抽油機節(jié)能改造關鍵技術研究

【摘要】：隨著經(jīng)濟飛速發(fā)展,石油工業(yè)地位越來越重要,抽油機是應用最普遍的石油開采機械之一。在抽油機的各種類型中,游梁式抽油機又占主要的地位,它是油田使用最廣泛的一種舉升設備,約占油井人工舉升設備的95%。抽油機作為油田的主要生產(chǎn)設備,其驅(qū)動電機用電量占油田總用電量的比例很大,其用電量約占油田總用電量的40%左右,并且總體效率低,導致油田電能的大量浪費,增加了采油的成本。所以如何節(jié)能、降低損耗和提高抽油機的機械效率、提高抽油機的自動化程度,就是我們長期以來需要研究的重要課題。本論文針對抽油機節(jié)能的關鍵技術,結(jié)合長慶油田的特殊地層在新疆第三抽有機廠研制的游梁式抽油機的支撐下,研究開發(fā)一種價格適中節(jié)能效果明顯,能提高電網(wǎng)與電機的功率因數(shù),提高抽油機的功率因數(shù),減少抽油機工作過程中能量的損失的設備,從而起到節(jié)約能源的目的。論文研究了國內(nèi)外現(xiàn)有抽油機節(jié)能技術發(fā)展現(xiàn)狀,就抽油機本身的結(jié)構(gòu)、電機的節(jié)能原理和現(xiàn)有技術,抽油機的平衡與節(jié)能的關系,進行研究,分析了常規(guī)抽油機的耗能原因和節(jié)能增效途徑。通過對長慶油田安201區(qū)塊抽油機實際的工作狀態(tài)的分析,比較研究了傳統(tǒng)的變頻電機的可控硅技術與逆變式PWM變流系統(tǒng)的節(jié)能效果。論文通過電機節(jié)能發(fā)面的研究,讓不同型號的電機具有不同的特性,以適應各種不同的采油環(huán)境,和地層特點。并在交流電機上增加了變頻控制裝置,對設備實現(xiàn)了智能控制,變頻技術的應用實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的自動化,且具有顯著的節(jié)能效果。通過研究得出以下結(jié)論:利用逆變式:PWM變流器,不僅解決了電機的倒發(fā)電問題,同時解決了大馬拉小車的問題,使實際的功率因數(shù)得到了提高。抽油機應用變頻器,提高了工效,增加了釆油量,又節(jié)約了電能,保護了電機及設備。在能源日益緊張的今天,變頻器在抽油機節(jié)能反面起到了巨大的作用。 【關鍵詞】：抽油機 游梁平衡 電動機 變頻器
【學位授予單位】：西安石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TE933.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 研究意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外抽油機節(jié)能方法的現(xiàn)狀9-11
• 1.3 國內(nèi)抽油機節(jié)能控制的發(fā)展11-12
• 1.4 本論文研究的目的及內(nèi)容12-14
• 第二章 抽油機節(jié)能改造的研究方案14-38
• 2.1 游梁式抽油機的工作原理14-16
• 2.1.1 游梁式抽油機的現(xiàn)狀14-16
• 2.2 游梁式抽油機節(jié)能增效的途徑16-24
• 2.2.1 游梁式抽油機效率低的主要原因16-18
• 2.2.2 游梁式數(shù)字化抽油機的工作特性18-23
• 2.2.3 游梁式抽油機節(jié)能增效的途徑23-24
• 2.3 游梁式抽油機節(jié)能增效的技術與方法24-28
• 2.3.1 減輕抽油機的運動件的重量24
• 2.3.2 降低抽油機運動件的摩擦24-26
• 2.3.3 采用新型結(jié)構(gòu)使抽油機在運動時的不平衡系數(shù)為零26-28
• 2.3.4 采用低功率，高效率節(jié)能電動機28
• 2.3.5 同時建議采用高效率抽油泵、低摩擦井口和輕質(zhì)抽油桿28
• 2.3.6 采用變頻器來使電動機的耗電降到最低28
• 2.4 課題設計方案28-30
• 2.4.1 課題總體方案28
• 2.4.2 如何提高電機功率因數(shù)28
• 2.4.3 對電機饋能的處理辦法28
• 2.4.4 總體設計方案28-30
• 2.5 課題設計方案的選擇30-38
• 2.5.1 兩種系統(tǒng)主電路結(jié)構(gòu)30-31
• 2.5.2 仿真實驗研究結(jié)果31-33
• 2.5.3 實驗研究結(jié)果33-36
• 2.5.4 課題設計方案的確定36-38
• 第三章 抽油機常用節(jié)能技術的研究38-55
• 3.1 可控硅調(diào)壓技術應用38-39
• 3.1.1 調(diào)壓節(jié)能技術的工作原理38-39
• 3.2 變頻調(diào)壓技術39-40
• 3.3 節(jié)能電機40
• 3.4 游梁式抽油機的能量反饋問題40-41
• 3.5 無功補償41-43
• 3.5.1 無功補償效果分析42-43
• 3.6 抽油機平衡與節(jié)能的關系43-48
• 3.6.1 抽油機平衡理論43-48
• 3.7 長慶機械總廠生產(chǎn)的抽油機的平衡特點及相關技術48
• 3.8 長慶油田安201區(qū)塊提高機采系統(tǒng)效率實測數(shù)據(jù)分析48-55
• 3.8.1 安201區(qū)塊現(xiàn)狀分析48-51
• 3.8.2 區(qū)塊機采效率提高技術對策51-55
• 第四章 逆變式PWM變流控制系統(tǒng)設計與分析55-64
• 4.1 硬件的設計與分析55-56
• 4.1.1 逆變式PWM變流系統(tǒng)主電路設計與分析55-56
• 4.2 逆變式PWM交流系統(tǒng)控制電路的設計與分析56
• 4.2.1 逆變式PWM變流系統(tǒng)控制電路的設計56
• 4.2.2 電路分析56
• 4.3 逆變式PWM變流系統(tǒng)的檢測與保護56-57
• 4.3.1 過壓與欠壓保護56-57
• 4.3.2 再生反饋電壓保護57
• 4.3.3 過溫及過流保護57
• 4.3.4 輕載與過載保護57
• 4.4 軟件的設計與分析57-58
• 4.4.1 編程語言57-58
• 4.5 軟件算法實現(xiàn)58-61
• 4.6 主程序61
• 4.7 定時中斷61-64
• 第五章 節(jié)能系統(tǒng)的實驗與調(diào)試64-70
• 5.1 課題樣機現(xiàn)場測試結(jié)果與分析64-65
• 5.2 課題樣機現(xiàn)場測試分析65-70
• 第六章 結(jié)論70-71
• 致謝71-72
• 參考文獻72-73
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文73-74

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