变速驱动抽油机井微观变速驱动技术

    变速驱动抽油机井微观变速驱动技术

    微观变速驱动技术主要是针对抽油机平衡状况差，系统效率低，能耗大等问题，通过改变电机转速，以调节系统的运行状况，降低转矩波动以及能量损失。

    1、节能机理

    1）通过调节电机转速，可以控制曲柄角速度的变化规律，并根据抽油机四连杆的几何特点，可以得到光杆运行速度与曲柄转速的关系，即电机转速会影响光杆的运行规律。在上下冲程过程中光杆的“快提慢放”能减少漏失，提高泵效；“慢提快放”则能提高泵的充满系数。

    2）与恒转速驱动相比，变速驱动使抽油机的转动部件产生惯性转矩，合理利用惯性转矩可以降低电机转矩的峰值及波动。

    3）电机功率是电机转矩和电机转速的乘积，而常规的转矩曲线为类似正弦曲线峰谷相夹的形状，合理设计电机转速，在载荷较大时使电机减速，避免高功率运行；在载荷较小时使电机加速，避免电机反转，可实现“重载慢行，轻载快行”的效果。

    2、研究进展

    与宏观变速驱动技术改变冲次这一单一数值相比，抽油机井微观变速驱动技术调节和优化的是每一时间点的系统驱动速度，需要设计一个周期内一系列电机转速值，这就意味着微观驱动技术更复杂，考虑的问题更系统。目前主要的处理办法就是建立系统仿真模型，对抽油系统主要部分的运行动态进行模拟，在达到一定模拟精度的基础上，将微观变速驱动的电机转速设计问题转化为模型优化的数学问题，以电机转速为优化对象，通过设立目标函数及约束条件，选择合适的优化算法对问题进行求解。考虑到傅里叶级数在描述周期性函数上的优势，在建立优化对象时，大多采用傅里叶级数来表示一个周期内电机转速的变化。