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[摘 要]：抽油机井占全国油井数的85%，抽油机节能正成为油田节能的一个重要方面。在能源日趋紧张的形势下，其重要意义不但关乎油田能否正常转型与未来持续健康发展，对国家经济发展也具有重要的战略意义。本文结合当前抽油机节能存在的问题，对抽油机节能从理论到方法和方式手段进行了全面分析，针对采油系统效率损失的主要部位，结合企业全面管理提出了综合应对的方法，对抽油机、电动机、深井泵等几个主要分系统从理论到实践提出了有效的应对手段，具有重要的现实意义。
[关键词]：抽油机 节能 方式
一、抽油机概述
抽油机俗称“磕头机”，是石油钻采机械中常用的采油机械设备。抽油机的种类繁多。从采油方式上可分为两类，即有杆类采油设备和无杆类采油设备。有杆类采油设备又可分为抽油杆往复运动类（国内外大量使用的游梁式抽油机和无游梁式抽油机）和旋转运动类（如电动潜油螺杆泵）；无杆类采油设备也可分为电动潜油离心泵，液压驱动类（如水力活塞泵）和气举采油设备。
二、抽油机节能的意义
我国的油田多为低渗透的低能、低产油田，油田开发难度不断增大，大部分油田要靠注水压油入井，再用抽油机把油从地层中提升上来，以水换油或者以电换油是我国油田的现实，因而，电费在我国的石油开采成本中占了相当大的比例。由此造成成本居高不下，节能降耗已成为油田稳产上产绕不开的命题。目前，我国抽油机的保有量在10万台以上，电动机装机总容量在3500MW，每年耗电量逾百亿kWh，抽油机在我国平均效率为25.96%，而国外平均水平为30.05%，年节电潜力可达几十亿kWh。节能在长期角度看来是优化结构、成本降低的途径，从而使企业获得有利的竞争地位。既确保有效地完成国家的任务，又保证企业通过节能工作获得长期的低成本优势，也是企业能否持续稳定发展的现实考题。抽油机的增效节能肩负着越来越沉重的使命。
三、抽油机节能存在的问题
传统的抽油机普遍存在着起动冲击大，运行耗电多，大马拉小车、效率低下等诸多问题。
（一）效率低下，能耗大
当油层的能量不足以维护自喷时，则必须人为地从地面补充能量，才能把原油举升出井口。如果补充能量的方式是用机械能量把油采出地面，就称为机械采油。全国有机采井近65000口，抽油机井占总井数的85%，在油田采收过程中，抽油机耗电量占油田总耗电量的1/4，由于抽油机自身设备结构的特点，大量的能量（70%左右）在传递过程中白白损失掉。抽油机固有的设计及运行特点与现场运行工况相比，不可避免地出现了大马拉小车的不合理匹配。抽油机PH点的负载在现场也从未出现过，抽油机的实际负载率普遍偏低，绝大部分负载在电动机额定功率（指输出功率）20%～30%左右，最高也不会超过50%。这样运行对普通电动机而言，其效率和功率因数特低。“大马拉小车”现象是抽油机耗能的主要原因。为实现抽油机节能，必须克服“大马拉小车”现象所带来的负面影响。
（二）空抽
由于抽油机是按照油井最大化的抽取量来进行选择的，并且还留有设计余量。另外，随着油井由浅入深的抽取，井中油面逐渐下降、地下油量越来越少，泵的充满度越来越不足，直到最后发生空抽的现象，如果不加以控制，就会白白地浪费大量的电能。
（三）设备老化
抽油机老化严重，有些抽油机净值早已折旧没了，新度系数极低，而在一个中型油田企业抽油机每年的折旧就达上亿元，仅凭产能新增抽油机根本不能改善抽油机整体技术状况差、新度系数低的现状，并且需要投入大量的资金，逐年有计划地进行更新或技术改造。资金的缺乏给技术装备的节能增加了很大的难度。
（四）运行工况恶劣
抽油机基本是在室外露天环境下工作，一年四季风吹雨晒，工况环境十分恶劣。抽油机又分布在广阔的油田区域，给维护保养等管理工作带来极大困难，润滑不足、设备锈蚀等现象普遍存在，不但使设备的安全性和可靠性降低，更使各部件摩擦增大，带来能量损失的加大。
四、抽油机节能潜力巨大
（一）抽油机节能理论分析
根据抽油机井的工作特点，抽油机的系统效率分为地面效率和井下效率两部分，并且存在以下关系。
N=NsNw
式中：N ——抽油机系统效率；
Ns——抽油机系统的地面效率；
Nw——抽油机系统的井下效率。
机械采油系统由电动机、抽油机、井口装置、油管柱、抽油杆和抽油泵等装置组成，其中抽油机又包括胶带轮传动装置、减速器、四连杆机构和游梁装置。地面系统效率损失主要发生在电动机、皮带、减速箱及四连杆机构中，井下效率损失主要发生在盘根盒、抽油杆、抽油泵和管柱中。
（二）理论上提高系统效率的几种方法
提高系统效率有以下两种办法：一是增加系統的有效功率；二是减少损耗功率，推广应用节能技术设备或加强管理工作。
1.推广节能型抽油机和电动机。我国现在使用较多的节能型抽油机有异相曲柄平衡抽油机、异型游梁式抽油机和宽带机等，使用较多的节能电机有高滑差电机、双速电机等。
2.对有杆抽油系统进行优化设计。结合油井实际选择机、杆、泵及抽汲参数，有杆抽油系统应当满足油井的生产要求，还要做到经济合理。一是新投产油井系统的优化设计；二是已投产井抽汲参数的优选，即在满足抽油机的承载能力以及满足配产要求的条件下，合理地设计抽汲参数。
3.加强对抽油机的科学化管理。定期检查传动装置，定期更换减速箱内机油，提高地面传动部分效率；使用窄V联组带；对于油气比高的油井应采取适当加大泵的沉没度，加装油气分离器和定期放套管气等措施，以提高泵的充满系数；加强特殊井的分类维护；保持抽油机的较高的平衡度等。
4.解决抽油机电动机的欠载问题。电动机运行的效率取决于负载率β。在这里： β=（P2/ PN）×100%
式中：P2——电动机的输出功率；
PN——电动机的额定功率。
轻载时电动机的效率很低，而当负载增加到一定值时变化则很小。当β<0.4，效率的变化不大，在负载率β=0.75左右时，效率达到最高值。测定发现，一般每台抽油机电动机的平均负载大概只有它额定功率的1/3左右，由于工作在负载率小于25%的时间占整个工作时间的50%以上，造成电动机有效功率过低，导致系统效率普遍偏低。
（三）抽油机节能具体方式手段
大致通过三种途径实现抽油机的节能增效：一是提高电机的功率利用率；二是改进抽油机结构，比如通过加平衡块使载荷更平衡，或者使用变频装置来改善平衡等。三是在深井泵上做文章，提高泵的效率。
1.抽油机的电动机节能方式。主要从三个方面实现节能：人为地改变电动机的机械特性，主要是改变电源频率，以实现与负荷特性的柔性配合；从设计上改变电动机的机械特性（如高转差率电动机和超高转差率电动机），从而改善电动机与抽油机的配合；提高电动机的负荷率和功率因数。具体有以下方式：
（1）采用双功率电动机。电动机在各种情况下都有较高的负荷率，运行效率和功率因数都有较大的提高。缺点在于：如果不能解决系统的配合问题，则起不到节能作用。
（2）增加蓄能器。蓄能器用来增加抽油机的转动惯量，充分发挥其动能的均衡作用，降低电动机承受扭矩的波动量。只要电动机的额定功率等于或大于抽油机的平均消费功率，抽油机就能平稳工作，显著降低电动机容量，实现节能降耗。
（3）利用电容器做功率补偿。其节能原理就是利用一个大容量电容器并联在线路中，起到功率补偿作用，从而达到节电目的。无功就地补偿节能可以最大限度地减少拖动系统对无功功率的需求，使整个供电线路的容量及能量损耗、导线截面、有色金属消耗量，以及开关设备和变压器的容量都相应减小，而供电质量却得以提高。其只能对长期空载或轻载运行的电动机有用，对于重载运行的电动机，没有补偿的必要。只要根据电机容量及平均负载率，选配适当容量的电容器进行固定补偿就行了，既经济又实用。
（4）改变电动机的机械特性。主要应用于节能电机。一是超高转差率多速电动机。普通电动机的机械特性较硬，在一定负载下，转速n（或角速度ω）较大；超高转差电动机（CJT）机械特性较软，在同一负载下，转速n（或角速度ω）较低，即转差率较大，具有降低扭矩峰值，减小抽油机悬点冲击载荷的作用。因
此，在某些工况下具有节能效果。
图1 η=f（P）曲 线
1，2分 别 为 普 通 电 动 机 的η及cosψ；
3，4分 别 为CJT电 动 机 的η及cosψ；
○为 额 定 负 载 时 的η及cosψ；
为 轻 载 时 的η及cosψ。
通过对图1所示效率，功率因数与输出轴功率之间的函数关系分析可知：
1）普通电动机的η及cosψ曲线陡峭；
2）CJT电动机的η及cosψ曲线平坦；
3）普通电动机在额定输出功率点，η及cosψ较高，运行最经济；
4）在轻负载时，普通电动机的η及cosψ较低，CJT电动机的η及cosψ较
高。
对超高转差率多速电动机来讲，由于曲线平坦，η及cosψ在负载变化情况下，其值变化不大，从而相对来讲其η及cosψ高于普通电动机，致使有功功率降低，功率因数提高。就节能来说，抽油机匹配超高转差电动机是合理的。当然，转差率高低，机械特性软硬均应适度，否则会对其实用性、可靠性带来不利影响。
二是永磁同步机。效率和功率因素都优于一般异步电机，电机本身是硬特性，运行中无转差。没有消减振动载荷的能力，会增大对减速箱齿轮的冲击损害；一旦电机烧毁就会失磁；不能适用调参的需要实行变极调速。
三是双定子电机。起动时集两部分定子的合力矩以加大起动力矩，以适应低负荷时以低功率来匹配达到节电的目的。缺点是电机的制造难度和成本增加。
四是电磁调速电机。在抽油机既定的负荷条件下，通过改变其绕组结构完成6/8极，8/12极的单绕组非倍极改型设计，使其运行在原井抽油机上，其负荷率从20%-80%变化，电机都运行在高效区，这种方式既适用于旧电机改造，又适用于新电机生产
（5）电动机星三角转换节能。主要用于节能配电箱。当电动机轻载（负载率<33%）时，可以将电动机的绕组由△接法改成Y接法，使每相绕组只承受220V的电压，电动机的转矩也就仅为额定转矩的1/3。否则会影响节能效果。当负载率>33%时，再将电动机绕组改为△接法运行。否则会使电流过大，铜耗增加，反而费电。为了不使转换频繁发生，一般在转换点的负载率之间设置一定的回差，通常采用负载率β<30%时进行△→Y转换，而当β>35%，进行Y→△转换。
（6）增加调压节能装置。降低输入电压，减少了电动机的损耗，提高了电动机的运行效率，达到节能的目的。主要是晶闸管相控调压节能（STD）。基于相控节电技术的电机节电器全自动智能化节电，无需人工调节，節电率效果比较明显，不改变电机原有转速，不影响抽油机采油量，串联于抽油机电机前端，安装使用简捷易用，具有软启动，动态跟踪负载，调节用电设备输入功率，提高用功功率等功能，可有效地保护电机及机械设备，设备运行平稳、可靠，是抽油机节能改造的最佳方案。
2.改进抽油机结构
（1）间抽控制器。包括人工控制、定时钟、液面探测器、流量传感器、电流传感器、抽油杆载荷传感器。从实践中看，人工控制方式费工费时；定时钟无法解决令抽油机的工作能力动态地响应油井负荷的变化，可能还会影响油井的产量；液面探测器由于装置复杂，维修费用高而没有得到普及；流量传感器受大概10cm3/s流量限制，会发生堵塞现象，也未能获得推广应用；电流传感器对电机电流的检测是最方便、最可靠，也是最为廉价的方法；抽油杆载荷传感器在光杆或游梁上安装测力传感器可以测出抽油杆的载荷数据。光杆测力传感器比较准确，但易于损坏；安装在游梁上的传感器准确度比较低，但比较耐用。 （2）变频器调速节能。为了使抽油泵的排量与油井的渗透能力相适应，可以通过改变抽油机的电动机转速来实现。抽油泵是一种柱塞泵，对电动机来讲是一种恒转矩性的负载，也即电动机的电功率与其转速成正比。
3.降低皮带传递损失。选用传动效率高的传动方式，如窄V带和同步带，其传动比准确，不打滑。同时，保持皮带大小轮四点一线，以及皮带合理张进度，也是降低功率损耗的重要方面。
4.改变抽油机的四连杆机构，优化相关尺寸配比，以降低抽油机的转矩因数，从而降低抽油机的工作转矩及其波动，实现节能。一是采用偏置式抽油机。改变抽油机曲柄净扭矩曲线的形状和大小，使其波动平坦，减小负扭矩，从而减少抽油机的周期载荷系数，提高电动机的工作效率，达到节能目的。二是采用前置式抽油机。与同级别的常规式抽油机相比，前置式抽油机可配置较小功率的电动机，其效率可提高20%，节能效果显著。
5.改进平衡方式。改进抽油机的平衡方式，提高抽油机的平衡度，可以降低减速器输出轴转矩的波动幅度，达到节能的目的。一是平衡相位角。为了平衡扭矩与载荷扭矩对齐，偏置这样一个角度。二是变距平衡。这种平衡节能技术，解决的是抽油载荷正常生产时的周期变化。运用变距节能原理的典型应用事例就是双驴头抽油机。
6.采用高效节能泵。提高泵效，也就降低了百米吨耗，实现节能。一是研究提高抽油泵充满系数措施，如在抽油泵中安装气锚。对于含气比较高的油井，使用气锚可提高泵的容积效率，以达到提高系统效率的目的。二是加强降低冲程损失技术研究，研制安全可靠的油管锚定工具，降低冲程损失，提高泵效。三是以系统效率最大为目标，抽油机井优化设计软件为手段，利用现有的模拟试验设备，开展不同工况参数条件下常规抽油机井的效率评价试验研究工作。
参考文献：
[1]赵 鹏.飞油田抽油机节能方式综述及解决方案[J]. 科技资讯，2007（6）.
[2]彭国标，安秋悦. 浅谈抽油机节能及智能控制器的设计[J]. 自动化仪表，2004（9）.
[3]張清林.抽油机的现状、发展方向及其节能技术的探索[J]，科技创新导报，2008，2
[4]张晓玲.于海迎，抽油机的节能技术及其发展趋势[J]，石油和化工节能，2007，2
[5]邓素玉.郭春生，节能降耗技术在抽油机井上的应用[J]，中外能源，2008，2
[关键词]：抽油机 节能 方式
一、抽油机概述
抽油机俗称“磕头机”，是石油钻采机械中常用的采油机械设备。抽油机的种类繁多。从采油方式上可分为两类，即有杆类采油设备和无杆类采油设备。有杆类采油设备又可分为抽油杆往复运动类（国内外大量使用的游梁式抽油机和无游梁式抽油机）和旋转运动类（如电动潜油螺杆泵）；无杆类采油设备也可分为电动潜油离心泵，液压驱动类（如水力活塞泵）和气举采油设备。
二、抽油机节能的意义
我国的油田多为低渗透的低能、低产油田，油田开发难度不断增大，大部分油田要靠注水压油入井，再用抽油机把油从地层中提升上来，以水换油或者以电换油是我国油田的现实，因而，电费在我国的石油开采成本中占了相当大的比例。由此造成成本居高不下，节能降耗已成为油田稳产上产绕不开的命题。目前，我国抽油机的保有量在10万台以上，电动机装机总容量在3500MW，每年耗电量逾百亿kWh，抽油机在我国平均效率为25.96%，而国外平均水平为30.05%，年节电潜力可达几十亿kWh。节能在长期角度看来是优化结构、成本降低的途径，从而使企业获得有利的竞争地位。既确保有效地完成国家的任务，又保证企业通过节能工作获得长期的低成本优势，也是企业能否持续稳定发展的现实考题。抽油机的增效节能肩负着越来越沉重的使命。
三、抽油机节能存在的问题
传统的抽油机普遍存在着起动冲击大，运行耗电多，大马拉小车、效率低下等诸多问题。
（一）效率低下，能耗大
当油层的能量不足以维护自喷时，则必须人为地从地面补充能量，才能把原油举升出井口。如果补充能量的方式是用机械能量把油采出地面，就称为机械采油。全国有机采井近65000口，抽油机井占总井数的85%，在油田采收过程中，抽油机耗电量占油田总耗电量的1/4，由于抽油机自身设备结构的特点，大量的能量（70%左右）在传递过程中白白损失掉。抽油机固有的设计及运行特点与现场运行工况相比，不可避免地出现了大马拉小车的不合理匹配。抽油机PH点的负载在现场也从未出现过，抽油机的实际负载率普遍偏低，绝大部分负载在电动机额定功率（指输出功率）20%～30%左右，最高也不会超过50%。这样运行对普通电动机而言，其效率和功率因数特低。“大马拉小车”现象是抽油机耗能的主要原因。为实现抽油机节能，必须克服“大马拉小车”现象所带来的负面影响。
（二）空抽
由于抽油机是按照油井最大化的抽取量来进行选择的，并且还留有设计余量。另外，随着油井由浅入深的抽取，井中油面逐渐下降、地下油量越来越少，泵的充满度越来越不足，直到最后发生空抽的现象，如果不加以控制，就会白白地浪费大量的电能。
（三）设备老化
抽油机老化严重，有些抽油机净值早已折旧没了，新度系数极低，而在一个中型油田企业抽油机每年的折旧就达上亿元，仅凭产能新增抽油机根本不能改善抽油机整体技术状况差、新度系数低的现状，并且需要投入大量的资金，逐年有计划地进行更新或技术改造。资金的缺乏给技术装备的节能增加了很大的难度。
（四）运行工况恶劣
抽油机基本是在室外露天环境下工作，一年四季风吹雨晒，工况环境十分恶劣。抽油机又分布在广阔的油田区域，给维护保养等管理工作带来极大困难，润滑不足、设备锈蚀等现象普遍存在，不但使设备的安全性和可靠性降低，更使各部件摩擦增大，带来能量损失的加大。
四、抽油机节能潜力巨大
（一）抽油机节能理论分析
根据抽油机井的工作特点，抽油机的系统效率分为地面效率和井下效率两部分，并且存在以下关系。
N=NsNw
式中：N ——抽油机系统效率；
Ns——抽油机系统的地面效率；
Nw——抽油机系统的井下效率。
机械采油系统由电动机、抽油机、井口装置、油管柱、抽油杆和抽油泵等装置组成，其中抽油机又包括胶带轮传动装置、减速器、四连杆机构和游梁装置。地面系统效率损失主要发生在电动机、皮带、减速箱及四连杆机构中，井下效率损失主要发生在盘根盒、抽油杆、抽油泵和管柱中。
（二）理论上提高系统效率的几种方法
提高系统效率有以下两种办法：一是增加系統的有效功率；二是减少损耗功率，推广应用节能技术设备或加强管理工作。
1.推广节能型抽油机和电动机。我国现在使用较多的节能型抽油机有异相曲柄平衡抽油机、异型游梁式抽油机和宽带机等，使用较多的节能电机有高滑差电机、双速电机等。
2.对有杆抽油系统进行优化设计。结合油井实际选择机、杆、泵及抽汲参数，有杆抽油系统应当满足油井的生产要求，还要做到经济合理。一是新投产油井系统的优化设计；二是已投产井抽汲参数的优选，即在满足抽油机的承载能力以及满足配产要求的条件下，合理地设计抽汲参数。
3.加强对抽油机的科学化管理。定期检查传动装置，定期更换减速箱内机油，提高地面传动部分效率；使用窄V联组带；对于油气比高的油井应采取适当加大泵的沉没度，加装油气分离器和定期放套管气等措施，以提高泵的充满系数；加强特殊井的分类维护；保持抽油机的较高的平衡度等。
4.解决抽油机电动机的欠载问题。电动机运行的效率取决于负载率β。在这里： β=（P2/ PN）×100%
式中：P2——电动机的输出功率；
PN——电动机的额定功率。
轻载时电动机的效率很低，而当负载增加到一定值时变化则很小。当β<0.4，效率的变化不大，在负载率β=0.75左右时，效率达到最高值。测定发现，一般每台抽油机电动机的平均负载大概只有它额定功率的1/3左右，由于工作在负载率小于25%的时间占整个工作时间的50%以上，造成电动机有效功率过低，导致系统效率普遍偏低。
（三）抽油机节能具体方式手段
大致通过三种途径实现抽油机的节能增效：一是提高电机的功率利用率；二是改进抽油机结构，比如通过加平衡块使载荷更平衡，或者使用变频装置来改善平衡等。三是在深井泵上做文章，提高泵的效率。
1.抽油机的电动机节能方式。主要从三个方面实现节能：人为地改变电动机的机械特性，主要是改变电源频率，以实现与负荷特性的柔性配合；从设计上改变电动机的机械特性（如高转差率电动机和超高转差率电动机），从而改善电动机与抽油机的配合；提高电动机的负荷率和功率因数。具体有以下方式：
（1）采用双功率电动机。电动机在各种情况下都有较高的负荷率，运行效率和功率因数都有较大的提高。缺点在于：如果不能解决系统的配合问题，则起不到节能作用。
（2）增加蓄能器。蓄能器用来增加抽油机的转动惯量，充分发挥其动能的均衡作用，降低电动机承受扭矩的波动量。只要电动机的额定功率等于或大于抽油机的平均消费功率，抽油机就能平稳工作，显著降低电动机容量，实现节能降耗。
（3）利用电容器做功率补偿。其节能原理就是利用一个大容量电容器并联在线路中，起到功率补偿作用，从而达到节电目的。无功就地补偿节能可以最大限度地减少拖动系统对无功功率的需求，使整个供电线路的容量及能量损耗、导线截面、有色金属消耗量，以及开关设备和变压器的容量都相应减小，而供电质量却得以提高。其只能对长期空载或轻载运行的电动机有用，对于重载运行的电动机，没有补偿的必要。只要根据电机容量及平均负载率，选配适当容量的电容器进行固定补偿就行了，既经济又实用。
（4）改变电动机的机械特性。主要应用于节能电机。一是超高转差率多速电动机。普通电动机的机械特性较硬，在一定负载下，转速n（或角速度ω）较大；超高转差电动机（CJT）机械特性较软，在同一负载下，转速n（或角速度ω）较低，即转差率较大，具有降低扭矩峰值，减小抽油机悬点冲击载荷的作用。因
此，在某些工况下具有节能效果。
图1 η=f（P）曲 线
1，2分 别 为 普 通 电 动 机 的η及cosψ；
3，4分 别 为CJT电 动 机 的η及cosψ；
○为 额 定 负 载 时 的η及cosψ；
为 轻 载 时 的η及cosψ。
通过对图1所示效率，功率因数与输出轴功率之间的函数关系分析可知：
1）普通电动机的η及cosψ曲线陡峭；
2）CJT电动机的η及cosψ曲线平坦；
3）普通电动机在额定输出功率点，η及cosψ较高，运行最经济；
4）在轻负载时，普通电动机的η及cosψ较低，CJT电动机的η及cosψ较
高。
对超高转差率多速电动机来讲，由于曲线平坦，η及cosψ在负载变化情况下，其值变化不大，从而相对来讲其η及cosψ高于普通电动机，致使有功功率降低，功率因数提高。就节能来说，抽油机匹配超高转差电动机是合理的。当然，转差率高低，机械特性软硬均应适度，否则会对其实用性、可靠性带来不利影响。
二是永磁同步机。效率和功率因素都优于一般异步电机，电机本身是硬特性，运行中无转差。没有消减振动载荷的能力，会增大对减速箱齿轮的冲击损害；一旦电机烧毁就会失磁；不能适用调参的需要实行变极调速。
三是双定子电机。起动时集两部分定子的合力矩以加大起动力矩，以适应低负荷时以低功率来匹配达到节电的目的。缺点是电机的制造难度和成本增加。
四是电磁调速电机。在抽油机既定的负荷条件下，通过改变其绕组结构完成6/8极，8/12极的单绕组非倍极改型设计，使其运行在原井抽油机上，其负荷率从20%-80%变化，电机都运行在高效区，这种方式既适用于旧电机改造，又适用于新电机生产
（5）电动机星三角转换节能。主要用于节能配电箱。当电动机轻载（负载率<33%）时，可以将电动机的绕组由△接法改成Y接法，使每相绕组只承受220V的电压，电动机的转矩也就仅为额定转矩的1/3。否则会影响节能效果。当负载率>33%时，再将电动机绕组改为△接法运行。否则会使电流过大，铜耗增加，反而费电。为了不使转换频繁发生，一般在转换点的负载率之间设置一定的回差，通常采用负载率β<30%时进行△→Y转换，而当β>35%，进行Y→△转换。
（6）增加调压节能装置。降低输入电压，减少了电动机的损耗，提高了电动机的运行效率，达到节能的目的。主要是晶闸管相控调压节能（STD）。基于相控节电技术的电机节电器全自动智能化节电，无需人工调节，節电率效果比较明显，不改变电机原有转速，不影响抽油机采油量，串联于抽油机电机前端，安装使用简捷易用，具有软启动，动态跟踪负载，调节用电设备输入功率，提高用功功率等功能，可有效地保护电机及机械设备，设备运行平稳、可靠，是抽油机节能改造的最佳方案。
2.改进抽油机结构
（1）间抽控制器。包括人工控制、定时钟、液面探测器、流量传感器、电流传感器、抽油杆载荷传感器。从实践中看，人工控制方式费工费时；定时钟无法解决令抽油机的工作能力动态地响应油井负荷的变化，可能还会影响油井的产量；液面探测器由于装置复杂，维修费用高而没有得到普及；流量传感器受大概10cm3/s流量限制，会发生堵塞现象，也未能获得推广应用；电流传感器对电机电流的检测是最方便、最可靠，也是最为廉价的方法；抽油杆载荷传感器在光杆或游梁上安装测力传感器可以测出抽油杆的载荷数据。光杆测力传感器比较准确，但易于损坏；安装在游梁上的传感器准确度比较低，但比较耐用。 （2）变频器调速节能。为了使抽油泵的排量与油井的渗透能力相适应，可以通过改变抽油机的电动机转速来实现。抽油泵是一种柱塞泵，对电动机来讲是一种恒转矩性的负载，也即电动机的电功率与其转速成正比。
3.降低皮带传递损失。选用传动效率高的传动方式，如窄V带和同步带，其传动比准确，不打滑。同时，保持皮带大小轮四点一线，以及皮带合理张进度，也是降低功率损耗的重要方面。
4.改变抽油机的四连杆机构，优化相关尺寸配比，以降低抽油机的转矩因数，从而降低抽油机的工作转矩及其波动，实现节能。一是采用偏置式抽油机。改变抽油机曲柄净扭矩曲线的形状和大小，使其波动平坦，减小负扭矩，从而减少抽油机的周期载荷系数，提高电动机的工作效率，达到节能目的。二是采用前置式抽油机。与同级别的常规式抽油机相比，前置式抽油机可配置较小功率的电动机，其效率可提高20%，节能效果显著。
5.改进平衡方式。改进抽油机的平衡方式，提高抽油机的平衡度，可以降低减速器输出轴转矩的波动幅度，达到节能的目的。一是平衡相位角。为了平衡扭矩与载荷扭矩对齐，偏置这样一个角度。二是变距平衡。这种平衡节能技术，解决的是抽油载荷正常生产时的周期变化。运用变距节能原理的典型应用事例就是双驴头抽油机。
6.采用高效节能泵。提高泵效，也就降低了百米吨耗，实现节能。一是研究提高抽油泵充满系数措施，如在抽油泵中安装气锚。对于含气比较高的油井，使用气锚可提高泵的容积效率，以达到提高系统效率的目的。二是加强降低冲程损失技术研究，研制安全可靠的油管锚定工具，降低冲程损失，提高泵效。三是以系统效率最大为目标，抽油机井优化设计软件为手段，利用现有的模拟试验设备，开展不同工况参数条件下常规抽油机井的效率评价试验研究工作。
参考文献：
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