抽油机主要由两部分组成：机械部分和电气部分。前者主要由抽油泵、抽油杆、减速箱、四连杆机构和平衡块等部分组成；后者主要为三相异步电动机，功率一般为几十千瓦，它带动抽油杆作往复运行，将原油源源不断地从地下抽到地面。抽油机的负载是不断变化的，变化周期也很短，一般游梁式抽油机每分钟有4～12个冲次（周期），每一冲次中负载变化两次，而且重载工作时间很短。为平衡电动机的负载和减轻电动机重载抽油时的负担，抽油机上都装有平衡块。当抽油杆下降时，由电动机将平衡块提升起来，即将其势能存储起来；当抽油杆上升时，平衡块下落，释放所存储的势能，“帮助”电动机将原油抽到地面。这样，负载的变化得到了一定程度的缓和。但由于平衡块的位置一般是在新井投产时确定的，随着开采的进行，井下负载情况发生了变化，即负载减轻了，同时平衡也受到了影响。另外，在启动时或瞬时超载时，应充分考虑到“举”平衡块的功率，抽油机配套电动机的功率不得不留有较大的功率裕度，以避免抽油机出现“卡死”现象。这样往往导致抽油机的配套电动机功率为55kW，而其平均负载不到20kW的现象。大量现场测试数据表明：抽油机驱动电机的平均负载率不足30％。因此，抽油机配套电动机的轻载现象是非常普遍的。导致这一现象的原因主要有两点：第一，多年来抽油机的驱动电机一直采用通用系列异步电机，这种电机额定点的效率和功率因数呈现最大值，而当负载降低时效率和功率因数都随之下降，能耗随之增大；第二，通用系列异步电机起动转矩倍数只有1.8倍，最大为2.0倍。因此在选用时为考虑起动和特殊作业时（如甩驴头）的需要，不得不提高装机功率，造成“大马拉小车”现象。这一现象使电机的电能利用率变差，对提高抽油机系统效率极为不利。当电动机负载率较低时，电动机的效率和功率因数下降很多，这又相应多消耗很多有功功率和多占有很多无功功率。例如，用一台10kW的电动机带动一台2kW的负载时，负载率为20％，电动机的效率仅为50％，电源实际上要提供4kW的功率。但是，假设我们换成2.5kW的电动机，将负载率提高到80％。这时电动机效率达91％，那么这时只需要电源供给2.2kW的功率就够了。由此可见提高负载率对于节能的意义所在。因此，抽油机专用节能电机应具有效率和功率因数高且曲线平坦、而且负载越轻时效率和功率因数越高、起动力矩大、过载能力强等特性。

    （1）驱动电机的节电技术

    根据电机学原理，异步电动机的转速不可能等于气隙内旋转磁场的同步转速，其原因是为在转子绕组内产生感应电动势和感应电流，从而产生电磁转矩，这是基本条件，因此异步电动机又称感应电动机。但是为使转子绕组上有电流流过，除感生方式外，也可以采用传导方式，这就是同步电动机内转子电流的产生方法。

    稀土永磁电机是一种同步电动机，但不需要普通同步电动机的励磁线圈和集电环，结构上酷似异步电动机那样简单，在系统上也不象普通同步电动机那样需要励磁调节系统。它具有体积小，重量轻，结构简单，效率高，功率因数高，运行稳定，维护简单，性能优良等一系列特点，集中了异步电动机和同步电动机的优点，而又克服了两者的缺点。它可代替异步电动机和同步电动机用在任何场合，如用在交流变频调速系统中，将比异步电动机调速系统的性能更加优良。

    经中国石油天然气集团公司油田节能监测中心现场测试，该种新型节能电机应用后，与原异步电机相比，平均运行电流可降低50%以上，自然平均运行功率因数由0.5左右提高到0.95以上，无功节电率达85%以上，有功节电率达20%，节电效果相当明显。

    另外，针对抽油机的特殊运行工况，以异步电机为基础，按照上述对抽油机电机节电的要求，还油其它几种节能电机在各油田应用，如高转差电机、高起动转矩电机、复式电机、双极双速电机等，也取得了一定的节电效果。

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