變速驅(qū)動抽油機井微觀變速驅(qū)動技術(shù)

    微觀變速驅(qū)動技術(shù)主要是針對抽油機平衡狀況差，系統(tǒng)效率低，能耗大等問題，通過改變電機轉(zhuǎn)速，以調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行狀況，降低轉(zhuǎn)矩波動以及能量損失。

    1、節(jié)能機理

    1）通過調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，可以控制曲柄角速度的變化規(guī)律，并根據(jù)抽油機四連桿的幾何特點，可以得到光桿運行速度與曲柄轉(zhuǎn)速的關(guān)系，即電機轉(zhuǎn)速會影響光桿的運行規(guī)律。在上下沖程過程中光桿的“快提慢放”能減少漏失，提高泵效；“慢提快放”則能提高泵的充滿系數(shù)。

    2）與恒轉(zhuǎn)速驅(qū)動相比，變速驅(qū)動使抽油機的轉(zhuǎn)動部件產(chǎn)生慣性轉(zhuǎn)矩，合理利用慣性轉(zhuǎn)矩可以降低電機轉(zhuǎn)矩的峰值及波動。

    3）電機功率是電機轉(zhuǎn)矩和電機轉(zhuǎn)速的乘積，而常規(guī)的轉(zhuǎn)矩曲線為類似正弦曲線峰谷相夾的形狀，合理設(shè)計電機轉(zhuǎn)速，在載荷較大時使電機減速，避免高功率運行；在載荷較小時使電機加速，避免電機反轉(zhuǎn)，可實現(xiàn)“重載慢行，輕載快行”的效果。

    2、研究進展

    與宏觀變速驅(qū)動技術(shù)改變沖次這一單一數(shù)值相比，抽油機井微觀變速驅(qū)動技術(shù)調(diào)節(jié)和優(yōu)化的是每一時間點的系統(tǒng)驅(qū)動速度，需要設(shè)計一個周期內(nèi)一系列電機轉(zhuǎn)速值，這就意味著微觀驅(qū)動技術(shù)更復(fù)雜，考慮的問題更系統(tǒng)。目前主要的處理辦法就是建立系統(tǒng)仿真模型，對抽油系統(tǒng)主要部分的運行動態(tài)進行模擬，在達到一定模擬精度的基礎(chǔ)上，將微觀變速驅(qū)動的電機轉(zhuǎn)速設(shè)計問題轉(zhuǎn)化為模型優(yōu)化的數(shù)學(xué)問題，以電機轉(zhuǎn)速為優(yōu)化對象，通過設(shè)立目標函數(shù)及約束條件，選擇合適的優(yōu)化算法對問題進行求解?？紤]到傅里葉級數(shù)在描述周期性函數(shù)上的優(yōu)勢，在建立優(yōu)化對象時，大多采用傅里葉級數(shù)來表示一個周期內(nèi)電機轉(zhuǎn)速的變化。