抽油机电机节能减耗技术研究开题报告2008ktfm
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抽油机节能降耗技术研究近年来,随着国内现代石油勘探开采的不断深入,石油资源的开采难度日趋复杂,深层油藏储量逐渐增多,抽油机在油井生产中的作用越来越重要。
随着我国能源消耗的不断增加和环保意识的不断加强,抽油机节能降耗技术的研究也越来越受到关注。
抽油机作为油井生产的核心设备,主要用于将油井中的石油从地下抽到地面。
从很大程度上来说,抽油机的工作效率和耗能情况直接影响到整个油井生产的经济效益和环保效益。
因此,如何通过技术手段降低抽油机的能耗以提高其效率,是目前抽油机研究的热点之一。
我国的抽油机节能降耗技术研究主要涉及三个方面:机械设计优化、节能控制技术和新型抽油机的研制。
机械设计优化是抽油机节能降耗技术的基础。
现阶段,通过改变抽油机的结构、材料和加工工艺等方面的设计优化,可以显著降低抽油机的能耗。
在结构设计方面,可以采用光滑的优化曲线,减少流体与元件表面的摩擦力。
在材料选择方面,可以采用新型耐磨材料或涂层技术,改善元件表面的耐磨性能。
在加工工艺方面,可以采用先进的数控加工设备和优化的工艺流程,提高元件的制造精度和质量。
节能控制技术是抽油机节能降耗技术的重要手段。
现代抽油机往往采用电子控制系统来实现对运行状态的监测和控制,这些系统具有精密控制、自适应性等特点,可以实现对抽油机的精细化控制,如实时检测井口流量、石油产量和水位等数据,进而优化控制,提高抽油机的工作效率和降低能耗。
同时,还可以采用电机变频调速、节流阀控制等技术,实现在不同工况下的恰当调节,提高抽油机的运行效率和降低能耗。
新型抽油机的研制是我国抽油机节能降耗技术的未来方向。
现代抽油机的发展需要满足生产领域的高效和环保要求,因此,新型抽油机的研制将成为未来的重点。
现阶段,我国已经研发出一些新型抽油机,如离心泵式抽油机、电动潜油泵等等,这些新型抽油机不仅能够满足生产要求,而且节能降耗效果明显。
未来,还需要进一步加大对新型抽油机的研发和推广力度,实现抽油机节能降耗技术的全面发展。
抽油机专用变频节能技术应用研究一、引言随着当前石油资源的逐渐枯竭和消耗,油田油井的开采成本一直是一个需要重点解决的问题。
抽油机是油田油井生产中的重要设备,其动力消耗一直是油田生产中的重要能耗。
为了降低抽油机的能耗,并且能够更好地适应油井开采的工况变化,抽油机专用的变频节能技术应用研究成为了当前油田开采技术研究的热点之一。
二、抽油机的节能技术需求分析传统的抽油机在运行时通常采用固定频率运行,这样就会导致油井生产工况发生变化时,抽油机输出功率无法及时调整,从而出现动力过剩或者不足的情况,进而会导致能源的浪费。
抽油机需要一种能够根据实际工况调整输出功率的技术,这就需要引入变频技术。
随着油田开采的深入,油井的工况也越来越复杂,工况的变化对抽油机的性能提出了更高的要求。
传统的固定频率运行不能很好地适应这种工况变化,抽油机需要一种能够在不同工况下灵活调整输出功率的技术,这方面也需要变频技术的支持。
抽油机的节能技术需求主要包括两个方面:一是能够根据工况变化灵活调整输出功率,避免能源的浪费;二是能够在复杂工况下稳定输出,并且具备自适应能力。
三、抽油机专用变频节能技术原理抽油机专用变频节能技术主要包括变频器、传感器和控制系统。
变频器是变频节能技术的核心部件,其作用是根据传感器采集到的信号,对电机的输入频率进行调整,从而实现电机输出功率的调节。
具体来说,变频器通过电子器件对输入的交流电进行变频处理,使得电机的转速可以根据设定值进行调节,从而实现对电机输出功率的精确控制。
变频器还可以通过对电机进行软启动和软停止的控制,避免了传统的电机启动时的电流冲击,延长了电机的使用寿命。
传感器和控制系统则是变频节能技术的配套部件,传感器可以对电机的转速、转矩、温度等参数进行实时监测,将监测到的信号传输给控制系统,控制系统再根据传感器采集到的信号对变频器进行调节,从而实现对电机输出功率的精确控制。
抽油机专用变频节能技术的原理是通过变频器、传感器和控制系统的协同作用,实现对电机输出功率的精确控制,从而达到节能和适应复杂工况的目的。
抽油机节能降耗技术研究作者:王林来源:《中国化工贸易·下旬刊》2019年第12期摘要:抽油机是油田企业最常见的设备,抽油机的运行效率将会对油田企业的经济效益产生直接影响,针对抽油机的节能降耗问题,本次研究首先对抽油机运行效率的影响因素进行分析,在此基础上,对抽油机节能降耗措施进行深入研究,为推动油田企业的进一步发展奠定基础。
研究表明:设备、参数以及管理是影响抽油机运行效率的三大因素,因此,油田企业需要从抽油机结构优化、引进节能设备以及加强抽油机运行管理三个角度出发,多项措施并行,进而达到抽油机节能降耗的目的。
关键词:抽油机;节能降耗;运行功率;影响因素;技术研究目前,随着经济的不断发展,对能源的需求量不断升高,石油是当前世界最重要的能源之一,在石油资源开采的过程中,抽油机是重要的设备,抽油机的主要作用是将地层中的原油开采出地面[1]。
在抽油机使用的过程中,能耗相对较大,石油企业30%以上的能耗均来自于抽油机,降低抽油机的能耗既可以为石油企业创造利益,又符合目前我国绿色发展的相关要求。
1 抽油机运行功率影响因素1.1 设备因素抽油机属于机械设备,在机械设备运行的过程中,根据能量守恒定律,必然会产生一定的能量损失,要想达到节能降耗的目的,必须将损失的能量降低,通过对抽油机进行细致的分析可以发现,抽油机的能量损失主要来自于四部分,分别是电机的热量损失、传动带的摩擦损失、盘根盒的摩擦损失以及减速箱内的摩擦损失,同时,如果连杆出现变形,也会产生一定的能量损失,一般情况下,这些能量损失都相对较小,但是将所有部位的能量损失相加,其损失的能量就会很大,这是制约抽油机节能降耗的关键所在,为了提高抽油机的运行效率,十分有必要将损失的能量降低[2]。
1.2 参数因素抽油机的运行参数也是影响其运行效率的关键所在,这里所讨论的运行参数主要指的是抽油机的抽汲参数,通过大量的实验研究发现,在相同的环境下,降低抽油机冲程,能有效提高抽油机的运行效率,一般情况下,在抽油机运行的过程中,油田单位都会采取长冲程、低冲次的运行方案,该种方案可以使得抽油机运行能耗大大降低。
尽管抽油机在石油开采中有非常重要的作用,但是不可否认抽油机在运行过程中还会受到一系列外在因素的影响,导致抽油机运行过程中能耗过大,直接影响抽油机节能效果。
针对这一点,必须加强抽油机节能降耗优化力度,逐步提升抽油机节能环保效果。
与此同时,还需要相关人员对抽油机的作用效果和运行模式展开有效分析,强化各项节能降耗技术措施在抽油机运行过程中的作用效果,推进我国石油行业向着可持续方向发展。
一、影响抽油机能耗的因素在对抽油机进行深入研究中,了解到影响抽油机能耗的因素有很多,具体表现在以下几个方面:第一,对于抽油机来说,其在运行过程中伴随一定能量变化,这就应对抽油机运行过程中能量变化趋势实施有效分析,以为抽油机良性运行提供有效参考依据。
但是抽油机在长时间运行过程中很有可能出现功率消耗的问题,加大抽油机运行过程中出现电机损失的几率,严重影响抽油机运行效率和节能环保性能。
第二,受抽油机皮带传动效率的影响,在抽油机运行时很有可能会出现皮带传动损失的问题,加大抽油机运行时能源消耗量,严重影响抽油机节能效果。
第三,在抽油机长时间运行过程中,其中机采系统设备综合运行效率也会受到影响,如果放任这一问题不管,不仅影响抽油机综合运行效果,还会导致抽油机能耗量上涨,继而导致抽油机运行过程中能源物质消耗量超出标准。
石油开采要求难以满足,严重阻碍我国石油行业良性发展。
第四,由于抽油机操作较为复杂,这就需要保证相关人员对抽油机运行模式有所掌握,避免抽油机运行过程中出现问题,继而强化抽油机节能效果。
但是多数抽油机操作人员综合素质低下,不能按照规定流程操纵抽油机,这就导致抽油机在运行过程中经常出现问题,严重时还会导致抽油机出现能耗量过大的问题,影响抽油机节能降耗效果,阻碍我国石油行业良性发展。
二、抽油机节能降耗技术措施1. 配置合理的电动机装置在抽油机投入使用之前,需要相关人员对抽油机在石油开采过程中的作用效果实施有效分析,并按照分析结果配置合理的电动机装置,积极改善抽油机中电动机设备在运行过程中出现的问题。
抽油机节能降耗技术研究1. 引言1.1 研究背景抽油机是石油行业中常见的设备,其能耗一直是制约生产效率和降低成本的重要因素。
随着能源资源的日益枯竭和环境污染问题的日益突出,抽油机节能降耗技术研究变得尤为重要。
研究背景可分为两个方面,一是国内外石油产量逐渐下降,油田开发难度增加,需要更高效的抽油机设备来提高产能和节约能源。
二是全球能源环境问题日益严峻,石油行业需要积极探索低碳、清洁生产的技术路线。
抽油机节能降耗技术研究可以有效提高石油生产效率,减少资源浪费,降低环境污染,并符合国际环保趋势。
研究背景的重要性在于指导我们将研究重点放在哪些方面,为研究意义和研究方法的展开提供了重要的参考。
针对抽油机节能降耗技术研究的背景,我们可以有针对性地选择研究内容,并在实践中取得更好的效果。
通过对研究背景的深入了解,我们可以更好地把握研究的方向,为抽油机节能降耗技术研究的深入开展打下坚实基础。
1.2 研究意义抽油机作为石油开采过程中不可或缺的设备,其能耗一直是石油公司关注的重点。
随着全球能源资源的日益枯竭和能源价格的不断上涨,抽油机的节能降耗技术也逐渐成为研究的热点之一。
通过对抽油机节能降耗技术的研究和应用,可以有效降低石油开采成本,减少对能源资源的消耗,提高石油生产效率,同时减少对环境的影响,实现石油产业的可持续发展。
研究抽油机节能降耗技术具有重要的意义,不仅可以提高企业竞争力,还可以为节约能源和保护环境做出贡献。
抽油机节能降耗技术的研究意义重大,对于推动我国石油产业健康可持续发展具有重要的现实意义和深远的历史意义。
1.3 研究方法研究方法在抽油机节能降耗技术研究中起着至关重要的作用。
研究方法的选择对于研究的成果和效果有着直接的影响。
在本研究中,我们将采用实地调研、实验分析和模拟仿真等多种方法进行研究。
通过实地调研,我们将深入现场,观察抽油机的运行情况,了解其能耗情况和存在的问题。
我们将进行实验分析,通过对不同节能降耗技术的实验验证,探究其节能效果和适用性。
分析抽油机的能耗及节能措施【摘要】本文旨在分析抽油机的能耗情况及提出节能措施。
首先从研究背景、研究目的和研究意义入手引入话题,接着详细分析了影响抽油机能耗的因素,包括运行参数、设备效率、维护保养和工艺流程等。
针对这些因素提出了优化运行参数、采用高效节能设备、定期维护保养和改善工艺流程等节能措施。
结论部分总结了本文研究内容,并展望了未来研究方向。
提出了针对抽油机能耗优化的研究建议,有望为相关领域的研究提供参考和借鉴。
通过本文的研究和讨论,有望为抽油机的能耗管理提供实用的指导和建议,促进节能减排工作的开展。
【关键词】抽油机、能耗、节能措施、优化运行参数、高效节能设备、定期维护、工艺流程、研究背景、研究目的、研究意义、研究内容总结、未来研究方向、研究建议。
1. 引言1.1 研究背景抽油机作为油田生产中不可或缺的设备,在石油开采行业中起着举足轻重的作用。
随着我国石油资源逐渐进入中后期开采阶段,抽油机的运行能耗和节能问题逐渐受到人们的关注。
抽油机的能耗情况直接影响着油田生产的经济效益和环境影响,因此对抽油机的能耗进行深入分析,并提出有效的节能措施显得尤为重要。
目前,我国石油开采行业面临着生产规模不断扩大、生产方式不断更新等挑战,抽油机已成为油田日常生产中耗能最大的设备之一。
而抽油机的能耗问题主要表现在能源消耗量大、效率较低、运行成本高等方面,严重制约了油田生产的可持续发展。
为了解决抽油机的能耗问题,需要从多个方面进行分析和改进。
通过优化运行参数、采用高效节能设备、定期维护保养以及改善工艺流程等多种节能措施,可以有效降低抽油机的能耗,提高生产效率,实现能源的节约和永续利用。
本文旨在深入分析抽油机的能耗情况,并探讨有效的节能措施,为提高油田生产效率、降低生产成本、保护环境做出贡献。
通过对未来研究方向的展望和提出研究建议,为我国石油开采行业的可持续发展提供参考。
1.2 研究目的研究目的是通过分析抽油机的能耗情况、影响因素以及节能措施,探讨如何降低抽油机的能耗,提高生产效率,减少生产成本,保护环境。
抽油机的开题报告一、选题背景随着现代工业生产的不断发展和进步,对于油品的工业化生产的需求也越来越大。
而在油品的生产中,抽油机的应用显得尤为重要,因此,研究抽油机的相关技术具有现实的意义和重要性。
由于抽油机具有结构简单、操作方便、效率高等优点,因此其应用范围广泛,被广泛应用于石油化工、医药制造、食品加工等行业中。
然而,抽油机在使用过程中常常会出现各种问题和故障,而如何优化抽油机的结构、提高其工作效率和稳定性,是目前许多研究者所关注的问题。
对于抽油机的研究不仅具有理论价值,同时也具有工程应用价值。
因此,通过对于抽油机的深入研究和分析,可以有效的优化其设计结构和工作效率,提高产品的质量,完善产品的市场竞争力,对于相关产业的发展有重要的推动作用。
二、研究目的本课题的主要研究目的是通过对于抽油机的系统性的研究和分析,探究其在工业生产中的主要应用和相关优化措施。
具体包括以下几个方面:1.对于抽油机的结构、工作原理进行分析和研究,明确其主要特点和优缺点;2.研究抽油机在不同工作环境下的性能和工作效率,探究其主要影响因素和改善措施;3.提出合理的设计方案和优化措施,以提高抽油机的性能和生产效率;4.对于抽油机的应用市场和市场需求进行梳理和分析,为相关厂商提供参考和决策依据。
三、研究内容和方法1. 研究内容本研究的主要内容包括以下几个方面:1.抽油机的基本结构和工作原理的分析和研究,包括其主要构成部分和各个部分之间的关系;2.抽油机的性能和工作效率的分析和研究,包括其主要影响因素和工作环境的适应性等;3.抽油机的设计和优化措施的研究和实践,包括选材、加工工艺、结构优化、系统维护等方面;4.抽油机的应用市场和市场需求的研究和分析,包括其当前的市场情况和发展态势等方面。
2. 研究方法本研究采用以下几种方法:1.理论分析法:通过对于抽油机结构、工作原理、性能等方面进行系统性的理论分析,为后续的研究提供理论基础;2.实验研究法:通过构建实验平台和开展实验研究,获取数据并对其进行分析和总结,为后续的设计和优化提供参考依据;3.数值模拟法:采用计算机辅助工程技术,通过数值模拟仿真来分析抽油机的结构和运行等方面,为后续设计和优化提供较为精确的数据支持;4.数据统计法:通过对于市场调研和数据分析等方法,获取相关市场数据和行业发展情况,为相关生产厂家提供市场参考。
抽油机节能降耗技术研究随着能源的日益紧张和环境保护意识的增强,节能降耗已经成为各行各业都面临的重要问题。
在石油行业中,抽油机是非常重要的设备,它的能耗问题一直备受关注。
抽油机节能降耗技术的研究成为了当前石油领域的重要课题之一。
一、抽油机节能降耗现状分析抽油机在石油生产过程中起着关键作用,但也是能耗较高的设备之一。
根据国际能源署的数据,抽油机在全球石油生产中的能耗占比高达30%左右。
在油田作业中,抽油机通常需要大量的电力来推动沉下的液体,同时还需要对抽出的油进行处理,这些都大大增加了抽油机的能耗。
抽油机的节能降耗问题亟待解决。
目前,国内外对抽油机节能降耗技术进行了大量的研究和实践,主要包括以下几方面内容:1. 抽油机设备改造:通过对抽油机设备进行结构、材料、润滑系统等方面的改进和优化,来降低能耗。
2. 抽油机运行参数优化控制:通过合理调整抽油机的运行参数,如转速、扬程等,以达到最佳工作状态,从而降低能耗。
3. 应用新型材料和技术:利用先进的新材料和技术,改善抽油机的性能,降低能耗。
4. 抽油机系统能效分析:通过对整个抽油机系统的能效进行分析和评估,找出能耗高的环节,并进行改进。
5. 抽油机智能节能控制技术:运用智能控制技术,实现对抽油机的智能监测、智能调节,达到节能降耗的目的。
以上几种技术在一定程度上取得了一些成果,但距离真正的节能降耗还有一定的距离,进一步的研究和实践依然十分必要。
二、抽油机的节能降耗技术探讨1. 利用智能控制技术实现节能降耗抽油机在运行中由于不同的井口状况、油层性质、工作条件等因素的变化,使得抽油机的运行参数也需要不停地调整。
传统的人工调控方式不能及时有效地适应这些变化,容易导致能耗增加。
而智能控制系统可以根据实时的数据信息,进行快速的自动调节,使得抽油机在不同工作条件下达到最佳的工作状态,从而降低能耗。
2. 应用新型材料提高抽油机的能效在抽油机的设计和制造中,采用新型材料可以大大改善抽油机的性能,降低能耗。
抽油机节能降耗技术研究随着能源的日益紧缺,节能降耗成为了一个重要的课题。
在石油工业中,抽油机是一种重要的设备,占用能源约85%以上。
因此,如何降低抽油机的能耗就成为了一个研究重点。
本文将介绍一些抽油机节能降耗技术的研究情况。
1.低能耗电机的应用传统的电机在运行时会产生大量的热量和噪音,而且效率较低。
为了解决这些问题,学者们提出使用新型低能耗电机来替换传统电机。
低能耗电机采用一些先进材料和技术,如永磁同步电机、电子可调速驱动器等,能大幅减少能耗和噪声,提高效率。
研究表明,在复杂的地质条件下,应用低能耗电机可以减少20%的能耗。
2.变频调速技术的应用传统的电机固定速度工作,但实际操作中需要根据实际需要来调节工作速度。
为了达到调节工作速度的目的,学者们提出了使用变频调速器的方法。
变频调速器能够实现电机的可调速,并且能够根据实际运行需要来调节电机的负载,从而降低能耗。
研究表明,在使用变频调速技术后,能够减少20%的能耗。
3.新型溢流阀的应用传统的溢流阀通常采用机械式或液压式的结构,存在能耗高,易损耗等问题。
为了解决这些问题,学者们提出了一种新型的液压溢流阀,它具有结构简单、能耗低、压力损失小等优点。
研究表明,在使用新型液压溢流阀后,能够减少抽油机能耗10%至15%。
4.节能型泵的应用传统的泵采用机械式或液压式结构,通常需要通过阀门来调节流量和负载,这样会导致能耗增加。
为了达到节能的目的,学者们提出了使用新型节能型泵的方法。
节能型泵采用电子控制,能够精确地控制流量和负载,从而达到节能的目的。
研究表明,在使用节能型泵后,能够减少能耗10%至20%。
5.负载分配技术的应用在多台抽油机同时工作时,如果负载分配不合理,会导致能耗增加。
学者们针对这一问题提出了负载分配技术。
该技术通过监控抽油机的负载和能耗,实现合理的负载分配,从而达到节能的目的。
研究表明,在使用负载分配技术后,能够减少能耗5%至10%。
总之,抽油机是一种能源消耗较大的设备,在实际运行过程中,需要提高其能源利用率,降低能耗。
油田抽油机节能技术的研究与应用的开题报告一、选题的背景与意义石油是全球最重要的能源之一,而油田抽油机是油田生产的关键设备之一,其正常运行对于保障油田的稳定产量和经济效益具有重要的作用。
油田抽油机的运行除了会耗费巨大的能源资源以外,还会产生大量的二氧化碳等温室气体,对于环境保护也存在一定的压力。
而随着社会经济的不断发展,节能减排已经成为世界各国发展能源的基本政策,油田抽油机节能技术的研究与应用也迫在眉睫。
二、研究内容和目的本文拟研究油田抽油机节能技术的研究与应用,并通过调研、实验等方法,探讨如何改进现有油田抽油机的性能,减少运行功率,降低能量消耗和二氧化碳排放量。
具体来说,本文研究包括以下三个方面:1. 油田抽油机的工作原理和传统设计方法:通过了解传统油田抽油机的工作原理和设计方法,掌握其结构和特点,为后期的优化改进提供理论依据。
2. 油田抽油机节能技术的研究:分析当前常见的油田抽油机节能技术,如变频调速、减阻降噪、电动机换机等,总结各种技术的优缺点和适用范围,为后续的应用提供参考建议。
3. 油田抽油机节能技术的应用实践:选取具有代表性的油田抽油机进行应用实践,通过对比改进前后的功率、能耗、二氧化碳排放量等指标,评估新技术的应用效果,证明其在实际生产中的经济价值和环保意义。
通过对以上三个方面的研究,旨在为油田抽油机节能技术的推广应用提供科学依据,为我国能源的可持续发展做出贡献。
三、拟采用的研究方法本文采用理论分析、实验和数据统计等方法进行研究:1. 理论分析法:通过文献调研和理论分析,了解油田抽油机的工作原理和传统设计方法,掌握其结构和特点。
2. 实验法:选取具有代表性的油田抽油机进行实验研究,通过实验数据的收集和分析,评估新技术的节能效果。
3. 数据统计法:通过统计被选用油田的现有能源消耗和二氧化碳排放情况,为后续的优化改进提供基础数据,比较其之前和之后的数据,评估优化改进效果。
四、研究的预期成果和意义本文预期得出以下几个方面的成果和意义:1. 深入了解和掌握油田抽油机的工作原理和传统设计方法,为后续研究提供基础。
抽油机节能降耗技术研究抽油机是石油开采必不可少的设备之一,其功耗直接影响到石油开采成本的高低。
为了提高抽油机的效率,降低其能耗,相关技术的研究也越来越受到关注。
抽油机的能源消耗在采油过程中占据了重要的比重,因此研究抽油机的节能降耗技术对于提高装备效率、节约能源、降低开采成本至关重要。
本文将围绕抽油机节能降耗技术进行探讨。
1. 抽油机能耗的主要因素抽油机的能耗与多个因素有关。
其中,抽油机的泵径和提液量是影响抽油机能耗的主要因素之一。
若泵径过小,会造成液流速度过快,增加摩擦阻力,大幅提高抽油机的动力需求;而提液量过大,则会增加抽油机功耗。
此外,地表功、泵深、杆柱位移等因素也会影响抽油机的能耗。
由此可见,抽油机节能降耗的根本途径是优化抽油机的设计参数,以求降低能耗。
2.1 变频调速技术传统的抽油机在工作时速度基本上是不变的,其功率也基本处于满负载状态。
而变频调速技术则能够根据井下油层需求,对电机进行调速,使其在运转时的速度和负载随工况变化自动适应,提高抽油机运行效率,降低能耗。
变频调速技术不仅能够减少抽油机能耗,同时还能降低电机在启动过程中产生的电磁冲击和机械冲击,延长电机及其他设备的使用寿命。
2.2 弹性液体技术弹性液体技术是一种通过改变注入液体的压力和流速,使其粘度发生变化的技术。
通过此技术,可以使液体在流动时粘度变大,从而减小摩擦阻力和涡流损失,进而降低抽油机的能耗。
根据研究,使用弹性液体技术后,抽油机能耗减少了20%-30%。
2.3 智能化故障预测技术传统的抽油机故障往往是突发性的,导致生产停滞,影响整个生产效率。
而随着科技的发展,智能化故障预测技术已经被应用到了抽油机中。
智能化故障预测技术可以对设备的振动、温度、电机电流等各种数据进行实时采集和分析,并进行数据对比和大数据分析,从而提前预测机器的故障信息。
这不仅可以为维护人员提供及时的维护信息,也可以让抽油机在出现问题前进行调整,提高设备的效率和使用寿命。
抽油机系统节能降耗措施优化研究摘要:新形势下重视抽油机的节能问题对于采油厂实现生产经营的提质降本增效具有重要的现实意义。
而要想提高抽油机效率,是一个比较复杂的系统问题,需要明确导致抽油机耗能高的关键因素,并据此采取针对性的预防及解决措施,从而使其最终达到节能降耗的目的。
关键词:游梁式抽油机;能耗问题;节能措施0前言游梁式抽油机具有制造容易、可靠性高、耐久性好、结构简单等优点,是采油厂应用最为普遍的采油设备系统之一,但是其由于其平衡性较差,载荷率低、工作效率低等问题,导致采油作业成本居高不下。
因此,针对游梁式抽油机攻关可靠性能高、节能降耗幅度大、易于维护保养的节能技术措施刻不容缓。
1抽油机耗能关键因素在油井环境不变时,抽油系统能耗主要受以下几个方面的影响:1.1管理水平管理水平的高低是决定抽油机系统经济运行的重要因素之一。
如井口密封盘根的上紧情况、驴头与井口的对中情况、抽油机的平衡及皮带轮松紧程度等,都会影响到整个系统的能耗分配,进而影响抽油系统的效率。
1.2设计水平增加抽油系统效率的重要方式是抽油系统优化设计。
在油井条件一定时,对抽油系统进行抽汲参数的优化设计,将显著提升油井的生产效率。
1.3技术装备水平技术水平及装备情况也是决定抽油机效率的主要因素。
若想从根本上解决抽油机系统能耗高的这一问题,需要利用比较先进的且节能型的技术装备,例如采用节能型抽油机、节能拖动装置、高滑差电机、效率较高的抽油泵及配套设备等。
尽管国内外学者对抽油机井系统优化配置的问题进行了大量的研究,但目前抽油系统能耗依然不小。
主要原因是缺少先进的技术设备、抽油生产系统的设计水平以及油井管理水平比较低等。
因此,开展提升抽油系统节能降耗措施优化研究,开发一套完整的节能措施计算分析方法,以能耗小和低成本为目标构建抽油机系统节能措施多目标组合优化数学模型,并且根据模型的结构特点确定合理的评价函数以及相对应的优化求解方法,从而实现抽油机系统投入产出最佳的优化目标,将对提高采油效率、增加经济效益有着重要的意义。
抽油机节能降耗技术研究抽油机是石油开采过程中的关键装备之一,它能够将地下石油通过管道输送至地面,对提高石油开采效率具有重要作用。
在长期的使用过程中,抽油机的能耗一直是制约其产品性能提升的一个重要因素。
如何通过技术手段实现抽油机的节能降耗一直是石油工程领域的一个研究热点。
本文将就抽油机节能降耗技术进行深入探讨。
一、抽油机节能降耗存在的问题1. 能耗高: 抽油机在运转过程中需要消耗大量的电能或者传统动力能源,尤其是在采油现场,由于地下油井深度较大,所以抽油机需要克服较大的工作阻力,导致能耗较高。
2. 效率低: 传统的抽油机在输油过程中效率较低,能源的利用率不高,导致能量的浪费,同时也会增加生产成本。
1. 新型材料应用: 通过采用新型材料,提高抽油机的叶轮、轴承等关键结构件的材质,使其具有更好的耐磨耐腐蚀性能,减少能耗损失。
2. 润滑技术改进: 采用先进的润滑技术,降低抽油机在运转过程中的摩擦阻力,提高运转效率,从而降低能耗。
3. 节能控制技术: 通过节能控制技术实现抽油机在运行过程中的动力调配优化,尽可能地减少系统中的不必要损耗。
4. 自动化技术应用: 引入自动化技术,实现抽油机的智能控制,能够准确地根据井下油层情况和地面需求来调整抽油机的工作状态,从而实现更为精准的能耗控制。
5. 节能设备更新改造: 对于一些老旧抽油机设备,进行节能设备更新改造,包括更换高效电机、增加变频调速设备等,从根本上提高了设备的能源利用效率。
三、抽油机节能降耗技术研究成果近年来,国内外研究机构和企业在抽油机节能降耗技术研究上已经取得了一系列成果,例如通过采用新型材料提高抽油机的耐磨性能,使其更加适应恶劣工作环境;通过润滑技术的提升减少了抽油机在运行中的能量损耗;通过节能控制技术的应用,实现了抽油机在运转过程中的动力调配优化,降低了能耗损耗;通过自动化技术的引入,实现了抽油机的智能控制,提高了系统的运行效率;通过对老旧抽油机设备的节能更新改造,使其在提高了能源利用效率的同时也延长了设备的使用寿命。
抽油机节能降耗技术研究作者:邓伟明来源:《中国化工贸易·下旬刊》2019年第04期摘要:针对抽油机在应用过程中的能耗问题,结合我国抽油机的应用现状,首先对抽油机使用过程中能耗的主要影响因素进行深入分析,在此基础上,提出油田单位节能降耗的主要措施,为油田单位解决油气资源开发成本奠定基础。
关键词:抽油机;能耗;影响因素;节能降耗;运行参数对于油田单位而言,采油工程的能耗相对较大,在采油工程中,抽油机运行过程中的能耗较大。
目前,国际市场的油气资源价格仍然相对较低,如果抽油机的能耗仍然维持在较高的范围,则对于油田的发展十分不利[1]。
目前,石油单位都采取了一定的抽油机节能降耗措施,但是效果并不明显,这主要是因为抽油机运行的能耗影响因素相对较多。
1 影响抽油机能耗的相关因素抽油机在使用的过程中,其能源消耗的过程其实就是能量转化的过程中,将能源的热能转化为抽油机的动能,一般来说,在能量转化的过程中必然会出现严重的能量损失问题,这部分能量消耗如果可以降低,则抽油机的能耗也可以大大降低。
通过对抽油机的运行情况进行深入分析可以发现,影响其能耗的因素主要体现在了三个方面,分别是设备因素、参数因素以及管理因素[2]。
首先,在设备因素方面,抽油机的使用效率主要由两方面决定,分别是能量的损失和输出功率,能量的损失主要体现在电机能量的损失、传送设备的摩擦损失以及杆端损失等方面,在这几方面中,传送设备的摩擦损失相对较大,同时,传送设备的摩擦还会对设备的使用寿命产生严重的影响,电机能量的损失与抽油机设备所处环境的温度条件具有一定的关系,当环境的问题相对较低时,其能量损失会大大增加。
其次,设备的运行参数也会对其能耗产生重要的影响,运行参数包括抽油杆的尺寸、抽油机运行过程中的冲程及冲次等,通过现场实验可以发现,如果可以降低抽油机运行的冲次,则其能耗可以大大降低,同时,如果可以提高抽油机中的泵径,则其能耗也会得到一定的降低[3];最后,在管理因素方面,由于我国油田中的抽油机存在分布较广的问题,所以需要对其配备合理的电路,如果电路不合理,也会使得抽油机的能耗大大增加,同时,如果抽油机在使用的过程中存在接地线破损问题,此时很容易导致抽油机的电容量不足,进而使得抽油机的功率得不到补偿,其运行效率大大降低,能耗得到进一步的升高。
抽油机节能降耗技术研究抽油机是一种在石油开采中广泛使用的设备,用于从地下抽取原油。
由于油田资源日益减少,以及环保和能源节约的要求逐渐增加,研究抽油机的节能降耗技术变得越来越重要。
抽油机的节能降耗技术主要包括机械节能技术和电气节能技术两个方面。
机械节能技术主要是通过改进抽油机的结构和降低摩擦损失来实现节能。
可以采用轴承和密封技术的改进来减少内部摩擦,降低能耗。
第二,可以改变抽油机的传动方式,采用高效的直联式传动或变速传动,提高能量传递效率。
还可以通过增加液体密度来提高体积积木-抽油机系统能量传递效率。
合理选择抽油机的材料和减小零部件的质量,也可降低抽油机的摩擦损失和能耗。
电气节能技术主要是通过改进抽油机的控制系统和驱动系统来实现节能。
可以利用先进的传感器技术和数据采集技术,实时监测和控制抽油机的工作状态,避免能耗高的工况,确保抽油机的高效运行。
可以采用变频控制技术,根据实际产能需求调整抽油机的转速,使其运行在较佳工况下,降低能耗。
还可以采用能源回收技术,将抽油机产生的余热转化为其他形式的能量,提高能源利用效率。
除了以上的机械节能技术和电气节能技术,还可以通过科技创新来研发新型的抽油机。
研究开发采用气力浮床技术的新型抽油机,通过气体和液体的相互作用来减小摩擦损失,提高能源利用效率。
也可以尝试采用光纤传感技术来实时监测和控制抽油机的工作状态,进一步提高节能降耗效果。
抽油机的节能降耗技术在当前的能源紧张和环保要求下具有重要意义。
通过机械节能技术和电气节能技术的改进,以及科技创新的推动,可以更好地满足油田资源开采的需求,并且降低能源消耗,减少对环境的影响。
未来的研究应继续加大对新型抽油机的研发力度,进一步推动抽油机节能降耗技术的创新发展。
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抽油机节能降耗技术研究随着石油工业的发展,抽油机作为石油开采的核心设备之一,扮演着重要的角色。
抽油机的能耗一直是业内关注的焦点之一。
随着国家对于节能减排的不断提出要求,抽油机节能降耗技术研究日益受到重视。
本文将对抽油机节能降耗技术进行研究和探讨,希望能够为抽油机的节能降耗提供一些有益的思路和方法。
一、节能降耗的重要性抽油机在石油开采过程中起到了非常重要的作用,抽油机的能耗问题一直是业内关注的热点。
传统的抽油机设备通常能耗较高,不仅增加了生产成本,还影响了石油开采的经济效益。
高能耗也导致了环境污染和资源浪费,严重影响了可持续发展的目标。
研究抽油机的节能降耗技术,对于提高能源利用效率、减少环境污染、实现可持续发展具有十分重要的意义。
二、节能降耗技术研究现状目前,国内外对于抽油机的节能降耗技术研究已经取得了一些进展。
主要包括以下几个方面的技术:1. 抽油机结构设计优化技术抽油机的结构设计对于能耗有着重要的影响,传统的抽油机结构通常存在一些设计上的不合理之处,导致了能耗的增加。
通过对抽油机结构进行优化设计,可以有效降低能耗。
目前,一些新型的抽油机结构设计已经取得了一些成果,例如采用轻质材料、减少零部件数量、降低机械摩擦等方法,有效降低了抽油机的能耗。
2. 抽油机智能控制技术智能控制技术可以通过对抽油机的运行状态进行实时监测和调整,使得抽油机的运行更加稳定和高效。
目前,一些先进的智能控制技术已经应用于抽油机中,例如采用先进的传感器技术实时监测抽油机的运行状态,利用智能控制算法优化抽油机的运行参数等方法,能够有效提高抽油机的运行效率,降低能耗。
3. 抽油机润滑技术抽油机的润滑技术对于减少机械摩擦、提高机械效率有着重要的影响。
目前,一些新型的抽油机润滑技术已经逐渐应用于抽油机中,例如采用先进的润滑油脂、改进润滑系统设计等方法,能够有效降低抽油机的能耗。
4. 抽油机能效评估技术抽油机能效评估技术可以对抽油机的能效进行全面评估和分析,找出能效低下的原因,并提出相应的改进措施。
抽油机电机节能减耗技术研究1毕业论文题目研究的目的及意义1.1 研究的目的与意义抽油机是石油行业的用电大户,其用电量约占油田总用电量的40% 左右,其节能前景十分可观。
由于抽油机负载一般呈周期性波动,负载率又低,因而抽油机系统的效率很低,据统计最高不过30%,电能浪费严重。
近几年来,高转差电机等节能电机的应用受到了好评,但是由于资金短缺,用节能电机替代普通异步电动机,工作进展速度仍不能令人满意。
近几年来油价下调,油田效益滑坡,抽油机电机节能不仅意义大,而且迫切。
我们从油田实际出发,开展了对油田现有电机进行节能改造的工作。
所以本论文的目的在于结合目前抽油机电机节能减耗的需求设计出抽油机电机节能的技术方法。
1.2 工程现状我国各类电动机总装机容量约为4.2亿千瓦,年耗电1万亿千瓦时以上,约占全国用电量的60%,运行效率比国外先进水平低10-20个百分点。
电动机年产量约为4500千瓦,平均效率比发达国家低2-3个百分点。
电机系统效率比发达国家低10-30个百分点,相当于国际20世纪70-80年代的水平。
若电机效率提高2%则可节约200亿kWh 的电能,相当于新建两座三峡水电站。
我国电机系统运行效率低,能耗高,主要是电动机及被拖动设备本身效率低,另外系统匹配和调节方式不合理造成系统效率低。
“大马拉小车”现象严重;由于我国设备可靠性差,设计选型富裕量较大,设备长期在低负荷区运行。
2 毕业论文任务概况(1)调研分析抽油机电机的工作特性,重点是传统的常规游梁抽油机用电机;(2)研究分析抽油机电机耗能的原因;(3)研究抽油机电机节能的技术方法和措施;1(4)节能减耗的技术要求及其分析,选择一到两种有效的方案并仿真验证;(5)编写程序验证,比较得出较好的节能方法;(6)撰写设计报告(论文)并准备毕业答辩。
3 主要研究内容及研究方法3.1抽油机电机的工作特性游梁抽油机采油系统主要由三部分组成。
一是地面部分——游梁抽油机,它由电动机、减速箱、四连杆机构、曲柄、平衡重、游梁、炉头、悬绳器、光杆等组成。
二是井下部分——抽油泵,其主要由泵筒、吸入阀、泵阀、柱塞(活塞)、排出阀等组成,它悬挂在套管中油管的下端。
三是抽油杆柱,它由长度数百米至数千米的钢杆链接而成,在地面与抽油机链接,在井下与抽油泵的活塞链接。
游梁抽油机采油的主要抽油过程是:电动机通过皮带和减速器带动曲柄作接近匀速的圆周运动,曲柄通过连杆带动游梁上下摆动,游梁前段的炉头上下运动,炉头上的悬绳器与井口上部的光杆连接,井口内部的光杆与抽油杆连接。
抽油机上下往复运动,带动活塞上下往复运动,把石油从井下提升到地面。
抽油泵的工作原理:抽油杆向上运动称为上冲程,抽油杆向下运动称为下冲程。
上冲程时,抽油杆带动油泵活塞上行,油泵的排出阀受自重和油管内液体的压力作用而关闭,油泵活塞提升液体向上运动。
与此同时,油泵活塞下面空间内的压力降低,油泵下面的吸入阀打开,液体被吸入泵内空间。
下冲程时,抽油杆带动油泵活塞下行,油泵下面的吸入阀关闭,油泵排出阀打开,液体流入油泵活塞上部,油泵活塞再向上运动时又将这部分液体提升。
抽油机不断的往复运动,油泵活塞不断的上下运动,原油就不断地流到地面,这就是抽油机、抽油杆、抽油泵系统的采油工作原理。
游梁抽油机就是将曲柄的圆周运动抽油机的往复直线运动。
当上冲程时,抽油机要提升原油和抽油杆柱,抽油机的载荷很大;当下冲程时,抽油杆柱的动力拉动抽油机运动。
抽油机运行过程中载荷变化很大,必须采取平衡措施。
目前游梁抽油机普遍采用的方法是在曲柄上加平衡重物来实现抽油机的平衡。
由于游梁抽油机机械机构的限制,抽油机在一个工作循环中,电动机负载转矩波动很大。
在一个工作循环中,负载转矩有较高的“峰值”和较深的“低谷”。
低估中横轴下面部分即为负转矩,负转抽油机电机节能减耗技术研究矩将拖动电动机运行,使点电动机进入发电状态。
这种波动很大的扭矩特性,使抽油机对其驱动的电动机特性要求非常苛刻。
3.2 抽油机电机耗能原因游梁式抽油机是石油开采的主要设备,也是主要耗能设备,其驱动电机负载率通常都小于30%。
这种情况的存在,使电能的利用率降低,增加了电能的损耗。
通过前面的分析可知,游梁抽油机驱动电动机需求满足下列要求。
(1)电动机要有较大的起动转矩,以便克服平衡块的惯性,使抽油机能够顺利起动。
(2)抽油机一旦运行起来,只需要较小的运动功率,一般是电动机额定功率的1/3左右,甚至更低。
因此要求电动机有较宽的效率曲线和功率因数曲线。
(3)在一个周期中,电动机的平均功率较小,但峰值转矩较大,电动机必须具有足够的瞬间过载能力。
(4)在一个周期中,电动机将有一段时间处于发电状态,发电时能够将发电能量回馈电网。
(5)抽油机在上、下冲程转换时应降低低端机转速,以减缓换向对抽油杆的冲击,减小抽油杆的弹性形变,延长抽油泵的实际行程。
上面(1)和(2)的要求是一个矛盾,选用功率较大的电动机能够满足起动要求,但电动机运行时负载率就很低,电动机处于“大马拉小车”的状态,造成运行效率和功率因数都很低。
这就是游梁抽油机系统效率低的主要原因。
3.3 机械特性配合的节能原理3.3.1 机械特性配合的节能原理超高转差电动机用于驱动游梁抽油机,其节能原理主要有以下两个方面。
1.有较高起动转矩,降低功率等级,提高负载率超高转差电动机的堵转转矩倍数为2.8~3.5,堵转电流倍数为3.0~5.0,因此超高转差电动机具有良好的起动性能。
当超高转差电机驱动抽油机负载时,一方面可以用较小容量的电动机取代较小容量的普通电动机,实现功率的合理匹配。
较好的解决了3“大马拉小车”的问题,提高了电动机的运行效率,从而具有良好的节能效果。
另一方面,起动电流减小可以降低变压器容量。
比如一个油井计量站的变压器容量原来给6口油井的电动机供电,当采用超高转差率电动机后,可供给7~8口油井电动机用电。
或者供电的油井数不变而使用容量较小的变压器,这不仅可以大大节约设备投资,同时也减小了变压器的供电损耗。
2.超高转差率电动机的软特性可以改善系统配合,提高系统效率超高转差电动机的机械特性是软特性,在拖动抽油机过程中,当负载转矩增加时,电动机转速下降;当负载转矩减小时,电动机转速上升。
抽油机负载转矩变化非常复杂在一个周期内相对平稳段不到三分之一。
对于如此变化复杂的负载,为什么需要软特性驱动呢?这个问题还要从抽油机的动力传送机构上分析。
抽油机的动力传送是靠长长的抽油杆。
抽油杆是由几米长的钢杆一根一根连接而成的。
对于一根抽油杆可以看成是钢性杆,对于上千米的钢杆就不能看成钢性杆,而是一根弹性杆,或者说是一根长长的弹簧。
经过这样一根弹性杆,抽油泵活塞的运动规律不再是抽油机光杆的运动规律。
再加上抽油杆与油管的磨擦阻力以及原油的粘滞阻力,抽油泵活塞的运动规律非常复杂。
引起抽油杆弹性形变的主要原因是光杆的加速度。
抽油机从上冲程到下冲程,或者从下冲程到上冲程都称为换向。
抽油机是将圆周运动转换为往复直线运动,在换向和中间运动过程中都有加速度的变化,因此抽油杆弹性形变不可避免。
行之有效的措施是利用超高转差电动机的软特性驱动,缓解加速度的变化,减小抽油杆的弹性形变,从而延长了抽油泵柱塞的实际行程,提高了抽油泵的充满系数,增加了产液量。
利用超高转差电动机驱动油梁抽油机,不仅呢能够取得良好的节能效果,还能延长抽油系统的寿命。
首先,超高转差电动机能够较大地降低抽油机减速箱的最大峰值扭矩,延长减速箱的寿命。
其次,减小抽油杆最大应力和应力变化,减少断杆和脱杆事故,延长抽油杆的寿命。
延长了设备的使用寿命,也是提高生产效益。
通过电动机与负载机械特性的合理配合,改善系统配合,提高系统效率,在电动机能耗不变的情况下,增加产量,这就是机械特性配合的节能原理。
3.3.2 超高转差电动机的特点从转差率的角度,三相异步电动机可以分为三种。
普通异步电动机的转差率在2%~5%;高转差电动机的转差率在5%~10%;超高转差率电动机的转差率在抽油机电机节能减耗技术研究510%~30%。
目前与游梁抽油机机械特性相匹配的驱动电动机主要是超高转差电动机,下面介绍超高转差电动机的机械特性。
超高转差电动机,顾名思义即转差率很高的电动机,其机械特性很软。
超高转差电动机的转子采用铜、铝、镁等合金材料制成,增加了转子电阻,从而提高了电动机的转差率,使电动机在重负荷时转速下降,转矩增加;在轻负荷时转速上升,转矩减小,转速变化范围变大,起动电流小,起动转矩大。
1、功率因数分析功率因数与电动机参数有关,因此由异步电动机等效电路。
可以看出:转差率变化时,定子支路和励磁支路不受影响,受影响只有等效的转子支路。
由等效电路可得转子侧的功率因数角为=arctan() (1) 所以,要分析功率因数的变化,关键是看/s 如何变化。
下面分析功率因数的变化。
A 点为低转差运行点,B点为高转差运行点。
电动机低转差和高转差运行时负载转矩不变,由转矩公式 T= (2)可知,只有当r 2/S A =r 2’/S B 时,才能保证T A =T B因此当电动机带恒转矩负载运行时,转差率改变时/s 保持不变,所以转子侧的功率因数角保持不变,cos保持不变,电动机从电网输入的功率因数cos也保持不变。
2、效率分析电动机效率定义η== = (3)恒转矩负载转矩不变,使用超高转差电动机时转速n 降低,输出功率P 2降低。
又由于r 2/S A =r 2’/S B 不变,图2-10电动机等效电路的参数不变,输入电压U 1不变,故I 1、I2均不变。
因此功率η下降。
3、损耗分析由于I 2不变,转子电阻增大,=3,转子铜耗增加。
另外,由=s也可以得到,随着转差的增高,转子铜损耗(转差功率)也相应增大。
4、起动性能分析电动机的起动转矩公式:=(4)由式(4)可以看出,随着转子电阻的增大,起动转矩也增大。
起动电流:=(5)由于转子等效电阻增加,由式(5)可知,起动电流减小。
通过上面的分析可知,超高转差电动机只有与特殊负载(游梁抽油机)配合,才能获得较好的节能效果。
3.4 串级调速节能原理3.4.1工作原理传统串级调速是将电机的转子回路通过串级调速控制装置及逆变变压器与电网连接。
为了便于在转子回路中串入合适的附加电势,往往将转子交流整流成直流,在直流回路中串入可变直流电势来实现。
装置将转子三相交流整流成直流并平波后,由有源逆变器提供串入的直流反电势同时将转子转差功率再逆变为工频交流,通过逆变变压器回馈至电网吸收。
通过改变等效电势的大小达到调速的目的。
等效电势大小的调节是通过调整逆变器的逆变角(移相触发)来实现的。
由于传统串级调速是通过调整逆变器的逆变角(移相触发)来实现对等效反电势的调节的。
这种移相触发的方法存在着功率因数低及可靠性差的缺点。