抽油机节能技术研究

摘要：进入21世纪以来，在社会经济稳步发展的背景下，我国油井开发事业发展迅速。值得注意的是，在油井开发工作过程中，少不了采油设备的参与。对于游梁式抽油机来说，属于一种应用广泛的采油设备，在结构上比较简单，并且操作简便，工作稳定；但同时也存在效率低的缺陷，因此有必要重视对油梁式抽油机传动系统效能分析，并注重节能技术的掌握。本课题重点分析研究游梁式抽油机传动系统效能及其节能技术，以期为游梁式抽油机发挥最大化工作效能提供有效建议。

关键词：游梁式抽油机；传动系统；效能分析；节能技术

游梁式抽油机作为应用广泛的采油设备之一，具备操作简单以及工作稳定的优势，但同时也存在工作效率低的缺陷。因此，有必要加强对游梁式抽油机传动系统效能分析，并实施有针对性的节能技术，确保游梁式抽油机的应用价值得到最大化体现。从现状来看，在游梁式抽油机传动系统效能分析过程中，每口机井抽油参数均存在差异，这样便使得研究工作存在较大的困难[1]。针对这种情况，便有必要综合分析游梁式抽油机传动系统效能，注重节能技术在其中的应用。鉴于此，本课题针对“游梁式抽油机传动系统效能与节能技术”展开研究具备一定的价值意义。

1游梁式抽油机工作原理分析

游梁式抽油机属于地面设备，同时具备杆抽油系统，主要的部分包括：①电动机；②减速箱；③机架；④连杆机构等。而对于一般的游梁式抽油机来说，指的是曲柄连杆与驴头分别处于游梁支架两侧，而曲柄中心基本处在游梁轴承正下方，主要的平衡方法为使用曲柄平衡的抽油机。在抽油杆柱的带动作用下，抽油泵柱塞，或者活塞，能够基于泵筒内行上下往复直线运动，以此使油井当中的原油举升至地面，从而实现抽油的工作目标[2]。

2游梁式抽油机传动系统效能分析

在上述分析过程中，对游梁式抽油机的工作原理有了一定程度的了解。但是，由于在实际工作过程中，抽油机的工作效率偏低，因此有必要对其系统效能进行分析。结合实际工作，发现游梁式抽油机传动系统效能主要体现在以下方面：2.1能量损失。对于游梁式抽油机系统，其能量损失结合系统的基本组成，可分为四个方面，即：（1）电机损失，涵盖了热损失与机械损失；（2）带传动部分损失，这部分损失是因摩擦引发的能量损失，所以称作皮带损失；（3）减速箱系统损失，这部分损失是因传动期间的摩擦引发的损失，也称作减速箱损失；（4）四连杆损失，表现最为明显的也是摩擦损失。2.2系统效能分析。系统效能分析需结合上述提到的能量损失进行分论分析，主要表现为：（1）电机损失。对于电机损耗来说，涵盖了风摩损耗、杂散损耗、基本铜耗等；通常条件下，异步电动机基于输出功率为60%到100%电动机额定输入功率的情况下工作，电动机效率比其额定工况下的效率更高[3]。值得注意的是，基于抽油机实际工作期间，电动机负荷处于波动状态，并且非常频繁且剧烈；基于每一周期当中，电机输出功率会有2次瞬时功率极大值与极小值出现；对于其中的极小值来说，属于负值，也就是在电动机不会输出功率的条件下，在抽油机的作用下而带动发电；此时，电动机的工作效率便会大大下降，进一步使能量损耗加大。（2）皮带损失。对于皮带损失来说，涵盖了两大方面的损失，第一种为和载荷没有关系的损失，也就是不会因载荷改变而发生改变；第二种为和载荷油管存在关系的损失，也就是在载荷改变而发生改变。例如：对于绕皮带轮的弯曲损失、风阻损失等，便属于第一种皮带损失；而由于弹性滑动、打滑等造成的损失，则为第二种皮带损失。（3）减速箱损失。对于减速箱损失来说，也可以分成两部分，其一为轴承损失，其二为齿轮损耗；基于减速箱当中，通常具备三幅轴承，一般属于滚动轴承。结合相关资料显示，对于一副轴承来说，其损失大概是1%；并且，基于减速箱当中，具备三对人字齿轮，处于传动期间，相互吻合的齿轮会产生相对的滑动，因此会有摩擦损失形成，使动力的消耗增多，进一步使传动效率下降[4]。（4）四连杆机构功率损失。对于游梁式抽油机来说，其四连杆机构具备轴承三幅，钢丝绳一根；因此，其损失主要体现在两大部分，其一为轴承摩擦损失；其二为由于驴头钢丝绳发生变形而产生的损耗。此外，值得注意的是，倘若四连杆机构轴承部分润滑效果不佳，保养工作做得不到位，则会导致损失增多，最终影响机械效率。

3针对游梁式抽油机传动系统效能采取的节能技术分析

根据上述分析研究，发现游梁式抽油机传动系统效能受到较多因素的影响，因此有必要掌握节能技术，使得游梁式抽油机传动系统效能能够在整体上得到有效体现，总结起来，具体节能技术如下：（1）注重电动机节能技术的应用。从现状来看，对于抽油机的电动机来说，其节能的实现需从三方面做好：首先，由技术人员对电动机的机械特性进行改变，主要对电源频率加以改变，从而实现和负荷特性的柔性配合；其次，对电动机的负荷率与功率因数加以提升；此外，基于设计层面，对电动机的机械特性加以改变，进一步使电动机和抽油机之间的配合程度能够得到有效改变。（2）对抽油机的结构加以改进。优化设计抽油机四杆机构，并对抽油机的平衡方式加以改变，进一步对抽油机曲柄轴净扭矩曲线的形状及大小加以改变[5]。（3）合理地使用特种抽油杆。对于特种抽油杆来说，类型较多，例如电热抽油杆、超高强度抽油杆以及空心抽油杆等，均属于特种抽油杆；特种抽油杆具备抗拉强度高的优势，能够在抽油系统当中起到很好的作用，当有效功率增加的情况下，对输入功率的要求便会减弱，进一步达到节能的目的。（4）对四连杆机构进行改进。可对四连杆机构进行改进，将其换向机构改进为齿轮换向机构，并基于游梁后端将自平衡加上，相关实践证明此改进方案具备很高的可行性，并且在节能效果上非常好；因此，值得借鉴及应用。

4结语

通过本课题的探究，认识到游梁式抽油机传动效能影响因素较多，包括了电机损失、皮带损失、减速箱损失以及四连杆机构损失等。因此，有必要注重电动机节能技术的应用，合理地改进抽油机的结构和四连杆机构；此外，还有必要注重特种抽油杆的应用。总之，相信在分析游梁式抽油机传动系统效能的基础上，采取合理科学的节能技术，抽油机的工作效能能够得到全面提高。

参考文献

[1]熊梓丞,杜锴.游梁式抽油机传动系统效能分析[J].科技经济导刊,2017(04):116.

[2]刘一山,薛建强,王林平,等.游梁式抽油机的自动平衡调整装置改进方案[J].石油矿场机械,2016(07):52-55.

[3]王义龙,赵海森,王泽忠,等.游梁式抽油机电动机断续供电节能技术断电时刻准确判定方法[J].中国电机工程学报,2017(08):1-8.

[4]邢明明,董世民,崔阳,等.游梁式抽油机皮带传动效率的仿真模型[J].工程力学,2013(07):242-247.

[5]赵菁菁.游梁式抽油机SURF系统优化与柔性运行技术探讨[J].内蒙古石油化工,2012(10):82-84.

作者:胡明艳 单位:安达市庆新油田开发有限责任公司