[发明专利]一种游梁式抽油机与电动机合理匹配方法

摘要

本发明涉及的是一种游梁式抽油机与电动机合理匹配方法，这种游梁式抽油机与电动机合理匹配方法为，步骤一、建立抽油机数据库；步骤二、建立电动机数据库；步骤三、建立杆管数据库；步骤四、进行抽油机四连杆运动计算；步骤五、计算抽油机井悬点载荷；步骤六、计算减速箱扭矩，步骤七、计算驱动电动机输入端参数；步骤八、重复步骤七分别进行三相异步电动机、双功率电动机、高转差电动机和永磁同步电动机四个类别各一台电动机输入端参数的计算；步骤九、将被匹配抽油机井与电动机进行合理匹配，把步骤八计算结果与标配电动机方案进行对比，经过约束条件的筛选后，综合节电率最高的方案即为优选出的“机-电”合理匹配方案。本发明有利于提高拖动电动机的功率利用率及效率，改善“大马拉小车”的现状，实现节能减排。

主权项

1.一种游梁式抽油机与电动机合理匹配方法，其特征在于：这种游梁式抽油机与电动机合理匹配方法，步骤一、建立抽油机数据库，该数据库包括抽油机的几何结构尺寸、抽油机各运动部件的转动惯量、传动比；被匹配井初始抽汲参数：冲程、冲次、泵挂、泵径；测试被匹配井的工况参数：油压、套压、含水率、动液面、原油密度、原油粘度，上述数据库用于在进行抽油机系统运动和动力计算时调用相关参数；步骤二、建立电动机数据库，该数据库包括电动机类别、型号；三相异步电动机、双功率电动机、高转差电动机和永磁同步电动机的工作特性参数，所述的参数由室内电机特性实验平台测试得到，通过对测试数据进行归纳拟合分析，得到各电机的特性函数，所述测试得到的工作特性参数包括从0kW功率测试点到2倍电动机额定功率测试点，一共15个工况点的相应测试值；步骤三、建立杆管数据库，该数据库包括杆管的杆管的强度、级数、直径、长度；步骤四、进行抽油机四连杆运动计算，悬点速度和加速度计算公式为；悬点位移计算公式为；；步骤五、计算抽油机井悬点载荷，杆管液一维波动方程为；阻尼根据A.M.皮尔维尔江的阻尼力公式推导出的阻尼公式计算，如下所示；；式中；，m为油管内径与抽油杆直径之比；步骤六、计算减速箱扭矩，减速箱输出轴净扭矩；电动机输出轴扭矩；；步骤七、计算驱动电动机输入端参数，输入端参数包括输入电流、输入功率、功率因数、效率、转差率、转速；步骤八、重复步骤七分别进行三相异步电动机、双功率电动机、高转差电动机和永磁同步电动机四个类别的11 kW、15 kW、18.5 kW、22 kW、30 kW、37 kW、45 kW、55 kW、75 kW各一台电动机输入端参数的计算；步骤九、将被匹配抽油机井与电动机进行合理匹配，把步骤八计算结果与标配电动机方案进行对比，经过约束条件的筛选后，按综合节电率值的大小进行排序，综合节电率最高的方案即为优选出的“机-电”合理匹配方案，综合节电率以标配电动机为计算依据，公式为；目标函数：约束条件：式中；——计算目标函数的一系列相关参数；——计算目标函数的计算函数；——综合节电率（%）：；——有功功率（kW）；——无功功率（kar）；0.06——无功经济当量，详见《GB/T12497-2006》；——平均负载率（%）：;——瞬态功率值（kW）；——电动机额定功率（kW）；——等效功率（kW）：，为等效系数，三相异步电动机取0.5~0.6，永磁同步电动机选0.6~0.65，高转差率电动机选0.65~0.7；——时间（秒）；——减速箱输出轴扭矩（Nm）；——周期载荷系数：；——产量；下标：——最大值；——序号；——标配电动机是的相关参数；——相关设备额定值。