抽油机井智能控制技术节能分析研究

王 璐

（大庆油田有限责任公司第一采油厂，黑龙江 大庆 163000)

摘 要：针对DW油田抽油机高能耗问题，深入探讨了抽油机井智能控制技术的节能效果。通过实施转矩负载匹配策略、冲次自动寻优算法以及电动机柔性启动技术，对抽油机的运行进行了全面优化。通过现场实际应用发现，智能控制技术有效降低了油井冲次，系统效率平均提升了1.21 个百分点,同时节能率高达19.49%。

关键词：抽油机井;智能拉制技术;转矩负载匹配;冲次自动寻优;节能降耗

0 引言

在我国油田的开采作业中，抽油机作为机械采油装置的核心，占比＞60%，堪称采油领域的“中流砥柱”。然面，游梁式抽油机在高效采油的同时，也成为能源消耗的主要来源，这无疑是油田节能降耗工作中的一大难题。以DW油田为，机采系统的耗电量占据总生产耗电量的56%，这一数据足以凸显其能耗问题的严峻性。

DW油田共有380口油井，但供液不足的油井占比竟高达61%，这无疑增加了油井管理的复杂性。为了应对这一挑战，油田广泛采用了超高转差率电动机。这种电动机凭借其独特的“重载减速增扭、轻载增速减扭”机制，有效降低了启动电流，提升了启动扭矩，为节省装机容量做出了积极贡献。然而，超高转差率电动机只能在固定功率下运行的特性，使得运行负载与电动机输出负载之间的最优匹配难以实现，功率利用率因此偏低。更为严峻的是，DW油田的低产液井冲次调节仍依赖人工手动完成，不仅耗时费力、效率低下，而且难以及时响应油井工况的变化，进一步加剧了能耗问题。为了提升油田生产效率、降低能耗，开展抽油机井智能控制技术的研究与应用显得尤为迫切。

1 抽油机井智能控制技术

1.1 转矩负载匹配

在油田开采的复杂环境中，超高转差率电动机作为抽油机的核心动力源，其运行效率与能耗管理对于提升整个油田的生产效益至关重要。针对这一关键设备，通过精细的接线方式转换策略，实现了对其性能的深度优化，旨在降低能耗，提高功率利用率，并确保油井开采作业的高效稳定运行。

在启动阶段,超高转差率电动机采用“△”（三角形)接法(表1），这是一种高转矩接法，能够确保在油井启动初期，电动机输出最大的扭矩，同时保持转差率尽可能小。这一设计对于克服油井启动时的巨大负荷至关重要，能够有效避免启动困难、电流激增，甚至电动机损坏等问题的发生。然而，油井的运行状态并非一成不变，随着开采的深入，负载会发生变化。为了应对这一挑战,设计了灵活的接线方式转换机制。一旦油井运转起来，系统会根据实际电流值和负载的变化情况，自动将电动机的接线方式切换至“b”或“e”等低转矩形式。特别地，当接成“Y”（星形)时，电动机的输出转矩降至最小,而转差率则达到最大。这种接线方式的变化，使得抽油机的转速变化范围得以最大化，进而有效降低减速箱的最大净扭矩,减少能耗和机械磨损。为了实现这一功率匹配策略，引入功率切换控制器。该控制器能够实时计算抽油机的运行功率，并根据负载的变化情况，自动调整电动机的功率输出。这一智能化管理策略，不仅提高电动机的运行效率，还确保其转矩与负载之间的合理匹配，从而降低实际运行功率，提高功率利用率。

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