淺談游梁式抽油機采油系統(tǒng)矢量控制節(jié)能方法

耿慶嘉

摘 要：油田的生產(chǎn)主要依賴各種采油設備，在我國所需要的采油設備主要為游梁式的抽油機，具有非常重要的作用。但是在實際的應用過程中，有一些低效率、高能耗的問題存在，盡管現(xiàn)在采用了一些主要的節(jié)能方法，但是節(jié)能效果并不是很理想。在這個基礎之上，本文構(gòu)建了一種矢量控制節(jié)能的各種方法，總而有效的降低游梁式抽油機采油系統(tǒng)的能耗，并提升其運行效率。

關(guān)鍵詞：游梁式抽油機；矢量控制節(jié)能方法

在當前有桿抽油系統(tǒng)的主要發(fā)展過程之中，影響節(jié)能增產(chǎn)的主要問題一直就是游梁式抽油機采油系統(tǒng)有一些低效率、高能耗的問題。這樣實際上，異步的電機較低運行效率主要就是屬于游梁式抽油機此種問題存在的很多的原因，再加上因為工況頻繁變化等各種因素的存在，致于這類問題妥善解決的難度也比較大?，F(xiàn)在，主要采取的游梁式抽油機采油系統(tǒng)節(jié)能方法還存在一定的不足，節(jié)能效果并不能達到相應的預期，并且還需要進一步研究其他方面的節(jié)能方法。因此，本文所使用的矢量控制節(jié)能方法的研究就因此具有重要的現(xiàn)實意義。

1 系統(tǒng)的矢量控總體節(jié)能方法設計

因為通過分析目前油田生產(chǎn)中采用的節(jié)能設備進行總結(jié)分析，盡管具備一定的節(jié)能效果，但是因為一些缺點卻沒有辦法避免。因此，為了能夠有效的將采油系統(tǒng)的工作效率提升，就需要從整體進行出發(fā)，研究一些新的節(jié)能方法。

針對于游梁式抽油機采油的系統(tǒng)，需要劃分節(jié)能時，這樣就可以將負載周期交變特性為依據(jù)。主要分為兩個重要部分，第一部分為周期內(nèi)節(jié)能，一部分可以作為多周期的節(jié)能。所謂周期內(nèi)的相對節(jié)能，主要是指交流異步電動機以及抽油機懸點載荷變化相適應，從而在內(nèi)環(huán)進行，要實現(xiàn)這其中的節(jié)能，還需要建立系統(tǒng)矢量控制模型。而多周期的節(jié)能就是因此模型作為基礎，最優(yōu)化的進行抽汲參數(shù)，提升效率的同時，還需要降低能耗，由外環(huán)逐步完成。

2 系統(tǒng)平衡優(yōu)化處理

2.1 梁式抽油機優(yōu)化運行分析

沖程、沖次、井況都為游梁式抽油機的采油系統(tǒng)參數(shù)之中的比較主要的，能夠有效利用經(jīng)驗公式法、模型的預測法等各種優(yōu)化調(diào)整這些重要的參數(shù)。比如，可以采取經(jīng)驗公式法來進行有效的優(yōu)化，以制造廠家的經(jīng)驗公式作為主要的依據(jù)，并且還需要結(jié)合實際情況，科學的選擇泵及抽油各種桿柱組合。伴隨著油田開采的快速發(fā)展，就會因此不斷的改變油井之中的各種參數(shù)，這樣就有可能降低抽油機井的負載率以及相應的系統(tǒng)效率，甚至會出現(xiàn)抽汲參數(shù)沒有辦法進行匹配工況的各種現(xiàn)象，這就需要科學的調(diào)整抽汲的各種參數(shù)，以促進二者的匹配，提高運行的各種效率，甚至會降低能量的消耗。

在井下供液速度需要充分適應抽油機的舉升采油速度時候，可以實現(xiàn)供采的平衡，通常這種情況，都會因此而處于這種平衡狀態(tài)下，需要有效的充滿油泵，并達到采油速度的最大化，系統(tǒng)效率顯著提高，促使游梁式抽油機工作達到理想狀態(tài)。通過此種分析可知，游梁式抽油機采油系統(tǒng)運行過程中，還可以利用矢量控制具有比較高的可行性。

2.2 系統(tǒng)供排的優(yōu)化

在之前所建立的各種優(yōu)化模型之中，不但包含了連續(xù)的變量，還包含了相應的離散變量。因此，非線性就會因為約束優(yōu)化問題而產(chǎn)生求極值的問題，在進行求極值時，可以采用一些合理的數(shù)學方法。在采油現(xiàn)場中，油井為完井的時候，深度、套管直徑的數(shù)據(jù)都是需要確定的。在此類條件之下，有限組合也因此比較適用，優(yōu)化過程之中，抽汲參數(shù)先給出一組，并且以此作為為參數(shù)，逐漸利用函數(shù)法優(yōu)化泵深，根據(jù)實際情況，即可將泵深的最佳值計算出來。

通過有效計算不同組合的相關(guān)抽汲參數(shù)時，需要使用枚舉的各種方法，還需要對比計算的結(jié)果，將此最優(yōu)的效率相適應于所要抽汲參數(shù)確定。參數(shù)計算完成之后，可以進行采油系統(tǒng)效率計算，首先將油井實際的產(chǎn)液量計算出來，計算時根據(jù)參照的數(shù)據(jù)作為的抽油機類型、抽汲參數(shù)等，來進行有效的舉升高度計算，計算參照為進口油壓、動液面等。在此之后，還可以系統(tǒng)的有效功率、懸點載荷等相關(guān)數(shù)據(jù)均按照相應的參數(shù)計算出來，最后，計算系統(tǒng)效率，完成相應的調(diào)整優(yōu)化。

3 適量控制節(jié)能方法的未來展望

本文所提到的節(jié)能系統(tǒng)是已經(jīng)在油田采油現(xiàn)場進行了初步試驗的，結(jié)果為有一定的節(jié)能效果，但是整個系統(tǒng)的整體制度并不完善，值得研究的問題仍然存在。

有效建立了相關(guān)的異步電動機按轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制模型，并將其應用在采油控制系統(tǒng)之中，但因為電動機的運行中所包含的參數(shù)變化會對矢量控制系統(tǒng)的性能有一些影響，特別是對于轉(zhuǎn)速的一些估算。在游梁式抽油機交變負載的作用之下，野外進行長期的運行，所建的模型都有待改善?；谑噶靠刂频挠瘟菏匠橛蜋C節(jié)能系統(tǒng)，具有功能升級的一些可能。不但需要根據(jù)油田采油工藝的一些要求，對上沖程速度和下沖程速度還要進行分別控制，這樣就會因此適應油田的開發(fā)需求。

4 結(jié)語

利用矢量控制的相關(guān)節(jié)能措施，不但能夠提升游梁式抽油機采油系統(tǒng)的相關(guān)工作效率，還會降低系統(tǒng)的能耗，因此就會引起節(jié)能增效的目的，促進油井生產(chǎn)效率的快速提升，以此實現(xiàn)采油產(chǎn)業(yè)的良好發(fā)展。當前，主要采取的游梁式抽油機采油系統(tǒng)節(jié)能方法還存在一定的不足，節(jié)能效果并不能達到相應的預期，并且還需要進一步研究其他方面的節(jié)能方法。因此，本文所使用的矢量控制節(jié)能方法的研究就因此具有重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻：

[1]周洪達.淺析游梁式抽油機采油系統(tǒng)矢量控制節(jié)能方法[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2017，37（04）：109-110.