新式抽油机环保电机抉择办法的研讨

　　游梁抽油机是一个复杂系统，在这个系统中抽油杆是不能被忽视的。通常抽油杆都在
1000m 以上，甚至是 2000m.这样长的抽油杆在运行过程中弹性形变已经很明显，尤其是
换向加速度大时抽油杆形变更大。这种形变使光杆与泵中的活塞的运动规律产生很大的差
异。在大多数情况下抽油杆的弹性形变减少了活塞的实际行程，即降低了抽油泵的充满系
数，使游梁抽油机系统效率降低。油越稠抽油杆的弹性形变越大，冲次越高抽油杆的弹性
形变越大，对提高泵效越不利.
　　（2）电磁滑差电机。这种电机实质上是在普通电机轴与负载轴之间增加一个电磁离
合器，其传递扭矩随电磁离合器的励磁电流的大小而变化，励磁电流是根据电机电流进
行反馈控制的。在冲击载荷时，离合器滑差增大。这使电机与系统达到较好的配合，还可
以实现平滑调速。系统节能除去励磁损耗和滑差损耗所剩无几，滑差大时要多耗能。另外
电磁离合器和励磁控制系统的成本比电机还要高。目前这种电机主要是解决低冲次的问题。
　　（3）双功率电机.双功率电机与普通电机的区别在于定子绕组不同，定子绕组是一
个串联绕组，是一个有抽头的绕组。比如 37kW 的电机，可以将定子绕组设计成一个为
37kW，另一个为 22kW.
　　控制柜中有一个电流检测电路，并且能够实现绕组的自动切换。起动时可投入大功率
绕组，运行时可投入小功率绕组，小功率绕组的效率和功率因数都很高。这样就较好地解
决了大马拉小车的问题。普通电机的 Y 转换也属于双功率电机，只是 Y 接时功率偏小。双
功率电机成本和普通电机差不多，而且适合于旧电机节能改造。
　　（4）超高转差电机.这种电机的转子是一种高阻转子。利用高阻转子实现软特性，当
遇到换向冲击载荷时，转速下降。减速机和电机的扭矩变化趋于平缓，峰值扭矩大大降低，
从而改善了机、杆、泵的配合，提高了泵的充满系数，增加产液量，达到系统节能的目的。
这种电机的不足是滑差高，损耗较大，效率低。与超高转差电机特性相同的还有绕线式异
步电机。绕线式异步电机的转子通过滑环，串联一个适当的电阻，同样可以实现软特性，
电机不会过热。这种软特性电机起动电流小，起动转矩大。其成本比普通电机高约 50%.
　　（5）变频调速电机。这种方案是在普通电机的电源上加一个变频器，可以降低电机
的容量，负荷率得到较大提高，电源功率因数接近 1，可以调整上、下冲程的速比，能改
善抽油机系统的配合，还可以实现平滑调速。美中不足的是抽油机发电时不能回馈，要通
过电阻把发电能量放掉；低冲次时电机和变频器发热严重，起动转矩和过载能力不大。另
外，一次投入大，现场管理难度大，而且变频器本身也有功率损耗（约 5%10%），变频
器的谐波对电网有影响，并会使电机附加损耗增大。
　　节能电机的选择方法游梁抽油机是机、杆、泵组成的复杂系统，电机的节能效果不仅
取决于电机和系统本身，还取决于油井工况。我国的主要油田处于开采的中后期，油井工
况非常复杂。除高含水外，还有低渗透，供液不足，含砂含蜡，以及稠油等情况。下面对
几种常见的工况进行讨论。
　　（1）对于高含水，泵挂浅（在 1000m 以内），中冲次（4 次左右）的情况。泵挂浅，
冲次不高，抽油杆弹性形变不很大，主要是解决大马拉小车的问题，一般可选择 8 极的
双功率电机或 8 极的稀土永磁电机。如果选择双功率电机节能效果能达到 12%以上；如果
选择稀土永磁电机（在不退磁的情况下），其节能效果能达到 15%以上。
　　（2）对于高含水，泵挂深（在 1500m 以上），中冲次（4 次左右）的情况。泵挂深，
尽管冲次不高，抽油杆弹性形变也比较大，主要考虑系统效率问题。
　　建议选择 8 极的高转差电机，高转差电机的机械特性界于普通电机和超高转差电机
之间，不是很硬，也不很软。但起动转矩高，起动电流小，过载能力大，可以降低一个功