耿慶嘉

摘 要：油田的生產(chǎn)主要依賴各種采油設(shè)備，在我國所需要的采油設(shè)備主要為游梁式的抽油機(jī)，具有非常重要的作用。但是在實(shí)際的應(yīng)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(gè)基礎(chǔ)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(jī)采油系統(tǒng)的能耗，并提升其運(yùn)行效率。

關(guān)鍵詞：游梁式抽油機(jī)；矢量控制節(jié)能方法

在當(dāng)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(jī)采油系統(tǒng)有一些低效率、高能耗的問題。這樣實(shí)際上，異步的電機(jī)較低運(yùn)行效率主要就是屬于游梁式抽油機(jī)此種問題存在的很多的原因，再加上因?yàn)楣r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(jī)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(dá)到相應(yīng)的預(yù)期，并且還需要進(jìn)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(shí)意義。

1 系統(tǒng)的矢量控總體節(jié)能方法設(shè)計(jì)

因?yàn)橥ㄟ^分析目前油田生產(chǎn)中采用的節(jié)能設(shè)備進(jìn)行總結(jié)分析，盡管具備一定的節(jié)能效果，但是因?yàn)橐恍┤秉c(diǎn)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(jìn)行出發(fā)，研究一些新的節(jié)能方法。

針對于游梁式抽油機(jī)采油的系統(tǒng)，需要?jiǎng)澐止?jié)能時(shí)，這樣就可以將負(fù)載周期交變特性為依據(jù)。主要分為兩個(gè)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(jī)以及抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷變化相適應(yīng)，從而在內(nèi)環(huán)進(jìn)行，要實(shí)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(chǔ)，最優(yōu)化的進(jìn)行抽汲參數(shù)，提升效率的同時(shí)，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(jī)優(yōu)化運(yùn)行分析

沖程、沖次、井況都為游梁式抽油機(jī)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(yàn)公式法、模型的預(yù)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(yàn)公式法來進(jìn)行有效的優(yōu)化，以制造廠家的經(jīng)驗(yàn)公式作為主要的依據(jù)，并且還需要結(jié)合實(shí)際情況，科學(xué)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(jī)井的負(fù)載率以及相應(yīng)的系統(tǒng)效率，甚至?xí)霈F(xiàn)抽汲參數(shù)沒有辦法進(jìn)行匹配工況的各種現(xiàn)象，這就需要科學(xué)的調(diào)整抽汲的各種參數(shù)，以促進(jìn)二者的匹配，提高運(yùn)行的各種效率，甚至?xí)档湍芰康南摹?/p>

在井下供液速度需要充分適應(yīng)抽油機(jī)的舉升采油速度時(shí)候，可以實(shí)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(dá)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(jī)工作達(dá)到理想狀態(tài)。通過此種分析可知，游梁式抽油機(jī)采油系統(tǒng)運(yùn)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(yīng)的離散變量。因此，非線性就會因?yàn)榧s束優(yōu)化問題而產(chǎn)生求極值的問題，在進(jìn)行求極值時(shí)，可以采用一些合理的數(shù)學(xué)方法。在采油現(xiàn)場中，油井為完井的時(shí)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(shí)際情況，即可將泵深的最佳值計(jì)算出來。

通過有效計(jì)算不同組合的相關(guān)抽汲參數(shù)時(shí)，需要使用枚舉的各種方法，還需要對比計(jì)算的結(jié)果，將此最優(yōu)的效率相適應(yīng)于所要抽汲參數(shù)確定。參數(shù)計(jì)算完成之后，可以進(jìn)行采油系統(tǒng)效率計(jì)算，首先將油井實(shí)際的產(chǎn)液量計(jì)算出來，計(jì)算時(shí)根據(jù)參照的數(shù)據(jù)作為的抽油機(jī)類型、抽汲參數(shù)等，來進(jìn)行有效的舉升高度計(jì)算，計(jì)算參照為進(jìn)口油壓、動液面等。在此之后，還可以系統(tǒng)的有效功率、懸點(diǎn)載荷等相關(guān)數(shù)據(jù)均按照相應(yīng)的參數(shù)計(jì)算出來，最后，計(jì)算系統(tǒng)效率，完成相應(yīng)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(jìn)行了初步試驗(yàn)的，結(jié)果為有一定的節(jié)能效果，但是整個(gè)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(jī)按轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制模型，并將其應(yīng)用在采油控制系統(tǒng)之中，但因?yàn)殡妱訖C(jī)的運(yùn)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(jī)交變負(fù)載的作用之下，野外進(jìn)行長期的運(yùn)行，所建的模型都有待改善?；谑噶靠刂频挠瘟菏匠橛蜋C(jī)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(jìn)行分別控制，這樣就會因此適應(yīng)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(jī)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(jìn)油井生產(chǎn)效率的快速提升，以此實(shí)現(xiàn)采油產(chǎn)業(yè)的良好發(fā)展。當(dāng)前，主要采取的游梁式抽油機(jī)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(dá)到相應(yīng)的預(yù)期，并且還需要進(jìn)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(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

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