张思兵

摘 要：随着节能环保理念的提出，石油开采工作也逐渐响应着节能生产的号召。抽油机作为油田开采最重要的设备，其节能方式更加受到人们的重视。常规的游梁式抽油机使用的多是传统的异步电动机来进行驱动，而这种电机的负载率低、工作损耗大，不适用于节能生产的理念。本文就当前石油开采中抽油机的电动机进行探讨，分析了一些实现节能的新途径，为绿色节能石油开采提供参考意见。

关键词：抽油机；节能电机；同步电动机；应用分析

当前，我国石油开采一般使用的抽油机主要是常规的游梁式抽油机，而这种带负荷的启动装备在运行时转矩较小，但启动时转矩大，这就造成了功率过大的问题，并且其在正常运行的过程中处于轻载状态，其效率与功率大大降低，也因此浪费了非常多的电力资源。从经济方面来说，浪费的电力资源增加，随之增大的当然就是电机的运行成本。这也充分体现出发展节能电机对于提高油田企业经济效益的重要性。以下就以几种当前油田开采最常用的电动机节能进行分析，根据实际采油情况探讨了如何选择节能抽油机。

1、永磁同步电机特性分析。

就结构方面来说，永磁同步电动机主要采用永久性的磁铁来替代磁绕组实现激磁，由定子、转子等重要部分组成。与一般的三项异步电动机相同，永磁同步电动机的转子上设置了鼠笼条与稀土磁钢，以异步启动同步运行为基本原理，综合了异步与同步两种电动机的优势。这种电动机在启动时，其笼条与旋转的磁场相互作用产生异步启动的力矩，但这种方式并不适用于同步电动机，永磁磁场要与旋转磁场之间相互作用，才能带动负载工作。与异步电动机相比，永磁同步电机没有转差损耗，不仅提高了电机的功率因素，还减小了定子的电流，同时降低了铜损，提高了电机效率。

2、超高转差率电动机特性分析。

超高转差率的电动机主要由节能控制箱、电动机等部分组成的一种带动设置，其中可以将控制箱与电机做成连体式或者分体式两种形式。这种电机的机械较软、启动时电流低且转矩高，对于节能控制箱还有缺相、过载以及过热等功率因素还有保护等功能作为补偿。超高转差率的电动机运用在油田开采的抽油机中，在一个冲刺内的速度变化较快，可以利用系统中的动能均衡作用，至少可以减少减速箱中的最大净距。用扭矩的变化范围并不大，曲线也相对平坦，这就减轻了抽油机齿轮因疲劳而产生破坏的情况。其次，超高转差率的电动机具体有软特性，所以光杆即使是在重载的情况下，也会以匀速的状态运行，不仅减小了油杆的最大应力，更将变化范围也进一步缩小，使得断脱与疲劳的可能性更小。另外，由于抽油机自身的重载运行时间大大超过了轻载运行的时间，所以在电机的高效区设计时，必须使其在轻载荷区上。而普通的电动机抽油机在运行的过程中，会接近上下死点，才能刺激发电机迸发出电状态，此时的电动机已经超过了同步电机的转速运行，因此会将电能传输给电网，从而造成较大的能耗浪费。所以说，超高转差率的电机非常适用于这种情况下的石油开采。

3、变频调速电机性能分析。

变频调速电动机的原理就是：使用计算机程序来对电机中的变频控制柜进行合理的控制，具有能集合抽油机与电机两者工作特性的特点，一般被用于自动识别上下形成等。一般来说，变频调速电动机能对上下两种形成的功率速度进行调整，非常有灵活性与稳定性。依据电机的频率、转速等，还可以对抽油机进行冲次增加或减少的操作，这样一来就使得抽油机的泵效增大，以平衡油汲。因电动机使用了变频调速来控制，所以能将功率因素增加到0.9以上，使电网与变压器的负担得到减轻，同时还能降低线损率。在实际的运用中，不但能节约电能，还能增加原有生产产量，是非常适用于当前的石油开采工作的。

4、低速电动机的性能分析。

以保持频率不变，对异步电机的磁极对数进行改变，使得同步电机的转速也改变的原理可知，当电机在一定的负荷下发生稳定的变化时，低速低能的电动机可以实现减少泵空行程、调整抽汲速度的目的。通常，配备的低速电机可以分为两种方式。第一，就是在新的抽油机上设置低转速的电机来实现，但这种方式只适用于引进新的抽油机，因成本较高，一般不用在老抽油机设备上。第二，将旧抽油机设备的电机进行改造，一般我们将改造分为6级与8级，通常就是将6级或者8级的电机定子线圈重新绕制之后，形成12级和16级的电机，这样一来也减少了对老抽油机的资金投入，相对较为经济性，且改造后的抽油机最低冲次可以实现减少到原来的一半。

总而言之，对于抽油机的节能电机研究与应用还有很多方式，发展到今天，这些节能电动机不但实现了电机本身的功能，更是进行了更大的优化，从根本上解决了基材系统的众多运行问题。利用永磁同步电机、超高转差率电动机以及变频调速电机等一系列的节能电机的研究应用，从根本上实现节能采油，促进石油开采的可持续发展。

参考文献：

[1]白连平，王玉生.游梁抽油机节能电机选择方法的讨论[J].钻采工艺，2007，02：94-95+99+157.

[2]王钊，秦英，李权，赵万慧.抽油机节能电机的应用分析[J].石油矿场机械，2007，08：58-61.

[3]孟庆瑞.节能抽油机与节能电机优化选配研究[D].哈尔滨理工大学，2009.

[4]戴剑飞，闫玲，杜红勇，安蓉.抽油机节能电机实验室检测分析[J].安全、健康和环境，2012，04：33-35.

[5]王海军，秦昀亮，刘国振.长庆油田抽油机节能产品应用分析[J].节能技术，2010，02：190-192.