一种直线电机抽油机技术的应用

摘 要：传统抽油机多为游梁式抽油机，游梁式抽油机为四连杆“硬”连接结构，机械性能好，适应野外全天候连续运转。但游梁式抽油机存在着效率低、能耗高、冲程损失大、平衡度调整难度大、冲次、冲程调整范围小等问题。

关键词：抽油机；节能降耗；系统效率

游梁式抽油机存在着效率低、能耗高、冲程损失大、平衡度调整难度大、冲次、冲程调整范围小等问题。受举升方式的制约，油田机采系统效率提升空间逐步缩小。供液充足、高液量、高含水油井产量的提高，油田机采系统效率的提升，吨油单耗、吨液单耗的降低，乃至油井躺井控制水平的提高，必须选择合适的抽油设备。

为了提高机采系统效率，2012年以来实施了4口井的直线电机抽油机安装，从实际运行看，有效地解决了传统抽油机存在的问题，达到了提高整机系统效率、节能降耗的目的。

1 直线电机抽油机工作原理

直线电机动子体通过扁钢丝绳直接与抽油杆连接，直线电机在通入变频控制器输出的低频电流后，进行直线往复运动，并带动抽油杆达到往复抽油的目的。

结构特征：抽油机主要由往复直线运动的直线电机（动子和定子）、控制系统、承受载荷的桁架和顶部转向轮、刹车制动系统和拖动抽油杆的扁钢丝绳皮带组成。

运动规律：直线电机抽油机的电机动子带动抽油杆运动规律为：匀加速上行、匀速提升、上行匀减速，停滞换向；下行匀加速、匀速下行、下行匀减速和停滞换向。

适用范围：直线电机抽油机适用于所有采用有杆抽油方式生产的油井，尤其是大排量、深抽、稠油辅助开采、高油气比、间歇抽油的油井以及要求低噪音的办公区、家属区等特殊环境条件。

主要性能特点：

（1）结构简单，减少了减速传动装置，机械传动效率高；

（2）运动平稳、安全环保、噪音低。整个冲程的90%为匀速运动、最高速度低、加速度小、动载及惯性载荷小、示功图面积小。

（3）运动模式可调，实现了智能控制。

（4）采用天平平衡方式，平衡效果好，启动电流小，能耗低。

（5）大冲程、低冲次，冲程、冲次无极可调，控制简单，参数调整方便。

（6 ）运动部件少，使用寿命长，修保工作量小。

直线电机抽油机结构图

直线电机抽油机侧视图 直线电机抽油机后视图

2 现场应用情况：

2012年6月9日至9月2日，分别在57井、75井、142井、C7井安装了四台直线电机抽油机，目前四台直线电机抽油机运行正常。

节能效果、经济效益及生产推广应用情况：

3 节能效果：

投产运行的四台直线电机抽油机中57井、75井、142井节能效果明显，单井功率因数由0.4提高到0.95，合计每天节电419 kWh，平均节电率39.9%。

3.1 年节能能力：419 kWh *360天=15.08 万kWh，折18.53吨标煤

因该设备噪音低，消除了油泄漏引起的浪费和环境污染。通过对比，直线电机式抽油机平均噪音为62db，游梁式抽油机平均噪音为75db，噪音减少13db。

3.2 经济效益分析：

按照每台抽油机投资70万，普通抽油机投资25万计算，单台多投资45万元，四台实际投资为180万元，

3.3 年节电： 15.08 万kWh*0.73元/kWh（我厂综合电价）=11万元；

3.4 按每口井年减少躺井作业1次计算，单井节约作业运行成本6万元，年节约作业费用4*6=24万元。

3.5 原游梁抽油机皮带磨损比较频繁，到雨季的下雨天由于皮带打滑磨损造成的烧皮带比较严重，每年需花费大量的费用用于抽油机皮带的更换。直线电机抽油机由于自身特点消除了皮带磨损问题，提高了对天气的适应能力，日常维护简单，传动系统的减少，降低了维护成本及运行成本。预算年节约成本2万。

3.6 投资回收期：年投入产出比为180：（11+24+2）=1：0.2。投入5年可回收成本。

4 推广前景：

该节能设备节能效果显著，缺点是投入成本太高。

作者简介

敬术生（1973-）男，汉族， 四川南充人，工程师，主要从事油田工程、地面管理、作业管理工作。