曳引式抽油機的推廣與應用

龔加菊，孫海榮，關東玉，李永賓，張德路

中原油田采油四廠，河南濮陽 457073

曳引式抽油機的推廣與應用

龔加菊，孫海榮，關東玉，李永賓，張德路

中原油田采油四廠，河南濮陽 457073

隨著社會的不斷進步與科學技術的不斷發展，能源問題變得越來越緊迫，在尋找能源的同時，節能是關鍵的也是目前最直接有效的重要措施。隨著油田的不斷發展，節能項目在油田也在不斷的推廣和應用。對于油田而言，能源消耗在于電能、天然氣、柴油等等，而電能的消耗最大。僅采油廠的一臺常規式抽油機的日耗電量就在400度左右，一年下來就是七八萬元的電費。隨著市場的需求一種低耗能，高效率的抽油設備——曳引式抽油機應運而生。曳引式抽油機是一種機、電一體化，節能、減排、高效的新型無游梁式抽油機。

電能；曳引式；抽油機；節能；變頻

1 曳引式應用技術的創新點及其優點

該設備動力系統采用外轉子稀土永磁同步電機，具有低轉速、大扭矩、低耗能的性能特點。控制系統采用變頻器和PLC，具有數字化、智能化、自動化控制功能特點。由于兩者的有機匹配，不僅可以使電機無須變速箱便可在超低轉速下運行，而且可以有規律地正反轉，據此原理，抽油機便可帶動抽油桿和抽油泵直接抽吸原油，動載小，運行平穩。

1.1 創新點

1）該抽油機與常規游梁式抽油機相比，省去了減速箱和游梁-連桿-曲柄機構等中間傳動環節，因此結構簡單，重量輕，占地面積小；

2）由于采用了外轉子稀土永磁同步電機和變頻控制技術，采用直接平衡方式，在曳引系統中采用動滑輪，使電機負荷小，節電效果顯著；

3）外轉子電機具有大扭矩、低轉速的優點，可以實現長沖程、低沖次，適用于稠油井、大泵強采井和供液不足的低產井；

4）采用天平式重力平衡，抽油機平衡率高，并且抽油機調整平衡操作簡便；

5）采用變頻技術，實現沖程和沖次無級可調，并具有缺相保護功能、超載保護功能、失載保護功能和電機過熱保護功能、短路自動停電保護功能。啟動電流小，正反轉換向平穩，無沖擊，整機振動小；

6）通過調節變頻控制柜面板的旋鈕來調節抽油機的沖次，配合改變上止點傳感器和下止點傳感器的位置改變沖程，通過改變配重平衡塊的重量來調節抽油機的平衡，因此調整沖程、沖次簡單，且易操作；

7）采用電液制動系統，制動安全性提高。

1.2 該設備與常規型抽油機相比有以優點

1）運行平穩，整機動載小，節電效果突出。平均一臺設備日節電240度左右；

2）常規型游梁式抽油機靠減速箱進行減速、扭矩輸出，而曳引式抽油機依靠位于塔頂的外轉子電機進行輸出扭矩。可直接減少每年齒輪油的費用及因不法分子破壞而導致的直接和間接損失；

3）電機依靠專用鋼絲繩進行牽引，減少了常規抽油機的三角皮帶的支出；

4）有別于常規四連桿抽油機無需定期黃油軸承保養，提高設備運行時率；

5）利用變頻技術啟動通過控制柜即可實現對沖程、沖次的調整，最大沖程可達7.3m。

2 現場推廣應用情況

油藏經營管理一區分別于2009年6、7月對側10-16井、10-19井安裝了曳引式抽油機。截止目前，兩口抽油機已正常運轉近6個月，油井抽油系統運行正常。試驗前后測試的抽油系統工況表明：新型塔架式節能抽油機運轉平穩，2臺抽油機平均日節電240.5kwh，平均節電率37.2%，累計節電36 895kwh，節電效果明顯

2.1 抽油機參數生產數據對比

試驗前后2口抽油井井抽汲參數、日產液、日產油、含水、動液面、泵效等數據見表1。

表1

由上表可以看出，文10-19井在泵徑（φ44mm）不變的情況下，電機功率由45 kW降到14.8 kW；沖程4.8 m增加到5.4 m；沖次由4 n/min降到3 n/min，日產液基本穩定。文側10-16井于2009年6月21日安裝新型塔架式節能抽油機后，因地質提液的需要，于2009年10月14日上作業泵升級（φ44mm↑φ70mm）。在70*5*2.2工作制度下生產穩定。從目前的供液情況看該井仍有加大沖程，加快沖次的空間。

由以上兩口井分析來看在電機功率減小的情況下，油井仍能保持穩定的產液量，抽油泵泵效大幅提高。

2.2 抽油泵工況對比

10-19工況對比圖

側10-16工況對比圖

由以上抽油泵示功圖對比可以看出，文10-19井安裝新型節能抽油機前示功圖嚴重供液不足，泵日產液量9.3t；安裝新型節能抽油機后示功圖明顯變好，泵充滿系數提高，在理論排量減少6.57m3/d的情況下，泵效由22.1%提高到29.3%，提高了7.2個百分點。

文側10-16井安裝新型節能抽油機后示功圖接近理論示功圖，泵效由58.5%提高到64.7%，提高了6.2個百分點。

2.3 試驗前后測試數據對比

文10-19井試驗前常規游梁式抽油機電機功率45 kW，上行最大電流43A,日耗電289kwh/d。試驗后電機功率14.8 kW，上行最大電流32A，電量計量76天，平均日耗電為186.5 kwh/d，日節電102.5kwh/d，節電率35.5%。截止2009年11月20日該井已累計生產123天，累計節電12 607 kW.h。

文側10-16井試驗前常規游梁式抽油機電機功率45 kW，上行最大電流61A，日耗電356kwh/d。試驗后電機功率22 kW，上行最大電流28A，電量計量20天，平均日耗電為218kwh/d，日節電138kwh/d，節電率38.7%。 截止2009年11月20日該井已累計生產176天，累計節電24 288kwh

[1]石油機械，2002（9）.

[2]新型抽油機的研制.哈爾濱工程大學學報，2002.

TE933

A

1674-6708（2010）23-0187-02