張雷（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

近年來(lái)出現(xiàn)了各種節(jié)能型抽油機(jī)，如擺桿游梁式抽油機(jī)、異相曲柄式抽油機(jī)、雙驢頭抽油機(jī)、調(diào)徑變矩抽油機(jī)、下偏杠鈴抽油機(jī)等，但這些抽油機(jī)未改變電能轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、再轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往復(fù)運(yùn)動(dòng)的形式[1]。新型電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)簡(jiǎn)化了機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程，有效地提高了效率，是一種很有推廣前途的新型抽油機(jī)。

1 復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)

圖1 復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)示意圖

復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)（圖1）改變了以往抽油機(jī)的減速、換向等復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)方式，應(yīng)用目前先進(jìn)的稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)技術(shù)，結(jié)合專(zhuān)用變頻控制裝置，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)抽油泵生產(chǎn)。該抽油機(jī)設(shè)計(jì)為單管塔式結(jié)構(gòu)，抽油機(jī)的沖程調(diào)整非常方便，只需根據(jù)要求調(diào)整抽油桿上下?lián)Q向開(kāi)關(guān)的位置即可實(shí)現(xiàn)沖程的調(diào)節(jié)。

L12-22井安裝復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)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(gè)百分點(diǎn)，該井生產(chǎn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 L12-22井復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)安裝前后節(jié)能效果對(duì)比

試驗(yàn)后，有功節(jié)電率達(dá)到20.61%，系統(tǒng)效率提高了19.67個(gè)百分點(diǎn)，節(jié)約有功功率1.83kW，每臺(tái)每年可節(jié)約電費(fèi)9532元（電價(jià)：0.5946元/kWh）。

該抽油機(jī)沖程長(zhǎng)、傳動(dòng)皮帶較寬，風(fēng)大時(shí)光桿易擺動(dòng)，影響井口盤(pán)根盒密封效果，需要改進(jìn)和完善。同時(shí)，示功圖測(cè)試配套需要完善；由于沖程長(zhǎng)，目前使用的示功圖測(cè)試儀器不太適用。

2 直線電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)

直線電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)為單管塔架式結(jié)構(gòu)，如圖2，應(yīng)用目前先進(jìn)的稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)技術(shù)，結(jié)合專(zhuān)用變頻控制裝置，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)抽油泵生產(chǎn)[2]。

圖2 直線電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)示意圖

L4-3429井安裝復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)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(gè)百分點(diǎn)，該井生產(chǎn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 L4-3429井直線永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)應(yīng)用效果對(duì)比

換型后，有功節(jié)電率達(dá)到19.52%，系統(tǒng)效率提高了9.23個(gè)百分點(diǎn)，節(jié)約有功功率1.41kW，每臺(tái)每年可節(jié)約電費(fèi)7344元。

該抽油機(jī)的不足是沖程受機(jī)型高度限制，上調(diào)參數(shù)困難。

3 直接平衡直線電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)

直接平衡直線電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)是在常規(guī)游梁式抽油機(jī)基礎(chǔ)上的改進(jìn)，它吸收保留了常規(guī)機(jī)的三角支架、中心軸承、驢頭等優(yōu)點(diǎn)，采用直線電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力機(jī)，在游梁的尾部增加了一個(gè)驢頭，驢頭上掛鋼絲繩，與配重車(chē)連接。配重車(chē)上托盤(pán)與直線電動(dòng)機(jī)上端蓋連接，控制系統(tǒng)給直線電動(dòng)機(jī)送電，通過(guò)變頻調(diào)速，初級(jí)切割磁勵(lì)線產(chǎn)生推力，實(shí)現(xiàn)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)配重車(chē)、后驢頭，通過(guò)游梁、前驢頭、鋼絲繩、懸繩器、抽油桿連接井下泵，實(shí)現(xiàn)抽油的目的[3]。

L3-2213井安裝直接平衡直線電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)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(gè)百分點(diǎn)，該井生產(chǎn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 L3-2212換抽前后效果對(duì)比

換抽后，有功節(jié)電率達(dá)到19.54%，系統(tǒng)效率提高了9.67個(gè)百分點(diǎn)，節(jié)約有功功率1.54kW，每臺(tái)每年可節(jié)約電費(fèi)8021元。

該抽油機(jī)地面設(shè)備自運(yùn)行到目前進(jìn)行了多次維修，生產(chǎn)運(yùn)行很不平穩(wěn)，經(jīng)常過(guò)載停機(jī)，不能正常上調(diào)參數(shù)，而且井口振動(dòng)噪聲很大；在上下死點(diǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)無(wú)緩沖，無(wú)剎車(chē)裝置，給生產(chǎn)維修帶來(lái)諸多不便。

4 認(rèn)識(shí)

1）復(fù)式永磁電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)與傳統(tǒng)抽油機(jī)相比結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明啟動(dòng)電流小、力矩常數(shù)大、效率高，節(jié)能效果顯著。

2）直線電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)舍棄了變速傳動(dòng)環(huán)節(jié)，采用直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，具有更加完善的動(dòng)力性能、運(yùn)動(dòng)性能和平衡性能。

3）直接平衡直線電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)可以在原有常規(guī)游梁式抽油機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，減少了報(bào)廢機(jī)的閑置，降低了成本投入。

4）直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的抽油機(jī)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過(guò)程中存在局限性和不足，進(jìn)一步試驗(yàn)改進(jìn)后，將是油田節(jié)能降耗的有效手段。

[1]陳憲侃,陳萬(wàn)薇,孫建華.游梁式抽油機(jī)與直線電動(dòng)機(jī)抽油機(jī)[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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)抽油機(jī)的研究[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械,2006,35(1):38-41.

[3]杜廣義.直線式電動(dòng)機(jī)在有桿抽油設(shè)備中的應(yīng)用[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械,2002,31(1):43-44.