机井节能降耗,降低能耗和成本,提高油气采收率和经济效益。
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前言目前,抽油机是应用最普遍的石油开采机械之一,也是油田耗电大户,其用电量约占油田总用电量的40%,且总体效率很低,据调查一般在30%左右。
油田抽油机负载是独具特点的时变负载:有动、静负载特性之分。
起动初始状态要求拖动电机的起动力矩是抽油机实际负载的3-4倍,甚至更大,起动力矩是抽油机选配电机的第一要素。
当起动力矩适用则负载功率必然匹配不佳,运行负载功率都远小于电机的额定功率,即所谓“大马拉小车”现象。
过剩的抽油能力令抽油机的无功抽取时间增加,造成油井开采的电费成本居高不下,能源浪费十分严重。
可见抽油机的节能潜力非常可观。
1抽油机井节能技术抽油机-深井泵举升本身是一种耗能的举升工艺,一旦在测试中发现能耗为负,则一定说明测试中存在问题。
但是由于抽油机-深井泵举升过程中由于悬点载荷呈周期性变化,悬点载荷的不均匀性,必然导致在其能耗过程中表现出了一定的特殊性。
正是由于这种特殊性,也为抽油机井实施节能降耗带来了一定的前提条件,也可以肯定地说,目前抽油机井节能措施无不针对其能耗的特殊性而采取的。
抽油机节能技术主要是围绕上述三个特点实现的。
从目前应用的抽油机井节能技术主要有三大类:一是提高功率因数类。
如电容补偿、永磁电机。
二是提高电机功率利用率类。
如高转差电机、多速电机、Y-Δ转换控制箱。
三是改善电机消耗功率不均衡类。
主要是液力藕合器、离合器等。
1.1其它节能技术其它节能技术中主要介绍液力藕合器、离合器的工作原理。
其实这两种技术的工作原理相同,就是改善电机消耗功率不均衡。
不同点是前者安装在电机的输出端,后者安装在抽油机减速箱的输入端,取代大带轮。
其原理是电机启动后,液力藕合器或离合器开始积蓄能量,当积蓄的能量足够大时,便释放能量帮助电机带动了抽油机减速箱齿轮旋转,实现了电机的软起动。
在抽油机动转过程中,当负荷小时,液力藕合器或离合器积蓄能量,当负荷大时释放能量,从而使电机工作在负荷较为均衡的工作条件之下,从而实现节能。
1.2抽油机的电能消耗的特点由于抽油机井悬点载荷呈周期性变化,因而从能耗上也会呈现出周期性变化的特点。
一般情况下,我们认为抽油机井的悬点载荷在一定的时间内有着很好的重复性,因而从能耗角度也会很直接地反映其重复性。
抽油机在运转过程中其能量消耗主要有以下几个方面的特点:一是其能耗的不均衡性。
主要表现在上下冲程过程能量消耗不等,而且受到平衡状况的影响。
平衡效果好,其不均衡性表现差,平衡越不好,不均衡衡性表现越强,甚至会出现上下冲程能耗比值为负;二是表现为平均有功功率与电机额定功率比值较低的特点。
这主要是由于抽油在启动时需要较大的转矩,因而在选择抽油机电机时,额定功率选择较大。
从近十年的现场测试能耗数据的结果表明,电机的功率利用率一般的三分之一以下,最高的也不会超过45%。
三是表现为常规电机的低功率因数特点。
从现场测试的结果表明,抽油机在使用常规的Y系列电机时,其功率因数一般在0.4以下,最高的也没有超过0.75。
产生的原因有二:一是电机的利用率较低;二是感性负荷表现强烈。
1.3 各种节能方式的优缺点优势:实现了运行负载与电机输出负载间的合理匹配,确保了电机始终在高效区运行。
节电效果显著:由于双绕组电机具有三个功率可供选用,有功节电率在19%左右。
自动控制实现的过程简单,运行平稳可靠。
目前直接针对抽油机节电的技术主要有两大类:1)开发不同类型的抽油机节能电机。
如高转差率电机、三相永磁同步电机、高起动转矩双定子结构电机和电磁调速电机(变极双速电机)等。
2)使用节能配电箱。
如定子绕组Y-△转换调压、电容器动态无功补偿及静态无功补偿、可控硅调压(软起动)、液态电阻软起动、变频电源等1.3.1 抽油机节能电机1)超高转差率电机从电机学原理可知,电机堵转转矩与两个因素有关,一是电机的功率;二是电机的转差率。
电机功率越大,其堵转转矩越大;电机的转差率越大,其堵转转矩越大。
从节能角度理解应当选择转差率高的电机。
因为高转差电机可大幅降低抽油机电机机座号,从而实现节能的目的。
从中区西部节能试验区的应用效果,使用高质量的高转差电机平均实现节能12%以上。
但有一个重要的因素限制,即转差率越高,电机工作发热越严重,因而解决电机工作高温问题是实现高转差的主要因素。
从目前应用的高转差电机均为引进技术。
一是美国技术;二是俄罗斯技术。
两种技术特别有着本质的区别。
美国技术着重从解决电机的散热问题角度来提高电机的转差率。
使用的材料是铝合金材料,它利用铝合金材料的散热能力强的特点提高电机的转差率。
CJT系列高转差电机是这一技术的代表产品。
俄罗斯技术着重从提高电机绕组的绝缘等级,实现提高电机搞高温性提高电机的转差率。
YCCH系列电机是这一技术的代表产品。
据称在美国油井上已安装几万台,节电率达20%。
但在我国实测结果是超高转差电机只在轻载30%以下负载时有节电效果。
主要原因:首先要使用超高转差率电机节电,对象必须是振动载荷大的井(美国油井的振动载荷惯性载荷都大)。
其次要求电机的转差率要适度,不可过高,一般说各大油田,电机转差率的最大值不能超过6%-8%。
近些年,采油工艺的发展日趋于大冲程、低冲次,这种工艺本身就能最大限度的减少惯性负荷和振动负荷,因此超高转差率电机的应用范围被大大缩小。
2)多速电机该电机主要是通过设计电机定子,在定子中安装两套不同极对数的定子绕组,并结合高转差电机的设计特点,通过提高定子绕组的绝缘等级,使电机实现了双速、双功率、高转差的技术特点,从而实现了节能的效果。
从节能机理上主要有两点,一是具备的高转差的节能技术特点;二是具备了通过自动调整接线方式实现双速(双功率)运行的特点,揭晓高了电机的功率利用率。
3)永磁同步电机这是一种油田所用的新型抽油机电机,其效率和功率因素都优于一般异步电机。
电机本身是硬特性,运行中无转差。
如TYC250M-6,功率37KW,功率因素0.983,额定电流60.6A,堵转电流12.7倍,堵转力矩3.69倍。
缺点:和高转差电机比,没有消减振动载荷的能力,反而会增大对减速箱齿轮的冲击损害;釹铁硼材料本身的居里点只在120℃-130℃,一旦电机烧毁就会失磁;此外转子级数已定,不能适用调参的需要实行变极调速。
4)双定子电机双定子电机是一种新型的异步电机,做成两部分定子。
起动时集两部分的合力矩以加大起动力矩,待起动完成时则切除一部,留下另一部分运行,以适应低负荷时以低功率来匹配达到节电的目的。
缺点电机的制造难度和成本增加。
5)电磁调速电机在抽油机既定的负荷条件下,通过仅改变其绕组结构完成6/8极,8/12极的单绕组非倍极改型设计,使其运行在原井抽油机上,其负荷率从20%-80%变化,电机都运行在高效区,这种方式既适用于旧电机改造,又适用于新电机生产。
2 节能电机的更新原则2.1拖动装置节能的理论基础抽油机井节能在理论上所追求的是“抽油机井的机械特性与电机特性间的合理匹配”,真正实现抽油机井运行负载与电机输出负载间的合理匹配。
2.2更新节能电机的原则选择电机时要综合考虑,首先确定电机的类型,然后再选择电机的功率,最后需要考虑的是投资问题。
(1)节能电机类型的选择抽油机用节能电机有高转差率电机、超高转差率电机和永磁电机三种类型。
如何选择合适的电机类型,涉及到各种类型的电机在游梁式抽油机上工作特性的评价。
应对抽油机井实际工况进行具体分析后,才能做出较为合理的选择。
从以下几个方面进行比较:①电机启动性能,要求其配套的拖动装置应具备较软的启动特性。
②电机的过载性能力③电机的节电效果3节能配电箱的种类及节能原理节能配电箱主流产品有三大类:一类是实现自动调节电机工作电压的配电箱;另一类是实现自动调整电机接线方式变换电机工作功率;第三类是实现自动无功补偿的配电箱;第四类是实现电容器动态无功补偿及静态无功补偿的配电箱。
3.1自动调节电机工作电压的原理该技术是利用跟踪电路,对电机的工作电流进行跟踪,并通过控制电路,控制主回路中的大功率晶体管(即可控硅)的导通角,实现大电流工作时导通角大,工作电压大;小电流工作时导通角小,工作电压小。
由此实现电机在不同负荷条件下工作电压的自动控制,从而实现节能的目的。
该技术的特点是,实现电机工作电压的自动控制,并且直接受到接线方式的限制。
其节能效果也受到产品的一个重要指标的限制,即:动态响应时间。
动态响应时间越短,跟踪调压的效果就越好,节能效果就越显著。
但该技术在应用过程中有可以出现涌流现象,即有可能产生高压二次谐波,从而对供电电网造成污染。
3.2自动调整电机接线方式电机正常运行时,定子绕组为△接法,起动时为Y接法。
起动时绕组电压为电网额定线电压的根号3分之一,起动电压降低,待接近额定转速时,定子绕组转换为△接法,控制简单,但每次起动需要人工干预,减压范围一定,用途受到限制。
该技术节能的基本原理是Y-Δ转换,即使抽油机在启动过程中采用Δ形接法,实现以较大的功率进行启动;而在抽油机正常运转时采用Y形接法,实现以较小的功率运行。
最初的Y-Δ转换采用的用时间继电器的控制方法,即时间继电器在电机启动(或抽油机启动)过程中对时间进行控制,待一段时间完成后自动转换到Y 形接法。
Y-Δ转换的额定功率比为1:1.732。
目前采用的控制方法与自动调节电机工作电压的原理基本相似,它是通过对电流的跟踪,待启动过程结束(这段时间电机的启动电流较正常工作电流高于2倍左右),工作电流恢复时,利用控制技术直接将电机接线方式进行变换。
3.3.1自动无功补偿自动无功补偿技术也称为动态无功补偿技术。
该技术是将电容补偿技术与自动调节电机工作电压技术两者结合的产物。
该技术是利用跟踪电路,对电机的工作电流进行跟踪,并通过控制电路,控制并联回路中的大功率晶体管(即可控硅)的导通角,实现大电流工作时导通角小,电容补偿量大;大电流工作时导通角小,电容补偿量小。
由此实现电机在不同负荷条件下电容补偿量的自动控制,从而实现节能的目的。
3.3.2电容器动态无功补偿及静态无功补偿无功补偿的基本原理是把容性负荷与感性负荷并联在同一个系统中,能量在两者之间互相转换。
这样,感性负荷所需的无功功率可由容性负荷提供,功率因数也提高了,也减小了无功损耗,还可以提高设备的有功功力、降低功率损耗和电能损失。
根据以上的想法,如果在高压电动机起动时并联适当电容值的电容器,同样可以补偿起动时的无功功率,减小起动电压降。
其工作原理是:在启动高压电动机时,同时将电容器投入,经过适当的时间,迅速退出电容器组。
整个过程可理解为无功功率的就地补偿,只是时间很短。
电容补偿起动的优点在于起动时,电动机的端电压不降低同样可以减少起动电流,并且不减少起动转矩,缩小起动时间。
图1 电容补偿起动控制系统图3.3.3可控硅调压(软起动)一般称之为电机的软起动,通过采用晶闸管调压电路来控制电压的大小。