抽油機節能技術研究

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摘要：進入21世紀以來，在社會經濟穩步發展的背景下，我國油井開發事業發展迅速。值得注意的是，在油井開發工作過程中，少不了采油設備的參與。對于游梁式抽油機來說，屬于一種應用廣泛的采油設備，在結構上比較簡單，并且操作簡便，工作穩定；但同時也存在效率低的缺陷，因此有必要重視對油梁式抽油機傳動系統效能分析，并注重節能技術的掌握。本課題重點分析研究游梁式抽油機傳動系統效能及其節能技術，以期為游梁式抽油機發揮最大化工作效能提供有效建議。

關鍵詞：游梁式抽油機；傳動系統；效能分析；節能技術

游梁式抽油機作為應用廣泛的采油設備之一，具備操作簡單以及工作穩定的優勢，但同時也存在工作效率低的缺陷。因此，有必要加強對游梁式抽油機傳動系統效能分析，并實施有針對性的節能技術，確保游梁式抽油機的應用價值得到最大化體現。從現狀來看，在游梁式抽油機傳動系統效能分析過程中，每口機井抽油參數均存在差異，這樣便使得研究工作存在較大的困難[1]。針對這種情況，便有必要綜合分析游梁式抽油機傳動系統效能，注重節能技術在其中的應用。鑒于此，本課題針對“游梁式抽油機傳動系統效能與節能技術”展開研究具備一定的價值意義。

1游梁式抽油機工作原理分析

游梁式抽油機屬于地面設備，同時具備桿抽油系統，主要的部分包括：①電動機；②減速箱；③機架；④連桿機構等。而對于一般的游梁式抽油機來說，指的是曲柄連桿與驢頭分別處于游梁支架兩側，而曲柄中心基本處在游梁軸承正下方，主要的平衡方法為使用曲柄平衡的抽油機。在抽油桿柱的帶動作用下，抽油泵柱塞，或者活塞，能夠基于泵筒內行上下往復直線運動，以此使油井當中的原油舉升至地面，從而實現抽油的工作目標[2]。

2游梁式抽油機傳動系統效能分析

在上述分析過程中，對游梁式抽油機的工作原理有了一定程度的了解。但是，由于在實際工作過程中，抽油機的工作效率偏低，因此有必要對其系統效能進行分析。結合實際工作，發現游梁式抽油機傳動系統效能主要體現在以下方面：2.1能量損失。對于游梁式抽油機系統，其能量損失結合系統的基本組成，可分為四個方面，即：（1）電機損失，涵蓋了熱損失與機械損失；（2）帶傳動部分損失，這部分損失是因摩擦引發的能量損失，所以稱作皮帶損失；（3）減速箱系統損失，這部分損失是因傳動期間的摩擦引發的損失，也稱作減速箱損失；（4）四連桿損失，表現最為明顯的也是摩擦損失。2.2系統效能分析。系統效能分析需結合上述提到的能量損失進行分論分析，主要表現為：（1）電機損失。對于電機損耗來說，涵蓋了風摩損耗、雜散損耗、基本銅耗等；通常條件下，異步電動機基于輸出功率為60%到100%電動機額定輸入功率的情況下工作，電動機效率比其額定工況下的效率更高[3]。值得注意的是，基于抽油機實際工作期間，電動機負荷處于波動狀態，并且非常頻繁且劇烈；基于每一周期當中，電機輸出功率會有2次瞬時功率極大值與極小值出現；對于其中的極小值來說，屬于負值，也就是在電動機不會輸出功率的條件下，在抽油機的作用下而帶動發電；此時，電動機的工作效率便會大大下降，進一步使能量損耗加大。（2）皮帶損失。對于皮帶損失來說，涵蓋了兩大方面的損失，第一種為和載荷沒有關系的損失，也就是不會因載荷改變而發生改變；第二種為和載荷油管存在關系的損失，也就是在載荷改變而發生改變。例如：對于繞皮帶輪的彎曲損失、風阻損失等，便屬于第一種皮帶損失；而由于彈性滑動、打滑等造成的損失，則為第二種皮帶損失。（3）減速箱損失。對于減速箱損失來說，也可以分成兩部分，其一為軸承損失，其二為齒輪損耗；基于減速箱當中，通常具備三幅軸承，一般屬于滾動軸承。結合相關資料顯示，對于一副軸承來說，其損失大概是1%；并且，基于減速箱當中，具備三對人字齒輪，處于傳動期間，相互吻合的齒輪會產生相對的滑動，因此會有摩擦損失形成，使動力的消耗增多，進一步使傳動效率下降[4]。（4）四連桿機構功率損失。對于游梁式抽油機來說，其四連桿機構具備軸承三幅，鋼絲繩一根；因此，其損失主要體現在兩大部分，其一為軸承摩擦損失；其二為由于驢頭鋼絲繩發生變形而產生的損耗。此外，值得注意的是，倘若四連桿機構軸承部分潤滑效果不佳，保養工作做得不到位，則會導致損失增多，最終影響機械效率。

3針對游梁式抽油機傳動系統效能采取的節能技術分析

根據上述分析研究，發現游梁式抽油機傳動系統效能受到較多因素的影響，因此有必要掌握節能技術，使得游梁式抽油機傳動系統效能能夠在整體上得到有效體現，總結起來，具體節能技術如下：（1）注重電動機節能技術的應用。從現狀來看，對于抽油機的電動機來說，其節能的實現需從三方面做好：首先，由技術人員對電動機的機械特性進行改變，主要對電源頻率加以改變，從而實現和負荷特性的柔性配合；其次，對電動機的負荷率與功率因數加以提升；此外，基于設計層面，對電動機的機械特性加以改變，進一步使電動機和抽油機之間的配合程度能夠得到有效改變。（2）對抽油機的結構加以改進。優化設計抽油機四桿機構，并對抽油機的平衡方式加以改變，進一步對抽油機曲柄軸凈扭矩曲線的形狀及大小加以改變[5]。（3）合理地使用特種抽油桿。對于特種抽油桿來說，類型較多，例如電熱抽油桿、超高強度抽油桿以及空心抽油桿等，均屬于特種抽油桿；特種抽油桿具備抗拉強度高的優勢，能夠在抽油系統當中起到很好的作用，當有效功率增加的情況下，對輸入功率的要求便會減弱，進一步達到節能的目的。（4）對四連桿機構進行改進?？蓪λ倪B桿機構進行改進，將其換向機構改進為齒輪換向機構，并基于游梁后端將自平衡加上，相關實踐證明此改進方案具備很高的可行性，并且在節能效果上非常好；因此，值得借鑒及應用。

4結語

通過本課題的探究，認識到游梁式抽油機傳動效能影響因素較多，包括了電機損失、皮帶損失、減速箱損失以及四連桿機構損失等。因此，有必要注重電動機節能技術的應用，合理地改進抽油機的結構和四連桿機構；此外，還有必要注重特種抽油桿的應用。總之，相信在分析游梁式抽油機傳動系統效能的基礎上，采取合理科學的節能技術，抽油機的工作效能能夠得到全面提高。

參考文獻

[1]熊梓丞,杜鍇.游梁式抽油機傳動系統效能分析[J].科技經濟導刊,2017(04):116.

[2]劉一山,薛建強,王林平,等.游梁式抽油機的自動平衡調整裝置改進方案[J].石油礦場機械,2016(07):52-55.

[3]王義龍,趙海森,王澤忠,等.游梁式抽油機電動機斷續供電節能技術斷電時刻準確判定方法[J].中國電機工程學報,2017(08):1-8.

[4]邢明明,董世民,崔陽,等.游梁式抽油機皮帶傳動效率的仿真模型[J].工程力學,2013(07):242-247.

[5]趙菁菁.游梁式抽油機SURF系統優化與柔性運行技術探討[J].內蒙古石油化工,2012(10):82-84.

作者:胡明艷 單位:安達市慶新油田開發有限責任公司