直线电动机直接驱动的节能型抽油机现场应用与评价

张雷（大庆油田有限责任公司第六采油厂）

近年来出现了各种节能型抽油机，如摆杆游梁式抽油机、异相曲柄式抽油机、双驴头抽油机、调径变矩抽油机、下偏杠铃抽油机等，但这些抽油机未改变电能转变为旋转运动、再转变为直线往复运动的形式[1]。新型电动机抽油机简化了机械传动过程，有效地提高了效率，是一种很有推广前途的新型抽油机。

1 复式永磁电动机抽油机

图1 复式永磁电动机抽油机示意图

复式永磁电动机抽油机（图1）改变了以往抽油机的减速、换向等复杂的机械传动方式，应用目前先进的稀土永磁同步电动机技术，结合专用变频控制装置，实现电动机直接驱动抽油泵生产。该抽油机设计为单管塔式结构，抽油机的冲程调整非常方便，只需根据要求调整抽油杆上下换向开关的位置即可实现冲程的调节。

L12-22井安装复式永磁电动机抽油机后，单井日节电44kWh，年节电1.60×104kWh，系统效率提高19.67个百分点，该井生产数据见表1。

表1 L12-22井复式永磁电动机安装前后节能效果对比

试验后，有功节电率达到20.61%，系统效率提高了19.67个百分点，节约有功功率1.83kW，每台每年可节约电费9532元（电价：0.5946元/kWh）。

该抽油机冲程长、传动皮带较宽，风大时光杆易摆动，影响井口盘根盒密封效果，需要改进和完善。同时，示功图测试配套需要完善；由于冲程长，目前使用的示功图测试仪器不太适用。

2 直线电动机抽油机

直线电动机抽油机为单管塔架式结构，如图2，应用目前先进的稀土永磁同步电动机技术，结合专用变频控制装置，实现电动机直接驱动抽油泵生产[2]。

图2 直线电动机抽油机示意图

L4-3429井安装复式永磁电动机抽油机后，单井日节电34kWh，年节电1.2×104kWh，系统效率提高9.23个百分点，该井生产数据见表2。

表2 L4-3429井直线永磁电动机抽油机应用效果对比

换型后，有功节电率达到19.52%，系统效率提高了9.23个百分点，节约有功功率1.41kW，每台每年可节约电费7344元。

该抽油机的不足是冲程受机型高度限制，上调参数困难。

3 直接平衡直线电动机抽油机

直接平衡直线电动机抽油机是在常规游梁式抽油机基础上的改进，它吸收保留了常规机的三角支架、中心轴承、驴头等优点，采用直线电动机作动力机，在游梁的尾部增加了一个驴头，驴头上挂钢丝绳，与配重车连接。配重车上托盘与直线电动机上端盖连接，控制系统给直线电动机送电，通过变频调速，初级切割磁励线产生推力，实现上下往复运动，带动配重车、后驴头，通过游梁、前驴头、钢丝绳、悬绳器、抽油杆连接井下泵，实现抽油的目的[3]。

L3-2213井安装直接平衡直线电动机抽油机后，单井日节电37kWh，年节电1.4×104kWh，系统效率提高9.67个百分点，该井生产数据见表3。

表3 L3-2212换抽前后效果对比

换抽后，有功节电率达到19.54%，系统效率提高了9.67个百分点，节约有功功率1.54kW，每台每年可节约电费8021元。

该抽油机地面设备自运行到目前进行了多次维修，生产运行很不平稳，经常过载停机，不能正常上调参数，而且井口振动噪声很大；在上下死点转换时无缓冲，无刹车装置，给生产维修带来诸多不便。

4 认识

1）复式永磁电动机抽油机与传统抽油机相比结构简单，现场试验表明启动电流小、力矩常数大、效率高，节能效果显著。

2）直线电动机抽油机舍弃了变速传动环节，采用直线电动机驱动，具有更加完善的动力性能、运动性能和平衡性能。

3）直接平衡直线电动机抽油机可以在原有常规游梁式抽油机的基础上进行改造，减少了报废机的闲置，降低了成本投入。

4）直线电动机驱动的抽油机现场应用过程中存在局限性和不足，进一步试验改进后，将是油田节能降耗的有效手段。

[1]陈宪侃,陈万薇,孙建华.游梁式抽油机与直线电动机抽油机[J].石油钻采工艺,2003,25(1):25-27.

[2]姜民政,王建萍,郑雪锋,等.直线电动机驱动抽油机的研究[J].石油矿场机械,2006,35(1):38-41.

[3]杜广义.直线式电动机在有杆抽油设备中的应用[J].石油矿场机械,2002,31(1):43-44.