直線電動機直接驅動的節(jié)能型抽油機現(xiàn)場應用與評價

張雷（大慶油田有限責任公司第六采油廠）

近年來出現(xiàn)了各種節(jié)能型抽油機，如擺桿游梁式抽油機、異相曲柄式抽油機、雙驢頭抽油機、調徑變矩抽油機、下偏杠鈴抽油機等，但這些抽油機未改變電能轉變?yōu)樾D運動、再轉變?yōu)橹本€往復運動的形式[1]。新型電動機抽油機簡化了機械傳動過程，有效地提高了效率，是一種很有推廣前途的新型抽油機。

1 復式永磁電動機抽油機

圖1 復式永磁電動機抽油機示意圖

復式永磁電動機抽油機（圖1）改變了以往抽油機的減速、換向等復雜的機械傳動方式，應用目前先進的稀土永磁同步電動機技術，結合專用變頻控制裝置，實現(xiàn)電動機直接驅動抽油泵生產(chǎn)。該抽油機設計為單管塔式結構，抽油機的沖程調整非常方便，只需根據(jù)要求調整抽油桿上下?lián)Q向開關的位置即可實現(xiàn)沖程的調節(jié)。

L12-22井安裝復式永磁電動機抽油機后，單井日節(jié)電44kWh，年節(jié)電1.60×104kWh，系統(tǒng)效率提高19.67個百分點，該井生產(chǎn)數(shù)據(jù)見表1。

表1 L12-22井復式永磁電動機安裝前后節(jié)能效果對比

試驗后，有功節(jié)電率達到20.61%，系統(tǒng)效率提高了19.67個百分點，節(jié)約有功功率1.83kW，每臺每年可節(jié)約電費9532元（電價：0.5946元/kWh）。

該抽油機沖程長、傳動皮帶較寬，風大時光桿易擺動，影響井口盤根盒密封效果，需要改進和完善。同時，示功圖測試配套需要完善；由于沖程長，目前使用的示功圖測試儀器不太適用。

2 直線電動機抽油機

直線電動機抽油機為單管塔架式結構，如圖2，應用目前先進的稀土永磁同步電動機技術，結合專用變頻控制裝置，實現(xiàn)電動機直接驅動抽油泵生產(chǎn)[2]。

圖2 直線電動機抽油機示意圖

L4-3429井安裝復式永磁電動機抽油機后，單井日節(jié)電34kWh，年節(jié)電1.2×104kWh，系統(tǒng)效率提高9.23個百分點，該井生產(chǎn)數(shù)據(jù)見表2。

表2 L4-3429井直線永磁電動機抽油機應用效果對比

換型后，有功節(jié)電率達到19.52%，系統(tǒng)效率提高了9.23個百分點，節(jié)約有功功率1.41kW，每臺每年可節(jié)約電費7344元。

該抽油機的不足是沖程受機型高度限制，上調參數(shù)困難。

3 直接平衡直線電動機抽油機

直接平衡直線電動機抽油機是在常規(guī)游梁式抽油機基礎上的改進，它吸收保留了常規(guī)機的三角支架、中心軸承、驢頭等優(yōu)點，采用直線電動機作動力機，在游梁的尾部增加了一個驢頭，驢頭上掛鋼絲繩，與配重車連接。配重車上托盤與直線電動機上端蓋連接，控制系統(tǒng)給直線電動機送電，通過變頻調速，初級切割磁勵線產(chǎn)生推力，實現(xiàn)上下往復運動，帶動配重車、后驢頭，通過游梁、前驢頭、鋼絲繩、懸繩器、抽油桿連接井下泵，實現(xiàn)抽油的目的[3]。

L3-2213井安裝直接平衡直線電動機抽油機后，單井日節(jié)電37kWh，年節(jié)電1.4×104kWh，系統(tǒng)效率提高9.67個百分點，該井生產(chǎn)數(shù)據(jù)見表3。

表3 L3-2212換抽前后效果對比

換抽后，有功節(jié)電率達到19.54%，系統(tǒng)效率提高了9.67個百分點，節(jié)約有功功率1.54kW，每臺每年可節(jié)約電費8021元。

該抽油機地面設備自運行到目前進行了多次維修，生產(chǎn)運行很不平穩(wěn)，經(jīng)常過載停機，不能正常上調參數(shù)，而且井口振動噪聲很大；在上下死點轉換時無緩沖，無剎車裝置，給生產(chǎn)維修帶來諸多不便。

4 認識

1）復式永磁電動機抽油機與傳統(tǒng)抽油機相比結構簡單，現(xiàn)場試驗表明啟動電流小、力矩常數(shù)大、效率高，節(jié)能效果顯著。

2）直線電動機抽油機舍棄了變速傳動環(huán)節(jié)，采用直線電動機驅動，具有更加完善的動力性能、運動性能和平衡性能。

3）直接平衡直線電動機抽油機可以在原有常規(guī)游梁式抽油機的基礎上進行改造，減少了報廢機的閑置，降低了成本投入。

4）直線電動機驅動的抽油機現(xiàn)場應用過程中存在局限性和不足，進一步試驗改進后，將是油田節(jié)能降耗的有效手段。

[1]陳憲侃,陳萬薇,孫建華.游梁式抽油機與直線電動機抽油機[J].石油鉆采工藝,2003,25(1):25-27.

[2]姜民政,王建萍,鄭雪鋒,等.直線電動機驅動抽油機的研究[J].石油礦場機械,2006,35(1):38-41.

[3]杜廣義.直線式電動機在有桿抽油設備中的應用[J].石油礦場機械,2002,31(1):43-44.