集群式液压直驱抽油机举升技术现状及展望
游梁式抽油机局限于系统的结构和使用条件,用电效率平均在30%以下。而液压抽油机举升技术具有节能减排、绿色低碳、安全环保、智能化程度高、成本低、省人力、占地少等优点,技术优势显著,应用前景较好,适用于中小排量采油井集约化建产、工厂化作业、智能化管控。通过调研国内外液压抽油机技术应用现状,梳理出目前广泛应用的3种液压抽油机的结构、工作原理、技术优势和不足,同时对3种液压抽油机的现场应用效果进行跟踪评价,从节电率和经济性两方面衡量应用效果,最后总结了液压抽油机研发设计面临的技术挑战和未来发展趋势,为液压抽油机多元发展、定型技术系列和管理模式、提升科研人员研发设计水平、实现推广应用奠定基础和指明方向。
游梁平衡式液压抽油机的研制
无游梁液压抽油机采用液压缸与抽油杆直连结构,存在液压缸举升载荷大、液压系统工作压力大、液压系统投入成本高、冲击大的问题,还有液压抽油机井口让位、复位操作繁琐等缺点。针对上述情况,开展了游梁平衡式液压抽油机的研究。通过采用液压驱动技术,利用液压缸的伸缩运动,实现游梁绕支架上端的支撑座转动;游梁尾端为配重,游梁上配套平衡调节装置,较好地解决了液压抽油机存在的以上问题。通过利用平台井、加密井井距小的特点,实现以一台液压工作站驱动多井采油的游梁平衡式液压抽油机,解决了常规抽油机耗材高、能耗高的问题。目前样机经过试验,设备运转平稳,单机重量降低35.3%,能耗降低20%。针对平台井、加密井,研究游梁平衡式液压抽油技术能够实现高效采油。
飞轮储能型液压抽油机的系统设计
结合轴向柱塞泵和飞轮技术,进行了飞轮储能型液压抽油机的系统设计。下冲程,轴向柱塞泵工作在液压马达工况,抽油杆和抽油泵的重力势能推动井口液压缸的液压油回流而驱动轴向柱塞泵高速转动,转化并储存为飞轮高速转动的惯性势能;上冲程,轴向柱塞泵工作在液压泵工况,飞轮释放的惯性势能和电动机一起驱动轴向柱塞泵向井口液压缸提供高压的液压油,带动抽油杆和抽油泵而实现采出液的举升。研制的新型液压抽油机在胜利油田的一口油井上进行了现场应用,与安装在同一口油井的游梁式抽油机相比,新型液压抽油机在空间布置、节能和自动化技术等方面具有明显的优势。
长冲程节能液压抽油机的创新设计
由于长冲程液压抽油机具有采油效率高、运行平稳和经济效益高等优点,在国内外均得到重视。基于此,创新地设计了一种新型长冲程节能液压抽油机,该机采用了双井平衡结构,使得一侧抽油杆下降的重力势能和动能直接为另一侧抽油杆的上升提供动力,从而减小了装机功率,实现了系统的连续性抽油;同时利用比例流量调速控制原理,使压力和流量同时满足负载的要求,并实时做出适应调节,达到较高的控制精度,产生了显著的节能效果。
双井液压抽油机动力单元机械特性建模与分析
液压抽油机以其较好的节能特性受到国内外采油工程技术人员的高度关注。随着液控技术的不断发展,各种形式的液压抽油机不断被推陈出新。针对近年来开发的基于二次调节技术并兼有重力势能回收特性的双井液压抽油机的动力单元机械特性展开建模和分析。采用梯形速度目标曲线分析文献中液压抽油机动力单元的机械特性,分析表明电机输出转矩突变点与活塞杆运行速度拐点同步,当其运行速度到达最大时,电机瞬时输出转矩到达峰值。模型为该型液压抽油机电机选型以及其他功率回收型液压抽油机机械特性分析提供参考。
液压抽油机研究现状及展望
相比较于常规的游梁式抽油机,液压抽油机具有如下优点:结构比较紧凑、重量比较轻、造价低、工作平稳、容易实现长冲程,并且冲程冲次调节方便,易于实现安全保护以及节能效果明显等,受到人们的广泛关注。国外对液压抽油机研究的比较早,目前已有应用于现场的成熟产品;国内对液压抽油机的研究起步虽晚,目前也有样机应用于现场。将对液压抽油机的国内国外发展现状进行介绍,并对液压抽油机的发展趋势进行展望,供业内人士参考。
新型液压抽油机的节能设计与仿真
液压抽油机技术由于显著的节能效果而发展很快,以节能降耗为目的设计了一套液压抽油机系统。在机械结构方面,该系统采用机械配重的方法来完全平衡抽油杆的重量,使得抽油杆下降的势能储存在配重中并在上升抽油时重新利用,从而减小了系统的装机功率而节能;在液压控制方面,该系统利用了电液比例负载敏感技术,使压力和流量实时自动适应负载的需求,达到了高效节能和准确的控制。通过参数理论分析计算,表明该新型液压抽油机装机功率和在工作循环周期内消耗的功率比同类抽油机均低。在AMESim环境下建立了电液比例负载敏感系统的测试模型,并验证了该模型的正确性。在此基础上建立了整机系统的仿真模型,通过仿真和分析证明了该新型液压抽油机的节能效果。
基于二次调节技术的液压抽油机节能原理
介绍应用静液传动二次调节技术的液压抽油机的工作原理及节能原理该系统能很好地解决上下冲程中的功率匹配问题.
组合液压缸节能液压抽油机的研究
研究了一种组合液压缸节能液压抽油机。该液压抽油机利用特殊结构的组合液压缸和蓄能器相结合,能够回收下行程时抽油杆释放出来的重力势能,在上行程时重新利用,具有显著的节能效果。
基于二次调节静液传动-变频回馈技术的电能回馈型液压抽油机
将“二次调节静液传动技术”和“变频回馈技术”应用于液压抽油机,提出电能回馈型液压抽油机,对下降势能进行功率回收,提高能量利用效率。阐述了电能回馈型抽油机的工作原理及能量回馈机理,并进行试验研究。、试验结果表明,随着负载的增大,回馈能量增大,但对回馈率影响不大;负载的下降速度的增大,抽油机的回馈率提高。负载下降时,降低异步电机同步转速,可提高功率回馈率。但过低地降低异步电机的同步转速,反而会影响电动机的功率因素。