机采系统效率理论研究及应用

提高抽油机井系统效率的技术（综述） 1 提高抽油机井系统效率的技术（综述） 前言 . 3 1游梁式抽油机节能方法分析 . 3 1 1 改进抽油机的结构 . 4 1 2 改变动力机的工作特性 . 4 1 3 增加抽油机的转动惯量 . 4 2长冲程抽油机 . 4 2 1 皮带抽油机 . 4 2 2 链条抽油机 . 5 2 3 链条 皮带抽油机 . 10 2 4 国外长冲程抽油机现状与发展 . 13 2 5 长冲程抽油机的优点 . 18 2 6 长 冲程抽油机技术发展方向 . 19 3常规游梁式抽油机改造 . 19 3 1 改变游梁机的结构型式 . 20 3 2 改变平衡方式 . 错误 !未定义书签。 3 3 游梁机加装摆杆 . 27 3 4 双驴头抽油机（又称异形机） . 29 3 5 二次平衡抽油机 . 31 3 6 联机配对抽油机 . 32 3 7 配置弹簧的游梁式抽油机 . 33 3 8 三驴头节能抽油机 . 35 3 9 变臂型游梁式抽油机 . 36 3 10 游梁式双驴头双井抽油机 . 36 3 11 电动机换向智能抽油机 . 38 3 12 功率回收型液压抽油机 . 40 3 13 井况自适应抽油机 . 45 3 14 永磁同步直线电动机驱动抽油机 . 47 3 15 数控抽油机 . 47 4新型电动机 . 48 4 1 异步电动机简介 . 48 4 2 超高转差电动机 . 50 4 3 双极 /双功率电动机 . 51 4 4 绕笼式电动机 . 51 4 5 电磁调速电动机 . 52 4 6 普通同步电动机 . 53 4 7 永磁同步电动机 . 55 4 8 旧电机增极改造 . 57 4 9 双绕组串联节能电机 . 58 4 10 变频调速电动机 . 58 4 11 超高转差电动机 . 59 4 12 电磁滑差电动机 . 59 4 13 稀土永磁同步电动机 . 59 提高抽油机井系统效率的技术（综述） 2 4 14 双功率电动机 . 59 4 15 绕线式异步电动机 . 60 5电机调压节能技术 . 60 5 1 调压节能的基本原理 . 60 5 2 抽油机井采用 Y 配电柜技术 . 61 5 3 可控硅调压技术 . 62 5 4 抽油机节能控制器 . 63 6 电机调速节能技术 . 64 6 1 抽油机调速方法分类 . 64 6 2 电机调速方法 . 64 6 3 调速节能控制技术 . 65 6 4 游梁式抽油机的智能化改造 . 68 6 5 小结 . 70 7 转矩节能柜 . 71 7 1 节能柜特性分析 . 71 7 2 现场试验情况 . 72 8超越离合器 . 73 8 1 节能机理 . 73 8 2 现场应用 . 75 8 3 抽油机安装超越离合器增产节能的实质 . 75 9节能储能器 . 76 10其它 . 77 10 1 对机 泵 杆进行优化设计 . 77 10 2 加强电动机的管理 . 77 10 3 提高日常管理水平 . 77 提高抽油机井系统效率的技术（综述） 3 前言 提高抽油机井生产系统效率和管理水平是当前经济条件下油田生产的重要研究课题。应用抽油机井生产系统采油的目的是将地面能量通过抽油机 抽油杆 抽油泵传递给井筒中的生产流体将其举升到地面，整个系统的工作过程就是能量不断传递与转化的过程，而在能量传递和转化的每一环节均会产生能量损失。目前我国抽油系统效率较低，平均在效率为 20%左右，通过优化设计抽油机井生产系统的工作制度、选择合理的生产设备、提高油井的管理水平来提高抽油机井系统效率不仅可以节约大量的能源，降低生产成本，而且还能缓解国家用电紧张状况，具有良好的经济效益和社会效益。因此是油田高效生产的重要途径之一。 抽油机井生产系统采油是目前国内外原油主要的生产方式，深入开展抽油机井系统效率和提高管理水 平的研究，切实提高运行效率、降低原油生产成本和节能是提高油田生产经济效益的必由之路。 抽油机井系统效率与油田本身的条件有密切的关系。在油井条件一定的情况下，抽油机井的系统效率主要受到以下三种因素的影响： （ 1）技术装备水平。高水平和好性能的技术装备是提高抽油机井生产系统效率的重要基础。要想从根本上解决抽油机井系统效率低的问题，就应采用较先进的、节能型的技术装备。 （ 2）抽油机井生产系统优化设计水平。 它 是提高抽油机井系统效率的技术依托。在一定的油井条件和设备条件下，优化设计生产系统的工作制度，将在一定程度上提 高抽油设备的运行效率和油井的生产效率。 （ 3）管理水平。高的管理水平是提高抽油机井生产系统效率的必要条件。及时准确地分析油井及其设备的工作状况、调整工作制度等，都会影响抽油机井的系统效率。 目前国内外各工业企业都朝着高效节能方向努力，节约能源，提高效率和管理水平已经成为石油工业的工作目标之一。 1抽油机设备节能方法分析 游梁式抽油机工作效率不高的主要原因是其载荷特性与所用的普通三相异步电动机的工作特性不匹配。目前，许多节能技术已得到实施。从设计制造的角度考虑，游梁式抽油机节能方法可归纳为三类。 1 1 新型 长冲程抽油机 长冲程抽油机采用长冲程、低冲次抽油方式，改善了抽油机的运动特性、动力特性和平衡特性，有利抽油机井的地面效率和井下效率。如皮带抽油机和链条抽油机等。 提高抽油机井系统效率的技术（综述） 4 1 2 改进抽油机的结构 主要是通过对抽油机四杆机构的优化设计和抽油机平衡方式的完善来改变抽油机曲柄轴净扭矩曲线的形状和大小，使其波动平坦，减少负扭矩，从而减小抽油机的周期载荷系数，提高电动机的工作效率，达到节能的目的。如异相曲柄平衡抽油机和二次平衡抽油机等。 1 3 改变动力机的工作特性 由于抽油机所用的动力机绝大部分是电动机，所以改变动力机工作特性 的主要办法是用高转差率电动机（转差率 8%13%）和超高转差率电动机代替常规转差率电动机（转差率小于 5%）。与普通电动机相比，在同样油井工况下，使用超高转差率电动机的电流和功率曲线平均值明显减小，曲线波动明显平坦。 1 4 增加抽油机的转动惯量 抽油机节能的另一个方法是增加抽油机的转动惯量，充分发挥其动能均衡作用，降低电动机承受扭矩的波动量，达到节能的目的，如节能蓄能器。 ？ / 2长冲程抽油机 2 1 皮带抽油机 图 1 皮带机示意图 l 天车轮； 2 皮带端板； 3 钢丝绳； 4 悬绳器； 5 负荷皮 带； 6 光杆； 7 平衡柜； 8 平衡重； 9 盘根盒； 10 电动机； 11 减速箱； 12 底座 2 1 1 结构 提高抽油机井系统效率的技术（综述） 5 皮带机由以下几部分组成（见图 1）： 传动系统：有电动机、减速箱、上下链轮、链条。 换向系统：往返架总成、平衡箱总成。 悬挂系统：有承载皮带、滚筒总成、悬绳器。 失载保护系统：盘式刹车钳，电、气动控制总成，手动控制总成。 支持系统：宽体工字钢机身、导轨系统、机身后移系统 2 1 2 工作原理 由电机驱动，经传动部分减速后，驱动下链轮旋转，使垂直布置的环形闭合轨迹链条在上、下链、链轮之间运转。装在轨迹链条 的特殊链节与往返架上滑块中的主轴销相连，使往返架随轨迹链条周而复始的上下运动。由往返架上的上横梁连接着绕过顶部皮带滚筒的负荷皮带来带动光杆（抽油杆、抽油泵）往复运动抽油。井下配套工具可根据井筒的环境和设计的要求，进行杆、管的合理组合和井下工具的配套，并根据油井的供液能力合理选择抽汲参数。 2 1 3 特点 （ 1）大负荷，可进行大泵深下代替电泵生产、小泵深抽。 （ 2）泵效高。冲程长，冲程相对损失小；冲次小，泵的充满系数高。 （ 3）工况好。因为均速运转，换向时瞬间加速，冲次又慢，所以动载荷减小，可减小抽油杆、油管 的磨损，延长免修期。 （ 4）节电。由于该机扭矩臂仅 抽油机扭矩要求较小；又因为匀速运动，瞬间加速，平衡效果好，所以需电机功率小，省电 30%50%。 （ 5）总机效率高。因抽油机节电、泵效高、机器磨损小等，所以总机效率高，经测试其系统效率比普通游梁机高 5%。 2 2 链条抽油机 2 2 1 普通链条抽油机 链条抽油机是我国自行研制的一种结构独特的无游梁抽油机。它具有负荷能力大、冲程长、重量轻、节省电能等优点。 （ 1）结构 链条抽油机由以下几部分组成（见图 2）： 动力传动系统：电动机、皮带传动装置、减速 器、主动链轮、上链轮、轨迹链条和主轴销 换向系统：往返架体、滑套、滑块和滚轮等； 平衡系统：平衡链轮、平衡链条、平衡缸及其柱塞、储气包、补气压缩机、润滑油泵等； 悬重系统：天车轮、轮架、钢丝绳和悬绳器等； 支持系统：机架、导轨、底座和油底壳等。 提高抽油机井系统效率的技术（综述） 6 图 2 链条抽油机结构示意图 1 底座； 2 电动机； 3 减速箱； 4 光杆； 5 悬绳器； 6 钢丝绳； 7 天车轮； 8 机架； 9 轨道； 10 上链轮； 11 往返架； 12 滑块； 13 特殊链节； 14 轨迹链条； 15 主动链轮； 16 皮带轮； 17 柱塞； 18 平衡链条 ； 19 平衡链轮； 20 油底壳； 2l 平衡缸 （ 2）工作原理 电动机通过皮带传动、减速器减速后驱动主动链轮旋转，带动主动链轮和从动链轮之间的轨迹链条上下运动。轨迹链条上有一个特殊链节，其上装有主轴销，通过滑套和滑块带动往返架沿机架导轨作垂直运动。当轨迹链条上的特殊链节在链轮上作环形运动时，主轴销带动滑块沿滑杠移动，完成往返架的换向运动。绕在天车轮上的钢丝绳一端连在往返架的上部，另一端与悬绳器相连。往返架的垂直运动，通过钢丝绳和悬绳器带动光杆、抽油杆柱和抽油泵完成上下冲程抽汲油液的任务。 往返架的下部连有平衡 链条，绕过平衡链轮以后，固定在机架上。平衡链轮与平衡气缸中的柱塞相连，气体压力产生的推力经过平衡链轮与平衡链条作用于往返架的下部，以满足链条抽油机的平衡需要。 （ 3）特点 运动性能好。链条机冲程长度的 90%是匀速运动，只有换向期间有短时的加速度，而且往往处于静变形期，因此动载荷小。 整机重量小。链条机整机重量只是游梁机的 1/2 l/3。 调平衡容易，节约电能。链条机采用气平衡系统，调节系统方便，效果好，调整平衡度可达 95%左右。 结构紧凑，减速器小。 （ 4）链条机节能分析 结构特点及减速器扭矩。 由于链条抽油机电动机的转数基本不变，因此，减速器输出轴可看做是匀速旋转的。又提高抽油机井系统效率的技术（综述） 7 因轨迹链条、往返架和抽油杆是平等布置，它们的力作用线是相互平等的，因此在抽油杆上下行程中，除了特殊链节在上下轮的上下半圆弧时往返架是作简谐运动外，其余大部分（上下链轮中心距段）都不产生加速度，也就无惯性力。所以，减速器输出轴上链轮的切线力是均匀的。 游梁抽油机减速器的切线力通过曲柄、连杆、游梁等连杆机构传送到抽油杆。曲柄的运动是圆周运动，速度的变化为对称正弦曲线，故连杆存在着由同加速度产生的惯性力。因而，曲柄连杆上的切线力变化也基本 是对称正弦曲线。 两种抽油机的扭矩计算公式都为 M=定它们的负荷能力相同，切线力 T 也相同。链条抽油机 柄销到减速器输出轴心的距离）。因 其均方根扭矩 实耗功率反而有微小增加 (与实测结果相符 )，因此，为得到配置弹簧的效率，配置弹簧的抽油机的平衡度必须重新调整到原有的平衡度。 (2)对于配置前置或后置游梁弹簧，随着弹性力力臂的增长，均方根扭矩 实耗功率 (3)对于配置前 (后 )置游梁弹簧和井口弹簧，采用不同的平衡度，其均方根扭矩 0随弹簧刚度系数的变化规律都差不多。 若配置弹簧前后的平衡度不变，则配有弹簧平衡的抽油机比仅有曲柄 平衡的抽油机的均方根扭矩 0均有所下降，均方根扭矩下降 20%30%，实耗功率下降 3%5%。提高抽油机井系统效率的技术（综述） 35 因此，在实际应用配置弹簧抽油机时，安装弹簧平衡后应将抽油机的平衡度调整到和未装弹簧时的一样，才能达到节能效果。 3 10 三驴头节能抽油机 三驴头节能抽油机游梁的后端设两个驴头，前端设一个驴头，曲柄销与游梁采用钢丝绳（或链、带等）柔性连接。由于后驴头与曲柄销之间的连接没有小横梁和连杆，抽油机在运转中，钢丝绳只受纵向力，而不会有左右摆动引起的附加纵向力与剪应力。与常规游梁式抽油机比较，运行平稳，钢丝绳的寿 命延长。 计算结果表明，三驴头抽油机与 抽油机相比，扭矩最大值减小 平均功率减小 光杆的最大加速度为原来的 最大速度为原来的 电流均方根值为原来的 最大扭矩值的减小可以使变速箱和整个传动部分的结构尺寸减小，用钢量减小，转动惯量和电动机的额定功率减小。比如原来分别配额定功率 55 37动机的常规机，改为三驴头抽油机后，只需配额定功率 37 22电动机。此外，电流均方根值减小可使电动机的铜损及变压器到馈线的沿线损失减小。 综合节电效果在 15%以上。图 23 和图 24给出了常规机和三驴头抽油机的特性曲线。对比两图可知，三驴头抽油机的加速度曲线与速度曲线比前者平缓，最大值减小。根据惯性力公式可知，加速度减小自然减小了光杆的动载荷。使最大扭矩值减小的另一原因是扭矩因数曲线的变化。三驴头抽油机的扭矩因数是曲柄转角的正弦函数，与平衡扭矩因数很相似，且同相位，比常规抽油机的扭矩因数曲线有了很大的改善，不但减小了扭矩的最大值，还减小了负扭矩的绝对值。 图 23 常规抽油机特性曲线 图 24 三驴头抽油机特性曲线 抽油机在一个周期中一般 出现两次负扭矩。负扭矩的出现是由于抽油机在此前一段时间的运行中从电网吸取了多余的电能，并把它作为位能储存起来。当抽油机需要的能量小于释提高抽油机井系统效率的技术（综述） 36 放的能量时，便出现负扭矩，使电动机作为发电机运行，把这部分多余的能量反馈回电网，即能量发生了电能 机械能 电能的两次转换。设电动机在电动机状态运行时的效率为 85%，在发电状态运行时的效率为 60%，抽油机的机械效率为 95%，那么两次转换的效率为 46%，就是说能量损失了 54%。减小负扭矩值便可减少这种无意义的损失。 3 11 变臂型游梁式抽油机 变臂型游梁式抽油机是在常规型游梁式抽 油机的基础上设计出来的。总体设计方案是，游梁的前端与驴头相连，尾端制成变臂型椭圆弧轮廓，使游梁后臂呈椭圆形状 ；双保险式柔性件完成游梁与横梁的连接，从而实现由曲柄、连杆、横梁、游梁及柔性连接件等构成的变参数四连杆传动机构。该机保留游梁式抽油机的基本结构，仅仅将游梁的尾端制成变臂型椭圆弧轮廓，并去掉尾轴承，横梁与游梁之间采用双保险式柔性件相连。变臂型游梁式抽油机工作时，电动机输出的动力经皮带传动装置及减速器装置减速后，带动曲柄作旋转运动，由曲柄、连杆、横梁、连杆吊绳、游梁及支架、底座组成的变参数四连杆机构将曲 柄的旋转运动转换成游梁的往复摆动，然后安装在游梁上的驴头通过钢索带动悬绳器上下往复运动，从而完成抽油。图 25 为变臂型游梁式抽油机机构示意图。 分析表明：在相同工况下，变臂型游梁式抽油机比常规型游梁式抽油机的最大加速度、最大扭矩因素、减速器工作扭矩和电动机功率分别下降 在相同的工况下，变臂型游梁式抽油机减速器的工作扭矩峰值低，且波动小，不仅改善了减速器的工作状况，而且有利于节能。在相同的工况下，比常规型游梁式抽油机节能 15%以上。 图 25 变臂型游梁式抽 油机机构示意图 3 12 游梁式双驴头双井抽油机 随着海洋油井、陆地加密井和丛式井的不断增多，对这样的油井也采用一机一井的开采方式，不仅会使电能巨大浪费，而且设备成本也非常昂贵。双驴头双井抽油机正好可以弥补这些不足，这种抽油机适用于较近的两口邻井采油，例如相距较近的两口陆地井。 提高抽油机井系统效率的技术（综述） 37 3 12 1 结构及工作原理 游梁式双驴头双井抽油机结构如图 26 所示，它的大部分构件与前置式抽油机的基本相同，只是游梁与支架的设置和常规型抽油机的相同。两驴头分别安装在游梁的两端，连杆与游梁的连接位置靠近于其中的一个驴头，在曲柄上加一平 衡重 (其重量大约为油重的一半 )，曲柄和平衡重之间有一个比较大的夹角，游梁的长度根据两井之间的实际距离而定。工作原理是 :动力从电机由三角皮带传动副传到减速箱，再经曲柄、连杆传到游梁，最后通过游梁上下摆动将动力传给驴头。当左驴头上行时，实现井抽油，同时右驴头下行；当右驴头上行时，实现井抽油，同时左驴头下行，因此，两驴头上行和下行是交替进行，对相邻两井的抽油也是交替进行的。电机、减速箱和连杆也可安装在左边 (图 26 中是安装在右边 )，因此，为了使抽油机在检修电机、减速器和连杆期间不停机以减少停产损失，可以在另一 边备用相同的电机、减速箱。相对于普通的单驴头抽油机而言，这种双驴头抽油机只不过是增加了游梁的长度，对于距离较近的两油井，采用一台这样的双井抽油机，比较采用两台单驴头抽油机，几乎节省整整一台抽油机的成本，而且只采用一台电机；另外，一台双井抽油机的质量要比两台单驴头抽油机的总质量轻许多，所以，从运输及节省材料来看，这种双井抽油机很有发展前景。 图 26 游梁式双驴头双井抽油机 1 驴头； 2 游梁； 3 横梁； 4 支架； 5 连杆（两支）； 6 平衡重； 7 减速箱； 8 曲柄； 9 电机； 10 皮带 3 12 2 节能分析与比较 根据扭矩分 析看，双井抽油机的扭矩比较平稳，则电流均方根值更接近于电流的平均值；对于一个给定的抽油机来说，当电动机电流的均方根值越接近于其平均值，则输入能量中用于有机械功的部分就越大和消耗于热损失的部分就越小，因此，游梁抽油杆系统的效率越高。现对单井和双井作一比较，为了方便分析，假设它们采用相同的冲程和冲次，在条件相同的油井中进行单井或双井抽油。单井抽油机在平衡状态下工作时，必须加有平衡重，其平衡重比双井的要大许多，则其扭矩的波动幅度要比双井的大，即双井的载荷系数 小，所以，其系统效率较双井的要低。由于悬点载荷的 特点、四连杆机构的动力特性和平衡块的综合作用，单井抽油机在工作过程中会产生负扭矩现象，负扭矩将造成电能的极大浪费。双井抽油机的双驴头的重量基本相同且作用方向相反，在工作过程中相互平衡，则它们的悬点载荷比提高抽油机井系统效率的技术（综述） 38 单井抽油机的悬点载荷小。由抽油机减速箱的最大扭矩公式可知，双井抽油机曲柄的峰值扭矩比单井的低许多。又由悬点扭矩公式可知，双井抽油机曲柄负扭矩很小 ，甚至基本上消除，则它的扭矩波动幅度比单井抽油机的小，即双井抽油机的载荷系数 单井的小。 由于双井抽油机光杆功率是单井光杆功率的两倍 ，而单井和双井的抽油机额 定功率是同一数值，因此双井抽油机的 n 值比单井抽油机的要大。双井抽油机耗电功率小于单井抽油机耗电功率的两倍。综上所述 ，这种双驴头双井抽油机有显著的节电、节能效果。 3 13 电动机换向智能抽油机 电动机换向智能抽油机（又称摩擦换向抽油机）是 1996 年由吉林工业大学开发研制， 1997年 12 月 19 日申报专利，专利号为 胜利石油管理局总机械厂进行加工制造。 该产品是对有杆抽油机的重大改进。经测试，电动机换向智能抽油机，地面效率在 80%左右，接近有杆泵地面效率理论最高值，井下效率在 47%左右，系统效率在 40%左右。 3 13 1 工作原理 工作执行机构是四根钢丝绳的摩擦轮传动。电动机正反转动，驱动同轴连接的摆线针轮减速机，带动摩擦轮正反向转动，使抽油杆上、下运动来抽汲产液。动力源采用开关磁阻电动机。控制器精确地控制着电动机的相序，通过改变相序，改变电动机的转向。采用转速电流双闭环的原理，通过调整脉宽可改变电动机的转矩和转速。 3 11 2 结构简介 主机 主机为方形框架结构，主要有上平台、机架、底座、电控箱等。 电动机 电动机结构与密封式鼠龙电动机基本一致，只是在后端盖与风扇之间增加 了传感器。 减速机 减速机采用行星摆线针轮减速机，单级传动比大，应用行星传动原理，采用摆线针齿啮合。输入轴和输出轴在同一直线上，且与电动机直联成一体。 摩擦轮 摩擦轮外表面装有摩擦衬块，摩擦衬块上设有沟槽，提升钢丝绳装在摩擦衬块的沟槽内，起到支撑钢丝绳和给钢丝绳提供摩擦动力的作用。 移机机构 油井作业时将抽油机整机向后移开 1 1m，方便作业。 3 11 3 电动机换向智能抽油机与常规抽油机的性能对比 本机同常规型抽油机相比节能效果显著，主要是因为： （ 1）电动机换向智能抽油机机械传动线路短，从电动机联轴 器一级减速机联轴器工作机构，机械传动效率在 80%以上，而常规型抽油机机械传动线路长，机械传动效率低，仅在 40%左右，本机比常规机机械传动效率提高一倍。 提高抽油机井系统效率的技术（综述） 39 图 20 电动机换向智能抽油机结构示意图 l 电动机； 2 制动器； 3 减速机； 4 轴承座； 5 摩擦轮； 6 上平台； 7 机架； 8 悬绳器； 9 接近开关； 10 光杆； 11 配重箱； 12 地基； 13 移机机构； 14 底座 （ 2）常规型抽油机所用的电动机为鼠笼电动机，功率因数为 动机在启动时电流为额定电流的 67 倍。而电动机换向智能抽油机的电 动机为先进的开关磁阻电动机，功率因数近似为 l，该电机启动电流小，当负载为电机额定负载的 150%，启动电流仅为额定电流的 30%。 （ 3）电动机换向智能抽油机采用对称式平衡，平衡度高，可做到精确平衡，配重无论在上行程和下行程都对抽油杆有一定拉力，使抽油杆弹性变形不会恢复到原始状态，使每一冲程抽油杆弹性变形量小，从而使抽油泵有效冲程加大，因而提高了系统效率。光杆上行及下行速度可以分别控制且无级调节，能够很好地适应油井的状况，与油井状况匹配。 （ 4）长冲程低冲次，从而使泵效提高，实际测试证明系统效率达 37%。 该抽 油机节能的核心技术，主要是采用了功率因数近似为 l 的开关磁阻电动机和采用了对称式平衡，平衡度高。 由于电动机换向智能抽油机采用了开关磁阻电动机，利用其控制器对换向时间进行设定，提高抽油机井系统效率的技术（综述） 40 可以很好地解决抽油机的换向冲击问题，换向非常平稳。 3 11 5 现场应用效果 2000 年开始应用，胜利油田已经安装 19 台，包括大庆等 4 个油田在内共应用 40 台，都正常运转。由胜利石油管理局能源检测站对胜利油田的 34 井进行了现场测试，泵型为 44 泵，泵挂 2000m，测试结果为：电压为 流 机功率因数 面效率 系统效率 本机与同型号 12 型常规机在大庆油田装机后进行了对比：耗电由 100m t）降至 100m t）；从节电、维修保养、调整参数、检泵周期等几个方面进行测算每台年节约费用约 元。 3 12 功率回收型液压抽油机 功率回收型液压抽油机采用转速控制的二次调节液压系统，其主要特点是泵和二次元件马达（可用作泵）之间所接的蓄能器消除了两者之间流量和功率的直接联系，并使功率储存和回收成为可能。 为实现抽油机的功率回收，假定有这样一个系统：在上水箱与 下水箱（容量都足够）之间由水管连着水泵和水力马达（排量都可变），水泵和电动机相连，水力马达连着卷筒并带有钢丝绳和抽油杆。水力马达排量较大时，产生的转矩使卷筒带动抽油杆上行，这时有较多的水从上水箱流到下水箱；水力马达排量较小时，抽油杆通过卷筒产生的转矩可使水力马达反转，抽油杆下行并由水力马达（工作在水泵工况）使较少的水从下水箱流到上水箱，从而实现功率回收。抽油杆上行和下行的速度可通过测速反馈并调节水力马达的排量实现；调节水泵的排量可使上水箱中的水面高度基本保持恒定。若将下水箱看做油箱，上水箱看做蓄能器，水泵看 做液压泵，水力马达看做液压马达，上述系统就是液压技术中新兴的容积传动系统 二次调节系统。 图 21 二次调节系统原理图 3 12 1 二次调节系统 早在 1977 年，联邦德国汉堡国防工业大学的 记了一项关于给定系统高压的静压传动装置二次元件转速调节方案的专利。同时，亚琛工业大学的 力士乐公司的 开展了这方面的研究工作。这种被称做二次调节系统的原理如图 21 所示。 提高抽油机井系统效率的技术（综述） 41 这种系统与传统的容积传动概念有着根本的不同：传统的容积传动是通过调节泵的排量来改变供给载荷 的流量，供油压力由载荷决定，以达到调节执行机构速度及功率的目的；二次调节系统则是通过调节一个接在定压网络（或压力在规