【技术实现步骤摘要】
本技术涉及油田油井采油设备领域，具体涉及抽油机双电动机节能装置。
技术介绍
1、抽油机是油田主要的机采设备，由于抽油机具有自身的机械平衡装置和周期脉动的负载特性，所以要求电动机具有高启动扭矩，才能保证抽油机在静止状态下启动起来，鉴于抽油机负载的特殊性，为保证采油生产的顺利进行，抽油机电动机的选配一般是以最大扭矩为参考值。同时抽油机无法通过降低负载力矩，使电动机实现轻载启动，会使电动机5-7倍的启动电流时间延长，影响电动机使用寿命。综上所述，只能将电动机额定功率选的很大(一般为2-3倍)，当抽油机启动后正常运行时负载下降，电动机在轻载下工作，抽油机正常运行的平均扭矩一般不超过最大扭矩的三分之一，大部分抽油机的负载率20％-30％之间，最高也不会超过50％，形成“大马拉小车”现象，造成电动机功率因数和效率急剧下降，有测试数据表明抽油机电动机效率多在40％-60％、功率因数在0.2-0.5之间，造成损耗严重。
2、抽油机电动机常用的节能方式主要有：利用高转差电动机的启动力矩大，降低抽油机电动机的配备功率；利用永磁电动机的启动力矩大、电机效率高，降低抽油机电动机的配备功率，提高抽油机电动机的运行效率；利用变频器能够降低抽油机电动机启动电流，降低抽油机电动机的配备功率。但以上技术均有各自的优缺点：高转差电动机启动力矩大，但与同规格、同功率电动机相比，铜损、铁损增加；永磁电动机体型小、启动力矩大、运行效率高，但价格较贵、受热、震动、长期运行，容易退磁，形成恶性循环，造成永磁电动机损毁；变频器能够降低启动电流，也降低了电动机启动力
技术实现思路
1、针对抽油机电动机各种常用节能技术的不足。本次技术提供了抽油机双电动机节能装置，将一台抽油机电动机需要兼顾启动状态和运行状态，均难以达到最佳的情况，采用两台电动机分别负责抽油机启动状态和运行状态，以提高抽油机电动机的运行负载率和运行效率。
2、本技术的技术路线是：
3、一是分析抽油机的启动、运行状态。抽油机电动机都是带载启动，每次启动时抽油机都要从上下冲程的死点，即最大负荷扭矩处开始启动，同时抽油机系统惯量大，启动时间长，客观上要求电动机启动性能好；抽油机运行中，受砂卡、蜡卡、垢卡、黏滞、气体、振动、漏失等因素影响，负载呈现为一种冲击性的周期交变负载，在一个周期内波动大，造成曲柄轴净扭矩曲线的不规则性和较大的波动性，尤其是砂卡、蜡卡、垢卡，使抽油机负荷急剧增加。抽油机运行特点是启动电流大，运行时间短；砂卡、蜡卡、垢卡等因素造成抽油机负载急剧增加，可以通过各种治理手段，降低此种情况的发生几率；黏滞、气体、振动、漏失等因素造成的抽油机负载波动，负载波动相对稳定，运行时间长，是抽油机运行的主要状态。
4、二是分析抽油机电动机的配备原则。一般三相异步电动机启动力矩是额定力矩的1-1.2倍，最大力矩是额定力矩的1.8-2.3倍，启动电流是额定电流的5-7倍。电动机一般采用轻载启动，以减少启动电流时间，额定载荷运行，使电动机运行效率和功率因数都处于较优状态。而抽油机是恒扭矩负载，无法实现轻载启动，采用电动机额定功率的一般配备原则，将使电动机启动时间延长，启动电流运行时间延长，容易造成电动机绝缘损伤，影响电动机使用寿命。因此，只能通过增加电动机的配备功率，一方面增加电动机的启动力矩，另一方面相当于降低了电动机的启动电流(额定功率电动机额定电流的5-7倍，相当于高配备功率电动机的2-3倍)，从而造成抽油机电动机配备的“大马拉小车”，成为抽油机电动机配备的普遍现象，使抽油机电动机运行效率很低。
5、本技术的技术方案是：
6、分析抽油机的运行，可以得到三种状态：一是启动状态，二是正常运行状态，三是砂卡、蜡卡、垢卡等因素造成负载急剧增加的非正常生产状态，而正常生产状态是抽油机长期、稳定运行的基础。现有抽油机电动机匹配只能为了满足瞬间启动需求，以牺牲电动机长期高效运行为代价。常规采用的各种抽油机节能技术，主要是尽量降低抽油机电动机的匹配功率进行节能，节能测试效果很好，但应对井况变化能力较弱。为此，可以采用双电机处理，即启动电动机只负责抽油机启动和载荷急剧增加状态的运行，由于是短期运行，电动机功率可以高配，运行能耗并不高；运行电动机负责日常状态运行，电动机功率最佳匹配，提高长期运行的效率，从而在不影响抽油机启动和非正常生产状态应对的前提下，达到抽油机的最佳节能运行效果。
7、本次技术的抽油机双电动机节能装置，包括启动电动机、运行电动机、电动机控制柜、减速机构和抽油机；电动机控制柜控制启动电动机启动，通过减速机构，带动抽油机做上下往复运动；运行设定时间后，电动机控制柜控制运行电动机启动，启动电动机停止，运行电动机通过减速机构带动抽油机做上下往复运动。
8、启动电动机和运行电动机安装在减速机构两侧：启动电动机按照抽油机规格型号的启动功率配备；运行电动机按照抽油机规格型号的运行功率配备。
9、电动机控制柜具有启动电动机和运行电动机的启动、停止、过载、缺相、堵转、短路、过压、欠压、漏电等相关的操作、保护功能。
10、电动机控制柜分别配备启动电动机补偿电容和运行电动机补偿电容。
11、启动电动机和运行电动机配备有三种简化方式：第一种是启动电动机和运行电动机一体化设计、制造的双功率电动机；第二种是改变磁极对数的双速电动机；第三种是丫一△电动机；高功率接线作为启动电动机使用，低功率接线作为运行电动机使用。
12、电动机控制柜控制启动电动机和运行电动机，包括以下步骤：
13、步骤1)电动机控制柜按下启动按钮，启动启动电动机，带动抽油机做上下往复运动；
14、步骤2)启动电动机运行设定时间后，电机控制柜启动运行电动机；
15、步骤3)电机控制柜停止启动电动机，运行电动机带动抽油机做上下往复运动；
16、步骤4)运行电动机运行电流超过设定值后，电动机控制柜停止运行电动机，启动启动电动机运行，带动抽油机做上下往复运动；
17、步骤5)重复步骤2)、步骤3)和步骤4)；
18、步骤6)电动机控制柜发出井况发生变化提示报警；
19、步骤7)运行电动机发生缺相、短路、过压、欠压、漏电、三相不平衡时，电动机控制柜停止运行电动机，启动启动电动机运行，带动抽油机做上下往复运动；
20、步骤8)电动机控制柜发出运行电动机故障提示报警；
21、步骤9)启动电动机发生过载、缺相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、三相不平衡时，电动机控制柜停止启本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.抽油机双电动机节能装置，其特征在于：包括启动电动机、运行电动机、电动机控制柜、减速机构和抽油机；电动机控制柜控制启动电动机启动，通过减速机构，带动抽油机做上下往复运动；运行设定时间后，电动机控制箱控制运行电动机启动，启动电动机停止，运行电动机通过减速机构带动抽油机做上下往复运动。
2.根据权利要求1所述的抽油机双电动机节能装置，其特征在于：所述启动电动机和运行电动机安装在减速机构两侧。
3.根据权利要求1所述的抽油机双电动机节能装置，其特征在于：所述电动机控制柜分别配备启动电动机补偿电容和运行电动机补偿电容。
4.根据权利要求1所述的抽油机双电动机节能装置，其特征在于：启动电动机和运行电动机配备有三种简化方式：第一种是启动电动机和运行电动机一体化设计、制造的双功率电动机；第二种是改变磁极对数的双速电动机；第三种是丫一Δ电动机。
【技术特征摘要】
1.抽油机双电动机节能装置，其特征在于：包括启动电动机、运行电动机、电动机控制柜、减速机构和抽油机；电动机控制柜控制启动电动机启动，通过减速机构，带动抽油机做上下往复运动；运行设定时间后，电动机控制箱控制运行电动机启动，启动电动机停止，运行电动机通过减速机构带动抽油机做上下往复运动。
2.根据权利要求1所述的抽油机双电动机节能装置，其特征在于：所述启动电动机和运行电动机安装...
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