王义龙, 田春雨, 张连成, 董伟杰, 刘 磊, 赵海森

(1. 北京信息科技大学 机电工程学院，北京 100192；2. 大庆石油管理局有限公司 技术监督中心，黑龙江 大庆 163453；3. 北华航天工业学院 电子与控制工程学院，河北 廊坊 065000；4. 华北电力大学 电气与电子工程学院，北京 102206)

0 引 言

油田对电能需求量较大，其中机采系统消耗电能约占采用成本的1/3。抽油机在运行过程中，由于受负载工况与系统结构等因素的影响，运行功率在一个周期内包含重载、轻载、发电等多种工况，也使得能量处于电能、动能、机械能之间多向转换的复杂运行状态。形成上述状况的主要原因是抽油机上行需要输出很大驱动力矩，用以提升抽油杆，而下行过程中依靠抽油杆自身重力即可克服系统摩擦等阻力矩，此时电机逐渐进入空载或发电状态[1]。上述复杂运行状态及多级机械结构，使得系统效率显著降低，而构成抽油机系统的电源侧、驱动环节、负荷侧3个部分是决定系统效率的主要环节。

对此类负荷，相关学者进行了大量的节能方法研究。针对电源侧，采用电网优化重构、高效变压器、电容补偿以及新能源供电等节能方法[2]。针对负荷侧，通过调整运行周期等方式实现节能，例如：变频调速、多速电机、磁阻电机、间抽等[1，3]。驱动环节主要包括电机和机械部分，此环节的节能方法是学者较为主要的研究部分，相应的节能技术所涵盖范围较为广泛，节能技术也较为成熟。针对该环节的节能技术，主要特点是在不改变抽油机运行周期，即保持系统冲程、冲次等参数基本不变的前提下，通过提高电机及机械环节运行效率达到节能目的。……