游梁式抽油机是国内外油田中广泛使用的生产设备,也是油田主要耗能设备。由于油田工况复杂,游梁式抽油机普遍存在能耗大且效率低的问题,对抽油机进行节能降耗具有重要意义。现有的各类改进方法均不能有效改善和解决该现象,故本文对节能方法进行了以下几个方面的研究。首先对游梁式抽油机的结构、工作原理和能耗产生进行了深入分析,找到了抽油机系统能耗大效率低的直接原因:抽油机电机运行特性与油井产液能力不匹配。通过对现有的抽油机节能方法探究比较,提出了基于示功图法的抽油机变频调速控制策略。其次,对变频调速原理和示功图的作用进行了研究,提出了示功图面积计算方法。根据悬点示功图的特点和变化规律,示功图面积变化量反映油井供液能力变化,建立了示功图面积变化量与抽油机冲次、电机频率之间的数学关系,得出利用示功图面积变化调节抽油机电机转速速率(电机频率),进而调整抽油机冲次的控制策略。为验证该系统的节能效果,本文设计了以PLC S7-200为控制器,包括变频器、位移传感器和载荷传感器等硬件的实验装置,用梯形图的编程语言设计了系统控制核心。并在实验室进行了系统调试,通过对比使用节能控制系统后的相关数据,发现抽油机泵充满度、运行效率提高,实现增产和节约电能的效果。