電量約占油田總用電量的40%，運(yùn)行效率非常低，平均運(yùn)行效率只有25%，功率因數(shù)低，電能浪費(fèi)大。因此，抽油機(jī)節(jié)能潛力非常巨大，石油行業(yè)也是推廣“電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能”的重點(diǎn)行業(yè)。本文介紹了采用變頻調(diào)速技術(shù)，使抽油機(jī)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律適應(yīng)油井的變化工況，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)效率的提高，達(dá)到節(jié)能增產(chǎn)的目的。
一．概況
抽油機(jī)是目前采油生產(chǎn)中的主要設(shè)備，其數(shù)量達(dá)10萬臺(tái)以上。電動(dòng)機(jī)裝機(jī)總?cè)萘吭?500萬KW，年耗電量達(dá)百億度以上。抽油機(jī)用電量約占油田總用電量的40%，運(yùn)行效率非常低，平均運(yùn)行效率只有25%，功率因數(shù)低，電能浪費(fèi)大。因此，抽油機(jī)節(jié)能潛力非常巨大，石油行業(yè)也是推廣“電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能”的重點(diǎn)行業(yè)。
二．抽油機(jī)變頻改造的幾個(gè)好處
1.大大提高功率因數(shù)，（0.25～0.5提高0.9以上）。減小了供電電流，從而減小了電網(wǎng)及變壓器的負(fù)荷。
2.動(dòng)態(tài)調(diào)整抽取速度，一方面節(jié)能，同時(shí)增加原油產(chǎn)量。
3.實(shí)現(xiàn)真正“軟起動(dòng)”對(duì)電機(jī)變速箱抽油機(jī)，避免過大機(jī)械沖擊，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。
抽油機(jī)作業(yè)場(chǎng)景
三．抽油機(jī)負(fù)載分析
1.國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的是游梁式豎井抽油機(jī)，它有三部分組成：
1）地面部分：由電動(dòng)機(jī)、減速器和四連桿構(gòu)成；
2）井下部分：抽油泵（吸入閥、泵筒、柱塞和排油閥），它懸掛在套管中的下端；
3）抽油桿柱：連接地面抽油機(jī)和井下抽油泵的中間部分
2.抽油機(jī)的電機(jī)負(fù)荷是按周期變化的，開始起動(dòng)時(shí)，負(fù)荷很大，要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩很大。正常運(yùn)行時(shí)負(fù)荷率很低，一般在20%左右，高時(shí)負(fù)荷率只有30%。電機(jī)的負(fù)荷曲線有2個(gè)峰值，分別為抽油機(jī)上、下沖程的“死點(diǎn)”。
未進(jìn)行平衡的條件下，上、下沖程的負(fù)載極度不均衡，在上沖程時(shí)，需要提起抽油桿柱和液柱，電機(jī)需付出很大能量。在下沖程時(shí)，抽油桿柱對(duì)電機(jī)作功，使電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。通常在抽油機(jī)的曲柄上加上平衡塊，消除上下沖程負(fù)載不平衡度。平衡塊調(diào)節(jié)較好，其發(fā)電狀態(tài)的時(shí)間和產(chǎn)生的能量就小，由于抽油載荷是每時(shí)每刻在變化，平衡配重，不可能隨抽油負(fù)荷作完全一致的變化，絕大部分抽油機(jī)配重嚴(yán)重不平衡，從而造成過大的沖擊電流，沖擊電流最大可是5倍的工作電流，甚至達(dá)到額定電流的3倍。調(diào)整好平衡配重，可降低沖擊電流是正常工作電流的1.5倍。
負(fù)載特性：是恒速運(yùn)行，由于配重，是變轉(zhuǎn)矩，變功率負(fù)載在一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)有兩次發(fā)電狀態(tài)，起動(dòng)力矩大、慣性大。在國(guó)內(nèi)油田使用的抽油機(jī)普遍存在的問題：運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，“大馬拉小車”，效率低，耗能大，沖程和沖次調(diào)節(jié)不方便，有時(shí)空抽現(xiàn)象。
（轉(zhuǎn)載）
