游梁式抽油机在当今采油设备中占有重要的地位。由于其具有结构简单、可靠性高、耐久性好、维修方便、适应现场工况等特点,在今后相当长时间内必将还是油田的主要采油设备和耗能设备。为了保证抽油机有足够的过载能力,通常电动机装机功率比较大,而采油过程中负荷一般不会太高,所以电机负载率只有30%左右,也就是我们通常说的“大马拉小车”现象,在油田开发后期,更为严重,因此而造成了电能的极大浪费。针对游梁式抽油机存在的轻载和“干抽”等问题,在总结分析前人研究的基础上,本文提出了智能控制与变频调速相结合的综合节能控制方案,即利用模糊神经网络对井下蓄液量进行预报,在蓄液量较少时,及时停机;在蓄液量达到“满抽”时,及时开机,并在开机运行时辅以变频技术,根据负载大小实时控制电机转速,以达到更好的节能目的。为了实现该节能方案,本课题对智能控制技术和变频技术分别作了研究,并在总结分析前人研究的成果同时,分别设计了符合抽油机特点的智能控制器和变频器,此外,还保留了两者互联接口。在设计智能控制部分时,本文研究分析了模糊控制和神经网络的各自特点,模糊控制有较强的表达能力,而神经网络有更好的学习能力。为了充分利用两者所长,我们选用了模糊控制和神经网络融合而成的TS模糊系统模型,并根据采油现场特点,选取一个小油区作为控制对象,设计了适合抽油机控制的模糊神经网络。为了制定实用的模糊规则和训练网络,我们多次到胜利油田设计院和采油厂与相关人员联系,选取了多口轻载井,采集了大量的真实数据用以训练网络,并咨询了多位采油专家,制订了基本的模糊控制规则。并对智能控制部分硬软件进行了设计。由于通用变频器价格昂贵,并且在油田的应用也不是很理想,所以我们与合作企业工程人员共同设计了抽油机专用变频器,专用变频器由单片机系统、整流逆变电路及IGBT驱动保护电路构成。该变频器简单实用,成本较低。此外,为适合变频调速要求,对变频主电路也进行了设计改进。此外,本课题为了实验需要,制作了抽油机模拟负载,该模拟负载由异步电机、减速箱、支架及重物组成,用以模拟抽油机采油过程。在节能控制系统初步设计完成后,在此模拟负载上作了大量的实验。最后,对实验结果进行了简单分析,并测试了节能控制装置的各项性能。