新型直接平衡游梁式抽油機目前油田常用的三種舉升方式

為了追求企業(yè)效益的最大化，對于地層能量相對較低或高含水期開發(fā)的油藏而言，國內(nèi)外通行的做法是實施強化開采即“強采”，這也就是人們通常所說的“機械采油”。在機械采油開采階段中，目前常用的舉升方式主要有三種：一、常規(guī)游梁式抽油機簡介

在20世紀30年代前蘇聯(lián)人依據(jù)力學理論中的“四連桿”機構(gòu)發(fā)明了游梁式抽油機。

抽油機的分類（按其結(jié)構(gòu)形式分）⑴有游梁式（間接平衡式）⑵無游梁式（直接平衡式）①杠桿式（常規(guī)游梁式）②懸臂式（前置式）⑵、三種機型的凈扭矩曲線對比圖：

對于非節(jié)能抽油機而言，其本身的結(jié)構(gòu)設計就允許其做負功，這是一種正?，F(xiàn)象；對于節(jié)能抽油機而言則是因為其失去平衡而出現(xiàn)了做負功，這是一種不正?，F(xiàn)象。

⑶、對有游梁抽油機電機做負功的科學解釋：游梁式抽油機⑷、游梁式抽油機的特點

優(yōu)勢：①結(jié)構(gòu)簡單、維修方便；②性能穩(wěn)定、適用性廣；③機型種類齊全、參數(shù)匹配較為合理；④目前仍然是機械采油中的主要舉升方式。不足：①體積較大、消耗鋼材較多；②參數(shù)調(diào)整不便，工作量相對較大；③機型不宜頻繁更換，在水驅(qū)開采油藏中易存在匹配不合理的現(xiàn)象；④能耗的合理匹配工作量大，故多存在能耗相對較高的情況。游梁式抽油機游梁式抽油機設計的基本理念

⑴游梁式抽油機設計的承載能力（即額定負載）是靠額定扭矩來實現(xiàn)的，也就是說設計抽油機時首先依據(jù)額定負載來設計其額定扭矩；⑵在額定扭矩確定后，依據(jù)其額定扭矩來設計機架（鋼架）的承載能力。由于國內(nèi)的歷史原因所致，在油田領域多數(shù)人不了解其游梁式抽油機設計的基本理念，而誤把額定懸點載荷當作了確定機型的依據(jù)，這一點至今尚未改變，因此我們國內(nèi)對抽油機機型的定義與API標準有差異。二、直接平衡式抽油機1、直接平衡式抽油機的設計理念

應用天平原理，直接平衡掉抽油桿及約50%的液柱質(zhì)量，從而實現(xiàn)降低電動機啟動轉(zhuǎn)矩，達到減小其匹配功率，實現(xiàn)降低能耗的目的。

為實現(xiàn)直接平衡之目的，在其結(jié)構(gòu)上多設計成塔架式，為實現(xiàn)降低慣性負載的目的，多設計為長沖程。2、結(jié)構(gòu)上多為塔架式

3、理論節(jié)電率可達到30-35%利用電機扭矩在考慮直接平衡特點后，可以間接的推算出其理論節(jié)電率可達到30-35%，現(xiàn)場實際應用中的實測節(jié)電率多為15-20%。三、新型直接平衡游梁式抽油機

新型直接平衡游梁式抽油機在設計理念上所追求的是，在保留原杠桿式抽油機優(yōu)勢的基礎上，借助直線電機、采取直接平衡方式實現(xiàn)其往復運動，從而最大限度的降低抽油機的能耗。

綜上所述，依據(jù)杠桿和直接平衡的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，大慶市新成泰科技有限公司研制、開發(fā)了新一代杠桿式直接平衡抽油機——即：新型直接平衡游梁式抽油機。1、新型抽油機的設計理念

在杠桿的末端（游梁未部），直接應用三相永磁同步直線電機來驅(qū)動杠桿擺動。為實現(xiàn)直接平衡降低能耗，在同步直線電機上設計了平衡重，將平衡與直線電機有機的結(jié)合在了一起。2、新型抽油機的結(jié)構(gòu)設計三、新型直接平衡游梁式抽油機3、新型抽油機的特點⑴基本保留了原杠桿式抽油機的優(yōu)勢；

⑵直接平衡方式有效的控制了能耗；⑶智能控制裝置使運行負載與電機輸出負載間的匹配趨于合理；

⑷通過變頻控制裝置實現(xiàn)了無級調(diào)沖次。1、整體造價與同型號的抽油機相比高25%左右。2、開放式的形波磁場損失了一部分能量，相同功率的直線電機與旋轉(zhuǎn)電機相比，其效率通常較旋轉(zhuǎn)電機要低5%左右。不足：三、新型直接平衡游梁式抽油機5、新型抽油機的現(xiàn)場應用⑴新型抽油機于2008年在大慶采油三廠安裝，滿足了油田機采的需要。B3-6-P68井換型前功圖資料三、新型直接平衡游梁式抽油機5、新型抽油機的現(xiàn)場應用B3-6-P68井換型后的功圖資料三、新型直接平衡游梁式抽油機⑵新型抽油機的節(jié)能效果顯著

現(xiàn)場應用情況顯示，新型抽油機的有功節(jié)電率為25.16%，綜合節(jié)電率達到了30.71%。新型抽油機的技術研發(fā)簡介1、有效的控制永磁體磁鋼的退磁現(xiàn)象導致永久磁鐵的退磁主要原因是電機的溫升過高，及選擇磁鋼的型號與電機的工作溫升不匹配。國家標準規(guī)定磁鐵的退磁率為每年0.3%，按電機的使用年限為15年推算，累計退磁率為4.5%，這對電機的正常運轉(zhuǎn)沒有多大的影響。以國內(nèi)常用型號為“38SH”的磁鋼為例，其瞬間耐高溫可以達到150℃，現(xiàn)場實際表明，其正常運行時的耐溫僅為50℃，最高為60℃。我們選擇了超過國標的特殊型號的磁鋼，滿足了直線電機工作溫升的要求，有效的控制了因電機的溫升過高產(chǎn)生的退磁現(xiàn)象。新型抽油機的技術研發(fā)簡介2、在輸出端實現(xiàn)制動、消除了安全隱患

常規(guī)的機械設計中，其制動剎車都設計在動力輸入端，因為其所需的制動力通常較低。針對直接平衡的直線電機而言，其天平原理導致輸入與輸出端等同，因此其制動所需要的力很大，以10型機為例其制動力要達到1200kg，顯然人力是無法實現(xiàn)的。為確保設備制動的安全可靠，我們在新型抽油機的直線電機上設計了機械電磁剎車，從而克服了人力制動力不足的缺陷。新型抽油機的技術研發(fā)簡介圓筒型直線電機采用了平面滑動軸承，有效的克服了平板式電機關鍵軸承的壽命短的弊端。3、解決了直線電動機的散熱、延長了壽命短、降低了成本

平板式直線電機結(jié)構(gòu)形式，導致了其電機散熱的難度相對較大，我們通過改變電機的結(jié)構(gòu)形式，即采用圓筒型直線電機有效的解決了電機的散熱問題。因為結(jié)構(gòu)形式的改變，為散熱裝置預留了安裝空間，從而較好的解決了其散熱問題；因為結(jié)構(gòu)形式的改變，大幅度的降低了抽油機的制造成本，統(tǒng)計結(jié)果顯示，相同功率的圓筒型直線電機與平板式直線電機相比，其重量降低了60%左右，制造成本下降了約50%。五、公司簡介大慶市新成泰科技有限公司坐落于大慶高新技術開發(fā)區(qū)創(chuàng)業(yè)園，2002年被大慶高新區(qū)招商引資到開發(fā)區(qū)創(chuàng)業(yè)園。2003年被黑龍江省科委認定為“高新技術企業(yè)”并發(fā)給優(yōu)秀創(chuàng)業(yè)者證書。公司是集科技開發(fā)、生產(chǎn)