游梁式抽油机正常运行时其实际输出总处在远低于最大能力的状态,且悬点载荷呈周期性不规则变化,使得抽油机平衡状况难以保证,减速箱齿轮在某个状况下还可能出现“背面冲击”的情况,这些都会使抽油机的耗能增加。目前,国内一些油田试图从变速驱动的角度,寻找使抽油机能耗降低的新方法。本文通过现场实验的方式,获取了三口井匀速和变速运行时的电机扭矩功率、减速箱扭矩、悬点示功图数据,并利用变异系数和相关性分析的方法对变速驱动技术的应用效果以及作用机理进行了研究。并在数值仿真模型的基础上,建立了抽油机变速运行的曲柄角速度优化模型,对游梁式抽油机进行了周期内变速驱动的系统性优化的尝试。三口井的数据分析结果表明,抽油机柔性运行技术使电机功率、电机扭矩、减速箱扭矩、悬点载荷峰值平均下降36%、28%、34%,0.23%,并且电机转速、电机转子角加速度以及悬点速度的变化规律能直接影响周期内变速驱动技术的应用效果。根据实测数据与仿真数据的对比结果,本文建立的数值仿真模型在匀速和变速运行状态下的计算精度基本能达到70%~80%。根据对电机转速、电机转子角加速度以及悬点速度的单因素优化分析可知,重载区电机降速,轻载区电机提速、利用惯性扭矩平衡负载扭矩以及实现梯形台式的悬点速度曲线的方法在降低电机功率、电机扭矩以及悬点惯性载荷峰值方面均有一定的效果。而本文建立的变速运行的曲柄角速度优化模型,在降低电机功率、降低电机扭矩以及降低悬点惯性载荷峰值方面的平均降低幅度达到了10%~20%。