游梁式抽油机在一个工作冲程内，抽油机负载在重载、轻载、空载甚至倒发电之间连续运行，电机在电动和发电工况交替变化，这使得国标中针对恒定负荷的电机系统能效测试方法无法适用于此类负荷，因此，此类动态负荷条件下的节能产品评价方法成为油田节能检测工作亟待突破的难点。 为了解决油田节能产品在全工况下能效评价这一工程难点问题，本项目针对机采系统采用的游梁式抽油机电机系统的能效评价工作，开展了十年的科研攻关，针对油田现场节能检测面临的问题，研发了基于标准井和室内四象限变频器实现抽油机负荷动态全工况模拟的测试系统，成功的解决了上述难点问题。 1、研究内容及技术难点 1）建立游梁式抽油机系统负荷及能效特点的模型是主要难点之一。具体包括：电动机-齿轮箱模型、抽油机曲柄和四连杆模型、井下静负荷和动负荷模型以及平衡配重与井下摩擦力等效参数模型；以电机电流、抽油机曲柄角位移以及机械角速度作为状态变量，构建可计及各机械环节的游梁式抽油机完整数学模型。 2）创造性提出了能够模拟抽油机机械结构、井下液面深度及液体粘稠度等复杂因素的游梁式抽油机全工况动态负荷模拟加载技术。利用四象限变频器驱动的伺服电机作为模拟负载，将上述模型计算得到的负载转矩指令送入四象限变频器驱动的伺服电机，实现游梁式抽油机电机动态负荷全工况精确模拟。 3）建立能够实现动态负荷电气、机械、井下及地面各环节能效实时检测的标准井测试系统平台。此平台可实现上述各环节能量的高精度同步计量，对变压器、控制装置、节能电机以及不同结构机采装置等节能技术及产品的应用效果实现了准确评价。 2、先进性对比 通过文献检索及多渠道资料查询，目前国内外未见此类测试系统相关报道及相应论文研究成果（本课题除外），国内有企业正在研制基于液压系统的测试系统，但尚未具备测试能力，没有实现实际的应用。 3、技术创新性 1）建立了将电机电流、抽油机曲柄角位移以及机械角速度作为状态变量的游梁式抽油机电机系统模型； 2）创造性提出了基于四象限变频器的游梁式抽油机动态负荷全工况模拟加载技术； 3）建立了保持动液面实时平衡的标准井测试系统，实现了“配变-线路-电机-机采装置-井下产液量”各环节能效的高精确同步计量。 4）获得发明专利1项、实用新型专利5项、软件著作权1项。 4、应用情况 本项目研发的抽油机全工况模拟加载系统，负荷模拟整体误差低于5%，整个模拟加载系统的馈电效率接近90%，已应用于大庆石油管理局技术监督中心，稳定运行5年。完成测试约1000台次，累计服务4家油气田企业。 5、取得的经济效益和社会效益 已累计为油田节能检测创造经济效益超过1200万元，取得了较为突出的经济效益，而随着系统进一步升级，检测项目逐步增加，节能检测创造经济效益会进一步提升，同时实现对油田节能产品的功能及能效检测，为油田能够应用节能效果突出的产品严把第一道检测关口，为油田节能增效奠定了夯实的基础，对油田系统提高“碳中和”成果起到了关键性的作用。 6、推广前景、 对行业的作用和影响等 已服务于大庆、辽河、长庆、冀东、吉林等多家油田。