抽油机专用调容节能变压器的研制

节能变压器在抽油机井上的应用探析2.中石油吉林油田新能源有限公司吉林松原 1380003.中国石油天然气股份有限公司吉林油田分公司新木采油厂吉林松原138000摘要：从现实发展情况来看，社会经济发展速度非常快，快速发展的背后是对资源的过度需求，尤其是石油资源。

伴随石油开采规模的日益扩大化，抽油机应用数量也越来越多，用电消耗占比越来越突出，很多石油企业也将重点放在了节能降耗方面，控制抽油机电能消耗。

抽油机应用规模比较庞大，所以节电节能是非常有必要的。

将节能变压器应用于抽油机中，能够对抽油机运行状态进行有效调控，节能变压器可以根据抽油机状态进行针对性调整，在抽油机启动期间提供较高的输出电压，负荷电流降低能够自动降低输出电压，确保输出功率的动态平衡，不浪费电能。

基于此，本文就对节能变压器在抽油机井上的应用内容进行了详细概述。

关键词：节能变压器；抽油机；应用分析抽油机是油田开采不可或缺的组成部分，在抽油机启动之后，为了确保其运行稳定性，需要留有一定裕量，但抽油机正式进入工作状态后，变压器处于低负载状态，容易造成抽油机高能耗，运行成本增加，导致电能浪费问题。

需要结合抽油机具体运行情况，采用合适的节能措施，合理运用节能变压器，提高抽油机的节能效率，通过节能变压器的有效应用，可以在一定程度上改善抽油机动力系统载荷过低的情况，减少抽油机运行能耗，为企业增加更多经济效益。

一、抽油机工作原理分析抽油机也被称为磕头机，是我国油田中后期开发不可缺少的装备。

每个采油井都会利用到抽油机，从地底（或海洋）深处抽取石油。

抽油机的工作循环可以划分为上提抽油杆、下放抽油杆、由上提抽油杆到下放抽油杆、由下放到上提抽油杆4个周期。

一般情况下，游梁式抽油机的地面部分由电动机、减速器和四连杆机构（包括曲柄、连杆和游梁）等构成，当它在工作的时候，电动机会利用三角皮带来推动减速箱进行减速，然后由四连杆机构来将减速箱输出轴的转动运动变成游梁驴头的往复运动，再利用驴头来推动抽油杆进行上下往复的直线运动，这样就可以将石油从油井中抽取出来。

引文：冯静，陈雷，杜广纯，等．抽油机智能调平衡装置的研制[J]．石油石化节能，2023，13（8）：47-51.FENG Jing，CHEN Lei，DU Guangchun．Devlopment of intelligent balancing device for pumping unit[J]．Energy Conserva-tion in Petroleum&PetroChemical Industry，2023，13（8）：47-51.抽油机智能调平衡装置的研制冯静1陈雷2杜广纯3刘春雨4刘春红5（1.大庆油田有限责任公司第三采油厂；2.大庆油田有限责任公司第七采油厂；3.大庆油田装备制造集团；4.大庆油田有限责任公司井下作业分公司；5.大庆油田有限责任公司第二采油厂）摘要：游梁式抽油机是油田目前主要采用的举升装置，游梁式抽油机井的耗电量占油田总用电量的40%。

由于抽油机悬点在运动时，上下冲程中受到载荷不均匀，通常采用调平衡的方法来减小对抽油装置的影响，但普遍存在平衡效果差，能耗高的问题。

针对油田游梁式抽油机调平衡过程中存在的问题，开展游梁式抽油机智能调平衡装置研究。

在常规游梁式抽油机基础上，增加尾平衡梁，将原来的曲柄平衡方式改为曲柄与尾平衡梁的复合平衡方式，通过传感器监测抽油机平衡率，控制系统根据平衡率给出平衡调整信号，控制驱动机构带动尾平衡梁向平衡块移动，从而实现抽油机平衡自动调节功能。

通过试验，抽油机电流平衡率为85%～100%，功率平衡率为50%以上，改造后可节约8%～10%的能耗。

关键词：抽油机；智能调平衡；平衡率；节能DOI:10.3969/j.issn.2095-1493.2023.08.010Devlopment of intelligent balancing device for pumping unitFENG Jing1，CHEN Lei2，DU Guangchun3，LIU Chunyu4，LIU Chunhong51No.3Oil Production Plant of Daqing Oilfield Co．，Ltd．2No.7Oil Production Plant of Daqing Oilfield Co．，Ltd．3Daqing Oilfield Equipment Manufacturing Group4Downhole Service Company of Daqing Oilfield Co．，Ltd．5No.2Oil Production Plant of Daqing Oilfield Co．，Ltd．Abstract：The beam pumping unit is the main lifting device currently used in oilfield and the electric-ity consumption of beam pumping unit accounts for40%of the total electricity consumption in oilfield．Because it is unevenly loaded in the upper and lower strokes when the suspension point ofpumping unit is in motion，the balancing method is usually used to reduce the effect on the oil pumping device．However，this work generally suffers from poor balancing effect and high energy consumption．In re-sponse to the problems existing in the balancing process of beam pumping unit，the study of intelligent balancing device for beam pumping unit is carried out．On the basis of the conventional beam pumping unit，the tail balancing beam is added，and the original crank balancing[3]method is replaced by the composite balancing method of crank and tail balancing beam.Firstly，it relies on the sensor to monitor the balance rate of pumping unit，and then according to the balance rate，the control system gives the balance adjustment signal and controls the driving mechanism to move the balancing block on the tail balancing beam to achieve the automatic adjustment function of pumping unit balance．Through the tests，the current balance rate of pumping unit is between85%and100%and the balance rate of power is more than50%，which can save8%~10%of energy consumption after transformation．Keywords：pumping unit；intelligent balance；balance rate；energy conservation第一作者简介：冯静，工程师，2008年毕业于大庆石油学院（石油工程专业），从事油田三次采油技术，133****9560，**************************.cn，黑龙江省大庆市萨尔图区第三采油厂采油工艺研究所，163000。

抽油机节能技术研发抽油机是一种用于从地下油井中抽取原油的设备。

在石油工业中，抽油机在原油开采过程中起着至关重要的作用。

然而，传统的抽油机由于其能源消耗和低效率而导致能源浪费和环境污染问题。

为了解决这些问题，石油工程师们致力于抽油机节能技术的研发。

抽油机节能技术可以提高抽油机的能源利用率，减少能源消耗，并降低对环境的不良影响。

本文将介绍几种抽油机节能技术及其研发情况。

首先，抽油机变频调速技术是节能的一种重要手段。

传统的抽油机通常采用恒速驱动的方式，但是在产量变化的情况下，固定速度驱动会浪费大量的能源。

而采用变频调速技术可以根据实际需要，调整抽油机的工作频率和转速，以达到节能的目的。

近年来，随着电力电子技术的快速发展，抽油机变频调速技术已经得到了广泛应用。

研发人员通过合理设计变频器的电路结构和参数配置，成功地将抽油机的整体能效提高了10%以上。

其次，抽油机智能控制技术也是节能的一种重要途径。

传统抽油机的控制系统比较简单，缺乏智能化的特点。

而引入智能控制技术可以通过实时监测井口压力、电机负载等参数，自动调整抽油机的工作状态，从而减少能源浪费。

目前，研发人员已经成功地开发出了一种基于人工智能的抽油机智能控制系统。

该系统可以根据地质条件、产量变化等信息，自动调整抽油机的工作状态和驱动参数，提高抽油机的能源利用率，并减少人工干预的需求。

此外，抽油机节能技术的研发还包括轴流泵、离心泵等核心部件的改进和优化。

这些核心部件是抽油机正常运行所必需的，其性能的提升将直接影响抽油机的能效。

研发人员通过改变泵的结构和材料，优化泵的叶轮设计，提高泵的效率和耐磨性。

同时，还采用了一些新材料和新工艺，如先进润滑技术和陶瓷材料的应用，以提高抽油机的稳定性和寿命。

这些技术的应用使得泵的效率得到了显著提高，抽油机的能源利用率也得到了极大增加。

总之，抽油机节能技术的研发是当前石油工业中的一个重要研究领域。

通过引入抽油机变频调速技术、智能控制技术以及优化抽油机核心部件等措施，抽油机的能源利用率和工作效率得到了显著提高。

油田用有载调压调容变压器油田用有载调压调容变压器是新型节能变压器，可以改变变压器运行效率低、电能浪费大的状况，并且经济效益非常可观。

有载调压调容变压器的调容调压是通过有载开关自动调节实现的，高压电压保持不变，低压电压改变。

标签：油田用有载调压调容变压器；经济指标；对比1 前言节能降耗是我国宏观经济面临的一个问题，提高能源使用率，节约能源，是中国现阶段电力发展的主题。

目前，国内外广泛采用的抽油机由于其机械特性的特殊原因，造成了抽油机的动力系统大部分运行在“大马拉小车”的工作状态，动力系统的效率一般低于30%，造成了效率低下、能耗高、采油成本居高不下的局面。

为降低采油成本，我們经过在油田广泛调研和同类产品的基础上，开发生产出了抽油机有载调容调压机电一体化智能变压器---有载调压调容变压器。

2 工作原理有载调压调容变压器的调容实现是通过高压电压不变，低压电压改变，是通过变磁通调压来实现的。

具体工作原理如下：在二次控制箱内有电流互感器，捕捉电流信号后，传到控制器，控制器根据信号进行比较、计算，然后将比较计算的结果信号传给有载开关，有载开关动作，改变输出容量。

当信号是需要变压器的负载率提高时，有载开关动作，使高压线圈匝数减少，低压部分电压升高，这时输出的是高容量；当信号是需要变压器的负载率降低时，有载开关动作，使高压线圈匝数增多，低压部分电压降低，这时输出的是低容量。

有载调压调容变压器的控制简图如下图1：有载调压调容变压器的高压接线原理图如下图2：3 经济性能分析有载调压调容变压器节能效果显著，因此有广阔的发展前景，具体的经济指标对比：以100kV A（30kV A）与11型100kV A变压器性能指标为例，经济指标计算对比如下：3.1 调容变压器（11型，按在小容量下运行时间为1/2）40000+[（4300×235+1100×1785）×0.5+100×144] ×1=15.4万元40000+[（4300×190+1100×205）×0.5+100×144] ×1=1.7万元两个相加等于17.1万元。

抽油机专用变频节能技术应用分析摘要：石油开采是现阶段我国经济发展及经济建设重要组成部分，但是其生产设备较大，开采工作中电能存在耗费现象。

为有效避免石油开采中抽油机过度耗费电能，专用变频节能技术应运而生。

利用专用变频节能技术可有效实现抽油机节能改造，使改造后的抽油机抽油效率提升，耗能水平降低。

以此实现油田开采节能降耗目的。

此次研究中，笔者结合自身经验，针对抽油机专用变频器节能技术进行研究，旨在有效打破抽油机抽油中耗能壁垒，为工业发展节能降耗提供基础支持。

关键词：抽油机；变频节能技术；应用油田生产过程中需要消耗电能满足油田开采，随着油田数量发现增多，导致油田开采中电能消耗量过大，使资源出现浪费严重情况。

因此减少抽油机耗电量提升电能使用率是保证油田开采高效发展的重要内容。

现阶段大部分油井在开采过程中均已投入节能设备，这种情况下合理利用能源可以提高开采效率。

节能既要从抽油机电机自身进行考虑，同时还要需从系统层面出发进行考虑。

只有充分保障两者在油田开采过程中均符合节能需求，才能真正实现能源节约。

1.抽油机耗能低效原因抽油机是石油开采过程中必须使用的机械，而且该机械在使用中需要耗费大量的电能，但抽油效率与耗能情况却不成正比。

抽油机负载具有一定的变化性，而通常可以分为两种形式。

第1种形式为动负载特性，第2种形式为静负载特性。

当抽油机启动抽油后其负载是原始负载的3-4倍，如果启动力距满足抽油机负载需求这种情况下会提高抽油机效率。

而这种情况下运行负载与电机的额定功率比较需要降低。

简单来说这种情况可以用“大马拉小车”比喻，抽油能力过剩会造成抽油机在抽取过程中消耗功率却不做功，导致石油开采过程中电费成本不断升高，而能源开采效率不见提升。

变频节能技术是现阶段改善抽油机高耗能低效率的重要方法，该种方法主要是将固定的交流电转变为可变的交流电，频器的控制下实现电机转速控制，通过速度控制，可以使抽油机性能进行优化，进而抽油效率提高能耗减小。

专利名称：一种抽油机变频专用电源变压器专利类型：实用新型专利
发明人：程立明,彭步峰,韩吉辉,王亮,孔洪亮申请号：CN201821280809.4
申请日：20180809
公开号：CN208767137U
公开日：
20190419
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抽油机变频专用电源变压器，属于变压器技术领域箱体上方与箱盖固定连接，箱盖上端安装有高压进线接线柱，箱体前端固定有变压器外壳，变压器外壳内固定有低压出线接线柱，变压器外壳内固定有密封垫，密封垫内侧固定有整流模块，密封垫外侧固定有出线端子，箱体内设有高低压线圈，高低压线圈内部设有铁芯，高低压线圈上方两侧均与铁轭绝缘固定连接，一侧铁轭绝缘与高压上夹件固定连接，高压上夹件与高压导线夹固定连接，另一侧铁轭绝缘与低压上夹件固定连接，低压上夹件与低压导线夹固定连接，高低压线圈下方两侧均与下夹件固定连接，下夹件两端均与垫脚垫块固定连接，垫脚垫块下方与垫脚绝缘固定连接。

申请人：胜利油田胜利电器有限责任公司
地址：257000 山东省东营市垦利县通河路供电院内
国籍：CN
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基于二次侧调压技术的抽油机专用变压器
辛绍杰;陈丽燕;刘明;王凤仁
【期刊名称】《上海电机学院学报》
【年(卷),期】2008(011)001
【摘要】设计的抽油机专用变压器采用基于智能控制器的二次侧调压技术和测控技术,通过检测控制单元适时检测抽油电机的电流和功率因数等参数,控制特殊绕组变压器的二次输出电压,使电机始终在高效区运行,以减少电能消耗.将原来电机的角接改为星接,提高电机额定电压√3倍.变压器的设计与电机的星接,保证电机在380～660 V之间的变电压下工作,既有效地防止窃电,还降低因更换电机电缆而造成的不必要的资金投入.研制的抽油机专用变压器测试和应用表明:设计的电力变压器综合节电率在20%以上.
【总页数】4页(P6-9)
【作者】辛绍杰;陈丽燕;刘明;王凤仁
【作者单位】上海电机学院机械学院,上海,200245;大庆职业学院机电系,大庆163255;大庆职业学院机电系,大庆163255;大庆市风华节能电气有限公司,大庆163316
【正文语种】中文
【中图分类】TM423
【相关文献】
1.抽油机专用变压器2种调压节能技术的比较研究 [J], 辛绍杰;王长忠;钟力
2.35kV无励磁调压变压器改造为有载调压变压器技术分析研究 [J], 侯雷;曹慧;吴东
3.抽油机专用有载调容变压器 [J], 刘增;冯玉琦;李士平
4.一种基于同步整流的二次侧同步调压控制电路 [J], 马涛;王卫国;孟渊
5.抽油机专用节能防盗电变压器研制及应用 [J], 钟力;刘明;辛绍杰
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