收稿日期:2009207220作者简介:王全宾(19862,男,河南濮阳人,硕士研究生,主要从事直线电机抽油机研究,E2mail:wqb_upc@163.com。文章编号:100123482(20091220027204直线电机抽油机与游梁式抽油机工作性能对比王全宾,肖文生(中国石油大学(华东机电工程学院,山东东营257061摘要:“”传统的机、杆、泵系统受抽油机结构和运行规律等条件的制约,冲程短、动载大、深抽效率“”低。直线电机抽油机克服了大马拉小车的现象,实现了长冲程、低冲次和抽汲参数的无级调整。研究了直线电机抽油机的工作性能及其对抽油系统的影响,并与游梁式抽油机进行对比,“”为三抽设备的优选提供理论支持。关键词:运动规律;悬点载荷;泵效;修井周期中图分类号:TE933.1文献标识码:AUnitandBeamPumpingUnitGQuan2bin,XIAOWen2sheng(CollegeofElectronicEngineering,ChinaUniversityofPetroleum,Dongying257061,ChinaAbstract:Thetraditionalpetroleumengineeringrunby"engine,rod,pump"isrestrictedtothepumpunitstructureandoperatingrules,leadingtoseveralpooreffectssuchasshortstroke,heavydynamicloadandlowefficiencyofdeepswabbing.Thesuccessfuldevelopmentoflinearmotoru2niteliminatedthephenomenonof“GreatHorsePullingCart”andrealizeslongstroke,slowspeedandpumpingparameteradjustableatnostage.Thestudyoftheworkperformanceoflinearmo2torunitandtheinfluenceonpumpingsystemwasdiscussed,whichprovidestheoreticalsupportforthepumpingequipmentoptimizationcomparingwithbeampumpingunit.Keywords:characteristicsofmotion;polishedrodload;pumpefficiency;workovercycle随着我国大部分油田已进入注水开发的中后期,开发深度和难度与日俱增,不断提高产液量、以液保油成为保证原油稳产的必然趋势。油田开发中普遍存在渗透率不均衡、井间产量差异大、油井控制面积小、油层压力递减快、低渗区抽油井液面低、供液能力差等矛盾。随着井深和产量的不断增加,油井开采也会经常出现高粘、多蜡、多砂、多气、水淹和强腐蚀等条件,要求抽油机向超大载荷、长冲程、低冲次、精确平衡、高适应性和节能方向发展。在用的常规游梁式抽油机已经不能满足当今油田生产的要求,为有效地解决这些问题,直线电机抽油机应运而生。1悬点运动规律对比游梁式抽油机是利用四连杆机构将旋转运动转变为往复直线运动,其核心部件四连杆机构的主要任务就是承载、运动转换和实现平衡。四连杆机构使得驴头运动规律为类似简谐运动,如图1所示,其最高速度和最低速度较匀速运动的速度高得多,所以其加速度较大,造成的惯性载荷和振动载荷也相应增大,使得抽油机承受载荷过大,降低了有效载荷利用程度,缩短了抽油机使用寿命。直线电机抽油机则是通过特制扁平钢丝绳直接将直线电机与抽油杆相连接,实现了往复运动采油。2009年第37卷石油矿场机械第12期第27页OILFIELDEQUIPMENT2009,38(12:27~30通过改变变频器输出频率和运动参数的设定,即可调节抽油杆运动模式,达到不同油井工况要求,实现抽汲参数的无级调整[123],其速度、加速度与时间关系曲线如图2。可见,相对于游梁式抽油机,其匀速运动时间长、速度低,动载荷和摩擦载荷要小得多。图1图2直线电机抽油机运行模式示意2悬点载荷对比2.1静载荷对比直线电机悬点静载荷大小及变化规律与游梁式抽油机相同[4]。分别对上冲程悬点载荷P静上、下冲程悬点载荷P静下进行分析,可知P静上是由抽油杆自重P杆、液重P油、抽油杆在液柱承受的浮力P浮和井口油、套压的作用力P压等4部分组成,即P静上=P杆+P油-P浮+P压而P静下为抽油杆在液柱的重力P′杆及P压之和,即P静下=P′杆+P压2.2动载荷对比计算抽油机最大和最小悬点载荷时,不可避免地要讨论动载荷的影响,抽油机动载荷主要包括惯性载荷和振动载荷2部分。对于游梁式抽油机,由图1可以看出:上冲程前半冲程和下冲程后半冲程,抽油杆加速度向上,惯性力向下,悬点载荷增加;上冲程后半冲程和下冲程前半冲程,悬点加速度向下,惯性力向上,悬点载荷减小;在上、下死点处惯性载荷对悬点载荷的影响最大,而在冲程处,惯性载荷为零。上冲程时,柱塞带油柱运动,所以惯性载荷P惯上=P杆惯+P油...