直驱电机抽油机简介

随着石油行业的发展和节能要求的增加，常规游梁式抽油机井节能改造形成了以更换节能拖动装置、参数优化为主的技术措施，但其地面设备节能挖潜空间越来越小。

通过系统分析，在抽油机的驱动环节研发应用了永磁半直驱电动机，该电动机具有低转速、大力矩、运行效率高等特点，由永磁同步电动机、配套的控制箱及支撑部分组成[1]。

随着低速电动机的发展，在永磁半直驱电动机的基础上，研发了抽油机直驱电动机，抽油机举升方式仍以游梁式抽油机为主。

与永磁半直驱电动机对比，取消了减速器部分，电动机直接驱动四连杆机构，通过变频器控制实现需要的冲次数，减少了游梁式抽油机的结构部件，具有简化结构、减少维护部件、运行平稳、节能效果等优势。

抽油机直驱电动机的现场应用及效果许立红李青竹刘士玉姜冬梅（大庆油田有限责任公司第四采油厂）摘要：常规游梁式抽油机在节能改造方面形成了以更换节能拖动装置、参数优化为主的技术措施，未改变其能量传递方式，存在节能挖潜空间逐渐减少的问题。

因此，开展抽油机直驱电动机的现场试验。

采用抽油机直驱电动机直接驱动游梁抽油机四连杆机构传动，减少了减速箱、皮带传动部分，系统简单，机械效率明显提高。

试验结果表明，抽油机直驱电动机节能效果显著，噪音得到了有效降低，与普通游梁抽油机比较，功率因数和系统效率均得到较大提高。

解决了常规游梁式抽油机受四连杆机构固有特性的影响，传动效率低，系统能耗高的问题，年节约电量2.30×104kWh，年创经济效益1.47万元，为抽油机井降低能耗提供了技术支撑。

关键词：抽油机；直驱；电动机；机械效率DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2022.07.011Field application and effect of direct drive motor in pumping unit XU Lihong，LI Qingzhu，LIU Shiyu，JIANG Dongmei No.4Oil Production Plant of Daqing Oilfield Co ．，Ltd ．Abstract：In view of the problem that technical measures of replacing energy-saving drive system and optimizing parameters didn't change the way of energy transfer in conventional beam pumping unit，the field application test of direct drive motor in pumping unit is carried out．The direct drive motor in pumping unit directly drives the four bar mechanism of beam pumping unit，which reduces reducer casing and belt pulley and improves the efficiency significantly．The research results show that energy-saving effect of direct drive motor in pumping unit is obvious and the noise of pumping unit is effective-ly reduced．Compared with conventional pumping unit，the power factor and system efficiency are greatly enhanced．The direct drive motor has solved the problem of low transmission efficiency and high energy consumption of conventional pumping unit，caused by the four bar mechanism．With an-nual energy-saving 2.30×104kWh and annual economic benefits of 14700yuan，the direct drive moter provides technical support for energy-saving in pumping unit．Keywords：pumping unit；direct drive；motor；energ-saving 第一作者简介：许立红，高级工程师，1994年毕业于大庆石油学院（采油工程专业），从事机采节能管理工作，131****8120，***********************.cn，黑龙江省大庆市红岗区红岗西街6号工艺研究所水驱机采室，163511。

抽油机的简介和工作原理
抽油机是一种常用于工业领域的设备，主要用于将液体或气体从一个区域抽取到另一个区域。

它通常由一个驱动装置、一个抽取装置和一个排放装置组成。

工作原理：抽油机的工作原理基于负压原理。

首先，通过驱动装置，抽油机产生一个真空环境。

然后，通过抽取装置，将待抽取的液体或气体引入抽油机的空间。

在引入过程中，液体或气体充满了抽油机的工作腔室。

接下来，通过排放装置，抽油机将液体或气体释放到指定的区域。

抽油机以其高效率和可靠性而广泛应用于许多领域，如石油工业、化工工业、食品加工工业等。

它可以用于抽取各种液体，如油、水、污水等，也可以用于抽取各种气体，如气体尘埃、二氧化碳等。

抽油机的应用范围非常广泛，可满足各种不同行业的需求。

总结而言，抽油机是一种利用负压原理将液体或气体从一个区域抽取到另一个区域的设备。

其工作原理基于驱动装置产生真空环境，然后通过抽取装置将待抽取的液体或气体引入抽油机的空间，并最终通过排放装置将液体或气体释放到指定区域。

电机直驱游梁式抽油机机构力学性能分析电机直驱游梁式抽油机机构力学性能分析引言：电机直驱游梁式抽油机是一种新型的抽油机，相比传统抽油机具有结构简单、高效节能等优点。

本文将对电机直驱游梁式抽油机的机构力学性能进行详细分析。

一、电机直驱游梁式抽油机的结构及工作原理电机直驱游梁式抽油机由电机、齿轮装置、游梁、曲轴机构和油泵等组件组成。

工作时，电机通过齿轮装置直接驱动游梁上下运动，从而实现油泵的泵油动作。

二、电机直驱游梁式抽油机的受力分析在正常工作条件下，电机直驱游梁式抽油机承受着多种力的作用，需要进行受力分析以保证其正常运行。

1. 游梁的自重力游梁作为机构的主体之一，其自重力对整个抽油机的力学性能有重要影响。

游梁质量分布均匀，可以视为一个质量集中的物体，对游梁的自重力可以通过重力的方向乘以其质量进行计算。

2. 曲轴机构的力曲轴机构是实现游梁运动的关键部件，受到排油力的作用。

在运动学分析的基础上，应用牛顿第二定律，可以计算出曲轴机构所受到的力。

3. 油泵的力油泵在工作时需要克服摩擦力和压力的阻力，从而提供足够的工作能力。

油泵所受力的计算需要考虑摩擦力和压力的大小和方向。

4. 游梁间接受到的力游梁连接齿轮装置和油泵，作为传递力的媒介，会间接受到一部分力。

这部分力需要通过齿轮装置的力传递原理进行计算。

三、电机直驱游梁式抽油机的力学性能评价电机直驱游梁式抽油机的力学性能评价可以从以下几个方面进行。

1. 抽油效率抽油效率是衡量抽油机性能的重要指标之一，其高低直接影响到油田的开采效果。

抽油效率的计算可以通过输入功率和输出功率之间的比值进行。

2. 受力情况通过对电机直驱游梁式抽油机的受力情况进行分析，可以评价其受力均匀性以及各个部件的受力情况是否合理。

合理的受力分布可以有效提高抽油机的使用寿命。

3. 运动学性能通过运动学分析，可以评价电机直驱游梁式抽油机的运动参数是否符合设计要求，比如游梁的运动速度和加速度是否达到预期目标。

61技术应用与研究一、永磁复合电机直驱式抽油机与传统游梁式抽油机的结构机理对比直驱式游梁抽油机的工作机理是：　用一台低转速大扭矩永磁复合电机，取代原有的电动机、皮带及机械齿轮箱（调速器），直接驱动游梁式抽油机。

驱动特点：　直驱式游梁抽油机只有一体化直驱系统一个旋转驱动环节１．永磁复合电机 永磁复合电机传统游梁式抽油机的机理：通过曲柄连杆将机械减速齿轮箱的旋转运动转变为抽油杆的往复运动。

其中减速箱由感应电机经过皮带连接。

游梁式抽油机工作可靠，使用和维修方便，是油田采油应用最广泛的抽油机机型。

驱动特点：游梁式抽油机有电动机、皮带、齿轮箱三个旋转驱动环节。

电动机通常为感应电机，虽然额定效率一般能达到９０％，但由于抽油机每一个冲程内负载扭矩极不均衡，而感应电机轻载时的效率及功率因数很低，因此平均效率和平均功率因数不高。

齿轮箱需要定期维修和更换润滑油，容易产生渗油、漏油等环境污染问题。

皮带非常容易磨损，随着磨损程度的增加，效率也会降低。

二、永磁复合电机直驱式抽油机主要特点１．免维护：永磁复合电机实现非接触转矩传递，无需润滑，无需维护，大大提高了系统寿命与可靠性，降低了油田现场维护工人的工作量，尤其适合偏远地区的油井。

２．体积小：由于具有很高的转矩密度，永磁复合电机具有非常紧凑的体积，甚至小于同转矩规格的机械减速齿轮箱。

　３．高效率、低温升：永磁复合电机具有很低的温升及很高的运行效率，大部分运行区域效率大于８５％。

４．噪音与振动：永磁复合电机具有很低的噪音与振动。

运行平稳顺畅。

减速箱无渗漏避免了环境污染。

５．功率因数：永磁复合电机具有很高的功率因数。

大范围取代感应电机后可减少永磁复合电机直驱式抽油机应用及改进宗素芹 中原油田分公司文卫采油厂 线路损耗与发电容量，有效降低油田供电系统的发电成本。

６．自保护：永磁复合电机提供多重保护，除了变频器所提供的过压过电流保护外，自身具有过载打滑的自保护功能。

三、永磁复合电机直驱式抽油机应用效果分析１．生产数据前后对比。

直驱式游梁抽油机用双永磁励磁游标电机的设计与优化直驱式游梁抽油机用双永磁励磁游标电机的设计与优化引言近年来，随着能源需求的不断增加，油气资源的开采工艺和设备也在不断更新和优化。

直驱式游梁抽油机作为一种新型的油田抽油设备，由于具有高效、节能、可靠等特点，受到了广泛关注。

在直驱式游梁抽油机中，采用双永磁励磁游标电机可以有效提高系统的动力性能和工作效率。

本文旨在研究直驱式游梁抽油机用双永磁励磁游标电机的设计与优化方法，以提高其系统性能。

1. 直驱式游梁抽油机的基本原理直驱式游梁抽油机是在传统抽油机基础上进行改进的一种设备。

其基本原理是通过游梁杆的上下运动实现泵腔的变容，从而实现油液的抽取。

相较于传统的拨动杆抽油机，直驱式游梁抽油机具有结构简单、传动效率高、运行稳定等优点。

2. 双永磁励磁游标电机的工作原理双永磁励磁游标电机是一种新型的永磁同步电机结构，其基本原理是通过永磁励磁使游标电机的旋转子形成磁场与定子磁场之间的磁场交联，从而实现电动机的工作。

相较于传统的感应电机，双永磁励磁游标电机具有功率密度大、体积小、效率高等优点。

3. 直驱式游梁抽油机用双永磁励磁游标电机的设计设计直驱式游梁抽油机用双永磁励磁游标电机需要考虑以下几个方面：3.1. 功率匹配根据直驱式游梁抽油机的工作需求，需要选择合适的双永磁励磁游标电机功率。

通过计算系统的工作负载和效率需求，确定电机的额定功率。

3.2. 结构设计根据直驱式游梁抽油机的结构特点，设计双永磁励磁游标电机的结构。

考虑到电机在工作过程中的振动和冲击，需要对电机的结构进行合理的设计，并采用适当的结构材料，提高电机的稳定性和耐用性。

3.3. 励磁系统设计直驱式游梁抽油机用双永磁励磁游标电机的励磁系统需要设计合适的永磁材料和磁路结构，以确保电机在工作过程中具有稳定的磁场分布和高效的励磁特性。

同时，还需要考虑电机的电路设计和控制系统，以提高电机的响应速度和控制精度。

4. 优化方法优化双永磁励磁游标电机的设计可以从以下几个方面进行： 4.1. 磁场优化通过优化永磁材料的选择和磁路结构的设计，提高电机的磁场特性，使其具有更低的漏磁和更高的能量转换效率。

直线电机驱动抽油机的设计张静双【摘要】目前一般的油田抽油设备主要是常规游梁式抽油机,但是存在能源消耗高,效益低的问题.直线电机抽油机由直线电机驱动,取消了复杂的机械传动变速环节,将传统的旋转式驱动器改变为直线往复驱动,使直线电机抽油机具有了更完善的运动性能,动力性能和的平衡效果.本文介绍的直线电机抽油机的工作原理,说明了直线电机抽油机的特点和优势,探讨了在国内外的发展现状以及存在的问题.完成总体方案设计的直线电机抽油机,并选择了抽油机的主要电机部分.本装置是机电一体化的设备,主要分析了抽油机的载荷并对天轮进行了强度分析.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】4页(P266-269)【关键词】直线电机;抽油机;天轮;结构设计【作者】张静双【作者单位】天津机电职业技术学院机械系,天津300131【正文语种】中文【中图分类】TG51目前，大多数我国油田进入中后期开采，对机械采油设备的开发及技术水平的的要求也越来越高。

然而过去几年大量投入使用的抽油机驱动方式都是旋转电机，必须经过一个复杂的能量转换为直线往复运动。

这不可避免地造成系统的转换效率低下，同时由于机械结构复杂，组成零件过多系统的稳定性也有很大的隐患。

为了有效地解决这些问题，直线电机驱动抽油机应运而生。

直线电机驱动抽油机，主要是为了解决现有的抽油机无功损耗大，成本高，机械位置移动困难等问题点。

直线电动机驱动的泵送单元改变常规的泵送单元的移动机构，并直接利用的线性往复运动的线性电动机驱动抽油杆垂直运动，从而达到目的的液体内电梯井。

正常抽水马达驱动器，通过绳子绕过的天伦轮，翻转轮驱动抽油杆悬绳和上下运动，完成抽油过程。

直线电机抽油机是结构示意图如图1所示。

它结构紧凑、重量轻、体积小。

动子（相当旋转电机的转子）是直线往复运动，通过柔性连接件、钢丝绳导向轮直接与抽油杆连接。

动子的运动与抽油泵柱塞上下运动完全一致，其生产成本低、运行效率高、维护费用小是不难理解的。

专利名称：直驱式节能抽油机专利类型：实用新型专利
发明人：宋嗣新
申请号：CN201420800991.7申请日：20141216
公开号：CN204312034U
公开日：
20150506
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种直驱式节能抽油机，是由井架、升降机构固定架、升降机构、传动机构、第一升降索、第二升降索和配重组成，升降机构固定架设置在井架旁侧，传动机构是由第一定滑轮和第二定滑轮组成，第一升降索绕过第一定滑轮和第二定滑轮，第一升降索的一端与抽油杆联接，第一升降索的另一端与升降机构的齿条座上端联接，升降机构设置在升降机构固定架上，第二升降索的上端固定在升降机构的齿条座下端，第二升降索的下端与配重固定。

本实用新型是通过升降机构来实现提升抽油杆和下降抽油杆的换向目的,以及提升配重和下降配重的换向目的，驱动电机无需驱动换向，电机工作载荷平稳，进而节省电能。

对抽油杆使用平衡配重，配重与井口载荷时保持平衡，节省能源，降低了生产成本。

申请人：宋嗣新
地址：130000 吉林省长春市高新区伟业星城18栋2门303室
国籍：CN
代理机构：长春市四环专利事务所(普通合伙)
代理人：张建成
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