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摘要：由于稠油等原因，部分抽油机井需要低参数生产，目前大部分采油现场都是通过使用调速电机、变频柜以及低冲次电机来实现的，但是三者都存在或多或少的弊端；永磁多极电机作为一种新设备，虽然投产不到一年，但是它的良好节能降耗效果是调速电机、变频柜以及低冲次电机三者都无法相比的。因此，对于低参数生产井推广永磁多极电机势在必行。
关键词：低参数 变频调速 多极电机
中图分类号：TM3
目前部分油稠井、供液差井大部分是低參数生产的，然而普通电机不能达到低转数的效果，因此大部分是通过调速电机或变频柜来实现的，虽然二者都可以实现低参数生产的目的，但是都存在一定的弊端，因此，推广一种新方法即使用永磁多极电机势在必行。
1 基本现状
孤东油田开采已经到了中后期，大部分井都是高参数、高液量生产，然而还有一小部分井由于开采层位属于小断块井，一般都无对应水井，含水不会很高，而且这类井一般都是稠油井，只能通过掺水、低参数生产；还有部分井由于注采井网不完善无对应水井而供液差生产，只能通过低参数生产。
目前采油队低参数生产井多半通过三种方法实现：第一，使用调速电机，通过电磁调速实现；第二，使用变频柜配普通电机，通过变频实现；第三，使用低冲次电机，通过二级减速装置实现。然而这三种方法都存在一定的弊端，达不到节能降耗的目的。
2 常规低参数生产状况分析
2.1 调速电机
调速电机能够实现低参数生产，而且可以做到不停井调参，对于出砂井非常适合使用，是调速电机的优点。但是，调速电机的缺点也不可忽视。调速电机由两部分组成，第一部分是和普通电机一样的电动机，这一部分不能实现调速；第二部分是电磁调速机，它的工作原理是第一部分的普通电机通过电磁感应带动第二部分的电磁调速机运转，再通过手动调节电磁调速机转速来实现低参数生产。不难看出，由于它是通过电能转化为磁能再转化为机械能输出的，势必导致电能损耗较大，这就是调速电机的最大缺点：耗电量高。
2.2 变频柜
变频柜是一种新型的节能装置，它既可以实现低参数生产，又能达到节能降耗的效果，那么它的弊端在哪里呢？分析它的工作原理就可以看出，变频柜是通过变频器来实现低参数生产的，即通过人工手动设定它的最大频率来实现自动调节参数，最终实现低参数生产，它不需要像调速电机一样先将电能转化为磁能来实现低参数生产，因此既能低参数生产，也可以节能降耗；然而变频柜的缺点就在于它的自动调频，变频柜可以根据油井载荷变化来自动调频，当载荷变小时变频柜将自动变频降低输出频率，这就会导致参数降低，然而当地层供液变好载荷变大时，变频柜却不能自动增大输出频率，也就是现场很多采油工面临的一个问题：变频柜掉参数。这就是变频柜的最大缺点：“只降不升”。另外，变频柜的成本较高，一台变频柜的成本大概为5万元到10万元不等。
2.3 低冲次电机
低冲次电机的出现解决了调速电机耗电高的问题，同时解决了变频柜掉参数的弊端，但是也有它的弊端，因为低冲次电机是通过它自身的二级减速装置来实现低参数生产的，二者之间是有轴承来实现联结的，这就是它的弊端，首先二级减速装置的工作原理是通过多极变速最终降速，只要其中的某一级出现故障都会导致整个装置失效，严重的会卡死，很容易烧电机；其次目前的低冲次电机使用年限都较长，基本都在5年左右，多极装置由于长期运转必然导致接触不能像新电机一样良好，更容易出现故障。
3 永磁多极电机优势分析
3.1 耗电低
永磁多极电机与普通永磁电机的原理基本相同，是通过电磁互感来实现生产的，耗电远远低于调速电机，例如：GO7-23-234，该井之前的生产参数为56*2.5*1.9*1097，使用调速电机，日耗电195kw.h；对该井使用18.5kw永磁16极电机替代调速电机后生产参数为56*2.5*3*1097之后，日耗电72kw.h，在参数增加了1.1次的情况下仍能够日节电123kw.h。
3.2 运转稳定
不同于变频柜，永磁多极电机是通过电磁互感来运转的，运转相对于变频柜来讲，稳定性大大提高，对于供液差井可以实现恒定参数生产，克服了变频柜“只降不升”的弊端。同时，永磁多极电机相对于变频柜来讲投入较少，一台变频柜的价格由5万到10万不等，而一台永磁多极电机的价格为1万到2万之间，与相比变频柜可以节约很大一部分成本投入。
3.3 质量保证
永磁多极电机不同于低冲次电机的二级多级变速装置，是通过电磁互感来实现低参数生产的，质量相对于低冲次电机来讲是其不能比拟的。
4 推广使用效果分析
现场通过引进新的永磁多极电机来替代部分调速电机、变频柜以及低冲次电机，取得了很好的效果。
4.1 应用多极永磁电机前低参数井生产情况
抽取低参数生产井8口（表1），其中调速电机3台、低冲次电机2台、变频柜3台，平均系统效率22.9%，总日耗电1544kW.h。
表1 替换多极永磁电机前低参数井生产情况统计表
4.2 应用多极永磁电机后低参数井生产情况
通过引进多极电机8台，其中22kw普通16极电机2台、18.5kw永磁16极电机5台、22kw永磁12极电机1台，平均系统效率24.6%，总日耗电844kW.h（表2）。
表2 替换多极永磁电机后低参数井生产情况统计表
4.3 效果对比
通过对比，平均系统效率增长1.7%，平均日节电700kw.h；同时极大地减少了变频柜的成本投入。
5 结论
目前的采油生产，稠油井、掺水生产井、供液差井仍然占据15%-20%的比例，这些井仍然需要低参数生产，不管是传统的调速电机、低冲次电机，还是变频柜，都因为其自身的弊端不能与性能完美的永磁多极电机相比。永磁多极电机具有成本低、耗电低、性能好的优点，适合于对所有低参数生产井进行推广使用，实现节能降耗。
参考文献
[1] 黄海宏 王海欣多极永磁同步电动机的研究《电气应用》2005年 第1期
关键词：低参数 变频调速 多极电机
中图分类号：TM3
目前部分油稠井、供液差井大部分是低參数生产的，然而普通电机不能达到低转数的效果，因此大部分是通过调速电机或变频柜来实现的，虽然二者都可以实现低参数生产的目的，但是都存在一定的弊端，因此，推广一种新方法即使用永磁多极电机势在必行。
1 基本现状
孤东油田开采已经到了中后期，大部分井都是高参数、高液量生产，然而还有一小部分井由于开采层位属于小断块井，一般都无对应水井，含水不会很高，而且这类井一般都是稠油井，只能通过掺水、低参数生产；还有部分井由于注采井网不完善无对应水井而供液差生产，只能通过低参数生产。
目前采油队低参数生产井多半通过三种方法实现：第一，使用调速电机，通过电磁调速实现；第二，使用变频柜配普通电机，通过变频实现；第三，使用低冲次电机，通过二级减速装置实现。然而这三种方法都存在一定的弊端，达不到节能降耗的目的。
2 常规低参数生产状况分析
2.1 调速电机
调速电机能够实现低参数生产，而且可以做到不停井调参，对于出砂井非常适合使用，是调速电机的优点。但是，调速电机的缺点也不可忽视。调速电机由两部分组成，第一部分是和普通电机一样的电动机，这一部分不能实现调速；第二部分是电磁调速机，它的工作原理是第一部分的普通电机通过电磁感应带动第二部分的电磁调速机运转，再通过手动调节电磁调速机转速来实现低参数生产。不难看出，由于它是通过电能转化为磁能再转化为机械能输出的，势必导致电能损耗较大，这就是调速电机的最大缺点：耗电量高。
2.2 变频柜
变频柜是一种新型的节能装置，它既可以实现低参数生产，又能达到节能降耗的效果，那么它的弊端在哪里呢？分析它的工作原理就可以看出，变频柜是通过变频器来实现低参数生产的，即通过人工手动设定它的最大频率来实现自动调节参数，最终实现低参数生产，它不需要像调速电机一样先将电能转化为磁能来实现低参数生产，因此既能低参数生产，也可以节能降耗；然而变频柜的缺点就在于它的自动调频，变频柜可以根据油井载荷变化来自动调频，当载荷变小时变频柜将自动变频降低输出频率，这就会导致参数降低，然而当地层供液变好载荷变大时，变频柜却不能自动增大输出频率，也就是现场很多采油工面临的一个问题：变频柜掉参数。这就是变频柜的最大缺点：“只降不升”。另外，变频柜的成本较高，一台变频柜的成本大概为5万元到10万元不等。
2.3 低冲次电机
低冲次电机的出现解决了调速电机耗电高的问题，同时解决了变频柜掉参数的弊端，但是也有它的弊端，因为低冲次电机是通过它自身的二级减速装置来实现低参数生产的，二者之间是有轴承来实现联结的，这就是它的弊端，首先二级减速装置的工作原理是通过多极变速最终降速，只要其中的某一级出现故障都会导致整个装置失效，严重的会卡死，很容易烧电机；其次目前的低冲次电机使用年限都较长，基本都在5年左右，多极装置由于长期运转必然导致接触不能像新电机一样良好，更容易出现故障。
3 永磁多极电机优势分析
3.1 耗电低
永磁多极电机与普通永磁电机的原理基本相同，是通过电磁互感来实现生产的，耗电远远低于调速电机，例如：GO7-23-234，该井之前的生产参数为56*2.5*1.9*1097，使用调速电机，日耗电195kw.h；对该井使用18.5kw永磁16极电机替代调速电机后生产参数为56*2.5*3*1097之后，日耗电72kw.h，在参数增加了1.1次的情况下仍能够日节电123kw.h。
3.2 运转稳定
不同于变频柜，永磁多极电机是通过电磁互感来运转的，运转相对于变频柜来讲，稳定性大大提高，对于供液差井可以实现恒定参数生产，克服了变频柜“只降不升”的弊端。同时，永磁多极电机相对于变频柜来讲投入较少，一台变频柜的价格由5万到10万不等，而一台永磁多极电机的价格为1万到2万之间，与相比变频柜可以节约很大一部分成本投入。
3.3 质量保证
永磁多极电机不同于低冲次电机的二级多级变速装置，是通过电磁互感来实现低参数生产的，质量相对于低冲次电机来讲是其不能比拟的。
4 推广使用效果分析
现场通过引进新的永磁多极电机来替代部分调速电机、变频柜以及低冲次电机，取得了很好的效果。
4.1 应用多极永磁电机前低参数井生产情况
抽取低参数生产井8口（表1），其中调速电机3台、低冲次电机2台、变频柜3台，平均系统效率22.9%，总日耗电1544kW.h。
表1 替换多极永磁电机前低参数井生产情况统计表
4.2 应用多极永磁电机后低参数井生产情况
通过引进多极电机8台，其中22kw普通16极电机2台、18.5kw永磁16极电机5台、22kw永磁12极电机1台，平均系统效率24.6%，总日耗电844kW.h（表2）。
表2 替换多极永磁电机后低参数井生产情况统计表
4.3 效果对比
通过对比，平均系统效率增长1.7%，平均日节电700kw.h；同时极大地减少了变频柜的成本投入。
5 结论
目前的采油生产，稠油井、掺水生产井、供液差井仍然占据15%-20%的比例，这些井仍然需要低参数生产，不管是传统的调速电机、低冲次电机，还是变频柜，都因为其自身的弊端不能与性能完美的永磁多极电机相比。永磁多极电机具有成本低、耗电低、性能好的优点，适合于对所有低参数生产井进行推广使用，实现节能降耗。
参考文献
[1] 黄海宏 王海欣多极永磁同步电动机的研究《电气应用》2005年 第1期