直線電動機直接驅動的節能型抽油機現場應用與評價

張雷（大慶油田有限責任公司第六采油廠）

近年來出現了各種節能型抽油機，如擺桿游梁式抽油機、異相曲柄式抽油機、雙驢頭抽油機、調徑變矩抽油機、下偏杠鈴抽油機等，但這些抽油機未改變電能轉變為旋轉運動、再轉變為直線往復運動的形式[1]。新型電動機抽油機簡化了機械傳動過程，有效地提高了效率，是一種很有推廣前途的新型抽油機。

1 復式永磁電動機抽油機

圖1 復式永磁電動機抽油機示意圖

復式永磁電動機抽油機（圖1）改變了以往抽油機的減速、換向等復雜的機械傳動方式，應用目前先進的稀土永磁同步電動機技術，結合專用變頻控制裝置，實現電動機直接驅動抽油泵生產。該抽油機設計為單管塔式結構，抽油機的沖程調整非常方便，只需根據要求調整抽油桿上下換向開關的位置即可實現沖程的調節。

L12-22井安裝復式永磁電動機抽油機后，單井日節電44kWh，年節電1.60×104kWh，系統效率提高19.67個百分點，該井生產數據見表1。

表1 L12-22井復式永磁電動機安裝前后節能效果對比

試驗后，有功節電率達到20.61%，系統效率提高了19.67個百分點，節約有功功率1.83kW，每臺每年可節約電費9532元（電價：0.5946元/kWh）。

該抽油機沖程長、傳動皮帶較寬，風大時光桿易擺動，影響井口盤根盒密封效果，需要改進和完善。同時，示功圖測試配套需要完善；由于沖程長，目前使用的示功圖測試儀器不太適用。

2 直線電動機抽油機

直線電動機抽油機為單管塔架式結構，如圖2，應用目前先進的稀土永磁同步電動機技術，結合專用變頻控制裝置，實現電動機直接驅動抽油泵生產[2]。

圖2 直線電動機抽油機示意圖

L4-3429井安裝復式永磁電動機抽油機后，單井日節電34kWh，年節電1.2×104kWh，系統效率提高9.23個百分點，該井生產數據見表2。

表2 L4-3429井直線永磁電動機抽油機應用效果對比

換型后，有功節電率達到19.52%，系統效率提高了9.23個百分點，節約有功功率1.41kW，每臺每年可節約電費7344元。

該抽油機的不足是沖程受機型高度限制，上調參數困難。

3 直接平衡直線電動機抽油機

直接平衡直線電動機抽油機是在常規游梁式抽油機基礎上的改進，它吸收保留了常規機的三角支架、中心軸承、驢頭等優點，采用直線電動機作動力機，在游梁的尾部增加了一個驢頭，驢頭上掛鋼絲繩，與配重車連接。配重車上托盤與直線電動機上端蓋連接，控制系統給直線電動機送電，通過變頻調速，初級切割磁勵線產生推力，實現上下往復運動，帶動配重車、后驢頭，通過游梁、前驢頭、鋼絲繩、懸繩器、抽油桿連接井下泵，實現抽油的目的[3]。

L3-2213井安裝直接平衡直線電動機抽油機后，單井日節電37kWh，年節電1.4×104kWh，系統效率提高9.67個百分點，該井生產數據見表3。

表3 L3-2212換抽前后效果對比

換抽后，有功節電率達到19.54%，系統效率提高了9.67個百分點，節約有功功率1.54kW，每臺每年可節約電費8021元。

該抽油機地面設備自運行到目前進行了多次維修，生產運行很不平穩，經常過載停機，不能正常上調參數，而且井口振動噪聲很大；在上下死點轉換時無緩沖，無剎車裝置，給生產維修帶來諸多不便。

4 認識

1）復式永磁電動機抽油機與傳統抽油機相比結構簡單，現場試驗表明啟動電流小、力矩常數大、效率高，節能效果顯著。

2）直線電動機抽油機舍棄了變速傳動環節，采用直線電動機驅動，具有更加完善的動力性能、運動性能和平衡性能。

3）直接平衡直線電動機抽油機可以在原有常規游梁式抽油機的基礎上進行改造，減少了報廢機的閑置，降低了成本投入。

4）直線電動機驅動的抽油機現場應用過程中存在局限性和不足，進一步試驗改進后，將是油田節能降耗的有效手段。

[1]陳憲侃,陳萬薇,孫建華.游梁式抽油機與直線電動機抽油機[J].石油鉆采工藝,2003,25(1):25-27.

[2]姜民政,王建萍,鄭雪鋒,等.直線電動機驅動抽油機的研究[J].石油礦場機械,2006,35(1):38-41.

[3]杜廣義.直線式電動機在有桿抽油設備中的應用[J].石油礦場機械,2002,31(1):43-44.