曾文淵 （大慶油田第三采油廠第二油礦采油一隊，黑龍江 大慶 163000）

現(xiàn)階段，我國油田作業(yè)中所使用的抽油機設(shè)備，大多數(shù)還是傳統(tǒng)的游梁式抽油機類型。鑒于生產(chǎn)設(shè)備存在的廣泛性，完全替換需要大量的成本，而通過改造的方式可以實現(xiàn)功能，并具有一定的經(jīng)濟性。

傳統(tǒng)的游梁式抽油機采用的是旋轉(zhuǎn)電機作為驅(qū)動動力的來源，電機有兩種類型，即異步電動機或同步電動機，其原理是經(jīng)多級減速箱并經(jīng)連桿和游梁做往復(fù)運動。

傳統(tǒng)游梁式抽油機結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率很低，電動機驅(qū)動需要經(jīng)多級減速箱和連桿機構(gòu)輸出，整體的系統(tǒng)效率為30%左右；同時，這種抽油機一旦發(fā)生損壞，它的維修工作很困難，在使用中能源的消耗量很大，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化油井作業(yè)的需求。

同時，研究證明，決定電機體積大小的主要因素是轉(zhuǎn)矩而不是功率，傳統(tǒng)的游梁式抽油機在設(shè)計上存在明顯的缺陷，轉(zhuǎn)矩不足是最大的問題。常見的永磁同步電動機的轉(zhuǎn)矩密度通常是20-50knm/m3，高轉(zhuǎn)矩密度通常需要特殊的冷卻措施。直接使用永磁同步電動機代替感應(yīng)電動機、帶輪、齒輪箱驅(qū)動束抽運梁抽油機，電機的體積將超過相同的扭矩規(guī)格的機械減速機齒輪箱。

1 直驅(qū)式永磁復(fù)合電動機的特點

直驅(qū)式永磁復(fù)合電機結(jié)構(gòu)充分利用空間的兩端的外轉(zhuǎn)子式結(jié)構(gòu)，兩個閥瓣的形狀定子和外轉(zhuǎn)子電動機的定子結(jié)構(gòu)固定在一起，兩個閥瓣形狀的電動機轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子筒的外轉(zhuǎn)子式結(jié)構(gòu)向外，形成一個三維封閉的空間同樣體積的復(fù)式結(jié)構(gòu)，還不到的外轉(zhuǎn)子電動機的類型結(jié)構(gòu)和閥瓣結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生更大的扭矩。

直驅(qū)式永磁復(fù)合電動機的優(yōu)點包括：

1.1 高轉(zhuǎn)矩密度，體積約為同規(guī)格的永磁同步電動機的2/3一1/2。

1.2 不需要任何降溫措施，發(fā)熱小，效率高，節(jié)能效果顯著。

1.3 沒有減速齒輪障礙，無需潤滑，具有過載打滑功能，平均使用成本低。

1.4 功率因數(shù)高，和是相等的，永磁同步電機。

1.5 無位置傳感器控制器驅(qū)動，實現(xiàn)了高速電機控制和低速高扭矩輸出。

目前，國內(nèi)油田作業(yè)中采用的設(shè)備型號通常為CYJ8-3-37H和CYJ10-3-37HB兩類抽油機，其驅(qū)動系統(tǒng)由感應(yīng)電動機加減速器組成。采用Y-225M-6型感應(yīng)電動機，主要技術(shù)參數(shù)是:額定功率30KW，額定轉(zhuǎn)速980r/min，額定轉(zhuǎn)矩292Nm，額定效率85%-90%，功率的因數(shù)不大于0.8；減速器采用的是JLH850-37型，主要技術(shù)參數(shù)是為：額定轉(zhuǎn)矩3000Nm，減速比31.4，中心高560毫米，額定效率90%-95%，皮帶輪效率90%-95%。

2 直驅(qū)式永磁復(fù)合電動機與常規(guī)舉升設(shè)備對比

直驅(qū)式永磁復(fù)合電動機改造的抽油機使用溶液范圍一般小于60t/d，其結(jié)構(gòu)性能為永磁復(fù)合發(fā)動機和變頻器替換減速箱，內(nèi)部具有電動機控制箱，采用直驅(qū)式永磁復(fù)合電動機進行驅(qū)動，曲柄平衡，在保養(yǎng)方面十分簡單，無需更換皮帶和減速箱潤滑油，故障率很低。

以下通過三類常規(guī)性抽油機設(shè)備與直驅(qū)式永磁復(fù)合電動抽油機設(shè)備進行對比，嘗試分析出其在各方面的細(xì)節(jié)的優(yōu)勢。

2.1 與下偏杠鈴抽油機的對比

相比之下，下偏杠鈴的使用溶液范圍比較寬，一般在40-100t/d，性能結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)在游梁尾部加下偏杠鈴，改變力矩，減速方式主要利用的是減速箱與皮帶相結(jié)合的方式，平衡單靠曲柄無法完成，需要尾部杠鈴復(fù)合平衡。使用過程中比較容易出現(xiàn)故障，維護的方面很多。

2.2 復(fù)式永磁電動機抽油機

復(fù)式永磁電動機抽油機不存在游梁結(jié)構(gòu)，使用的溶液范圍很廣，0-140t/d之間均可實現(xiàn)。同時在易損件方面性能良好，但需要專業(yè)的人員進行維護，企業(yè)的維護成本開支很大。

2.3 塔架式數(shù)控抽油機

塔架式速控抽油機和復(fù)式永磁電動機抽油機有很多想死的地方，在使用溶液范圍和結(jié)構(gòu)性能上幾乎是一致的，但是在驅(qū)動方式上，依然采用的是永磁同步電動機，通過減速箱和鏈輪進行減速。維護方面需要專業(yè)的人員，但較為便捷的是，可維護的范圍很小，使用企業(yè)可以根據(jù)需要進行培訓(xùn)。

3 結(jié)語

綜合分析可知，直驅(qū)式永磁復(fù)合電動機的主要優(yōu)點有兩個。首先，直驅(qū)式永磁復(fù)合電動機可以降低抽油機井能耗。與常規(guī)游梁式抽油機相比，復(fù)式永磁電動機抽油機有顯著的節(jié)電效果，用電量不足傳統(tǒng)抽油機的五分之一；并且大幅度地提高了系統(tǒng)效率，降低了單位產(chǎn)油耗電量，是降低單井能耗的有效方法。其次，操作簡單、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定。由于直驅(qū)式永磁復(fù)合電動機的參數(shù)調(diào)整非常方便，在沖程、沖速方面均可通過變頻柜控制，從而降低了整機的的成本，降低了故障率。

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