游梁式抽油机与驱动电机的合理匹配研究

摘 要 本文针对游梁式抽油机与驱动电机的相关特性进行分析，通过研究抽油机用驱动电机容量校核、匹配仿真软件编制、匹配仿真结果分析、现场试验的进行、试验结果对比分析等内容，目的在于提高系统运行的稳定性，促进行业经济的稳定发展。

关键词 游梁式抽油机;驱动电机;仿真软件

在中原油田生产的过程中，经常会用到抽油机设备，该设备也是辅助采油过程顺利推进的重要依靠。与此同时，随着开采的不断深入，油井的产液情况也在发生变化，此类情况的出现也将影响到石油的产出质量。游梁式抽油机本身就属于高能耗的生产设备，如果不能对其进行有效处理，势必会增加整体结构的应用效果。通过将游梁式抽油机与驱动电机进行合理配置，对于提高开采效率，减少资源能耗有着积极的意义。

1 游梁式抽油机与驱动电机的相关特性分析

（1）游梁式抽油机的应用特性。在游梁式抽油机运行过程中，结构的悬点载荷与输出扭矩将直接影响到整体应用结构的运行效果。悬点载荷是在结构运行过程中游梁式抽油机本身各个结构的受力情况，包括惯性载荷、振动载荷与摩擦载荷[1]。惯性载荷是游梁式抽油机运动过程中，抽油杆本身具备着一定的运动惯性，并且结构本身也具备着相关弹性，对此需要分析结构由于惯性所作出的动力变化情况。振动载荷则是在系统运行过程中，因为振动频率的改变所衍生出的动态变化情况。摩擦载荷考量的是各应用结构之间出现的摩擦情况，以及该情况出现所造成的运行变化情况。而输出扭矩特性则是根据游梁式抽油机的受力分析情况，对输出扭矩承担的相关应用参数进行分析，以确定结构扭矩的承压情况[2]。

（2）驱动电机的应用特性。驱动电机的运行特性主要是指其运行时的机械特性和工作特性，即驱动电机的外特性。为了研究游梁式抽油机与驱动电机的匹配，对异步电机进行了深入的研究，五种规格的YTS电机和三种YCHD电机的工作特性曲线和相关函数关系[3]。具体可以分为以下几点内容：第一，机械特性。驱动电机的机械特性是指电机的转动速度速与转动力矩之间的关系，这能够反映电机的电力传动性能与特点。第二，工作特性。驱动电机的工作特性是指在额定的电压即额定的频率下，驱动电机的输出转矩值、转差率值、定子电流、效率、功率因数与输出功率的关系曲线。

2 游梁式抽油机与驱动电机的合理匹配研究

（1）抽油机用驱动电机容量校核。在游梁式抽油机与驱动电机的合理匹配过程中，进行容量校核属于基础的工作内容，在具体的操作校验过程中，可以分为以下几方面内容：第一，系统发热情况的校验。在驱动电机工作的过程中，受到各类型载荷的作用，结构内部会出现能量损耗，将部分构件损耗转换为热量，从而提升了结构本身的应用温度，若系统内部温度过高，会影响结构本身的应用特性，导致结构寿命缩减的情况出现。常用的校验方法有等效电流法、等效功率法等。第二，进行结构过载转矩的校验，抽油机与驱动电机在工作过程中，有时会出现结构转矩超负荷的情况，若结构不能适应这一过程，很容易导致结构出现损坏的情况。第三，最小转矩和最大飞轮矩的校验，与过载转矩的校验工作类似，也是对结构基础性能进行综合考量的校验任务。

（2）匹配仿真软件編制。在对游梁式抽油机与驱动电机的合理匹配的研究过程中，可以借助仿真软件来进行两者匹配后工作状态的研究，通过模拟的过程来客观评价结构运行的稳定性，减少实际材料的损耗。结合以往的应用经验，在进行仿真编程时，首先，需要对结果的应用语言进行选择，为了提升最终结果的准确性，可以选择Visual Basic来作为编程语言，其语言兼容性强，能够满足不同类型的应用需求。其次，为了提升整体的编制速度，在实际应用过程中，可以借助OCX 插件来辅助编程的进行。最后，在编制过程中需要遵循间接美观的应用原则，最后的应用结果也可以采用Word的形式进行输出，便于后续分析利用。

（3）匹配仿真结果分析。完成仿真软件编制之后，为了提升游梁式抽油机与驱动电机匹配的合理性，在正式应用之前，需要对其进行仿真结果的校验工作，以提高结构的适用性。在具体的校验过程中，可以采用悬点载荷检测对比的方式，来校验本次编程结构的准确性。在具体分析过程中，第一，需要对校验的误差允许值进行确定，误差是难以避免的情况，在校验数值的过程中，只需要确保两组数据的具体数值基本吻合，便可以确定此次校验的准确性。第二，对于不确定因素进行判定，减少其他因素对校验结果的干扰，提高校验结果的准确性。

（4）现场试验的进行。在完成编程的校验之后，可以对两者的合理匹配进行现场实验，结合实验情况来评价本次系统评价的客观性。在具体应用过程中，考虑到中原油田的实际情况，可以选用液面测试仪来检测目标的液面波动情况，并且对于系统的平衡度进行提前测量，以此作为数据比对的初始值。同时利用动力仪器来测试悬点的具体应用情况，并绘制相应的受力分析图，借助扭矩测试的方法来确定结构扭矩变化情况。对采集的相关数据信息进行整理，以便于后续结果分析时的应用。

（5）试验结果对比分析。将所采集到的相关数据信息进行整理，借助相应的公式对此类数据信息进行计算，为了提升实验结果的直观性，还在实验中添加了对照组，将两组的数据信息进行对比，得出了以下结论：①完成系统合理匹配之后，其功率因素同比对照组提高了10.32%;②在抽油机电流峰值的计算过程中，其数值下降了17.63%;③综合所有数据进行综合计算得出，完成合理配置后，其综合电能的节电率为13.54%。可见，合理配置能够有效提升整体系统运行的稳定性和节能性。

3 结束语

综上所述，在可持续发展理念的推行背景下，进行游梁式抽油机与驱动电机的合理匹配有着积极的意义。结合现场实验结果进行结构的应用调整，对于提高中原油田开采效率，加快绿色生产模式的推进速度有着积极的意义。

参考文献

[1] 丁亮.大庆油田游梁式抽油机与电机匹配现状分析及合理匹配研究[D].大庆：东北石油大学，2018.

[2] 姜民政，蔡玉苗，冯子明.游梁式抽油机与驱动电机的耦合模型[J].石油机械，2018，41（12）：80-83.

[3] 王丽丽，张德实.游梁式抽油机与驱动电机的合理匹配研究[D].大庆：东北石油大学，2018.