石油礦場機械采油裝備的發展

趙成均　盧麗秀　王文杰

【摘要】不久的將來我國一定會成為世界石油鉆采裝備生產強國，2013年4月11日據德國機械制造業協會估計，2012年全球的機械裝備銷售額達2.25萬億歐元，比2011年增加10%。全世界的機械裝備有半數是亞洲生產的，其中中國的機械裝備銷售額相當于全球機械裝備銷售額的三分之一。

【關鍵詞】裝備、技術、生產、發展

【中圖分類號】F416.22 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0434-02

一、機械采油裝備

1、有桿抽油裝備主要是：抽油機、抽油桿、抽油泵、地面驅動螺桿泵

2、無桿抽油裝備主要是：電動潛油離心泵、水力活塞泵

3、氣舉采油裝備

二、我國機械采油裝備的發展

（一）抽油機

目前我國抽油機的生產技術水平已到國際先進水平。我國除了大量生產我國行業標準規定的游梁式抽油機外，還生產供出口的API系列的游梁式抽油機，并研制成功20多種新型抽油機，主要有8種：雙驢頭抽油機，皮帶抽油機，曲游梁抽油機，彎游梁抽油機，下偏杠鈴游梁復合平衡節能抽油機，調徑變矩I、II型節能抽油機，懸掛偏置游梁復合平衡抽油機，鑫宇塔架式長沖程抽油機。

（二）抽油桿

我國抽油桿的生產技術水平比國際先進水平落后十多年，主要問題是：抽油桿生產的機械化自動化水平低，生產管理水平較低，產品質量不夠穩定，生產效率低。

我國抽油桿生產的發展方向：提高抽油桿生產的機械化自動化和生產管理水平，研制或從國外引進抽油桿鍛造機械化自動生產線，研制桿體不旋轉桿頭加工數控機床和接箍半自動生產線，進一步提高產品質量和生產效率。

（三）抽油泵

我國抽油泵的生產技術水平已達到國際先進水平。我國生產的抽油泵不僅能滿足國內油田原油開采的需要，而且還批量出口國外。與美國先進的抽油泵生產技術相比，我國抽油泵的研制工作存在二問題：

1、在基礎件（泵筒）、主要件（柱塞）和易損件（凡爾總成）上研究工作做得不夠。

我國泵簡一般采用20或45鋼，柱塞采用45鋼，泵筒內壁表面處理采用電鍍鉻，滲碳，碳氮共滲，滲硼，激光熱處理。柱塞表面處理采用電鍍鉻，滲碳，滲氮，噴焊鎳基合金。

2、對油田的服務工作做得不夠好

我國抽油泵生產企業只是向油田賣抽油泵，對油田抽油泵的使用要求及使用情況不大了解。

（四）螺桿泵

自1986年以來，我國螺桿泵制造技術與應用技術迅速發展，目前我國螺桿泵的制造技術達到了國際先進水平，地面驅動螺桿泵采油技術已基本成熟配套。

我國螺桿泵的應用范圍：

最大揚程：1500m（排量20m3/d）

最大排量：350m3/d（揚程600m）

最高井溫：90℃

油品性質：稀油，稠油，含砂，高油氣比，高含水等

國外近幾年中研制成功新材料和新工藝的螺桿泵有：等壁厚定子螺桿泵，金屬定子螺桿泵，合成材料螺桿泵和插入式螺桿泵。國外螺桿泵舉升工藝技術的研發工作呈現以下特點：

1、新材料的應用對改善螺桿泵的性能，尤其是延長定子壽命起了積極作用。

2、泵結構的優化設計已成為改善螺桿泵采油系統性能的有效手段。

（五）電動潛油離心泵

電動潛油離心泵（電泵）是機械采油的重要裝備之一。電泵的工作原理：地面電源通過變壓器控制箱后經電纜給井下電機供電，使電機運轉驅動多級離心泵，將井液舉升到地面。

我國已成為世界三大電泵生產國之一，我國電泵的生產技術水平達到國際先進水平。電泵也是我國出口量較大的機械采油裝備。

電泵工作條件：

1、適應油井套管：

2、井溫：50℃，90℃，120℃

3、工作介質：沒氣水混合物，PH值6.5-8.5，油氣比：1：60，1：100，1：200

4、含砂（重量）：<0.05%

電泵的應用范圍：排量：30m3/d-3000m3/d，壓頭：100m-3500m水柱。電泵適用于高產井，淺井，中深井，深井，方向井，高溫、高含砂、氣井。

（六）水力活塞泵

水力活塞泵是一種液壓傳動的無桿抽油裝備。它是由地面動力泵通過油管將動力液送到井下，驅動油缸往復運動和換向閥自動換向，從而帶動抽油泵將井液從油管和套管的環形空間排出。

水力活塞泵的優點：

1、因為不用抽油桿，所以不產生抽油桿與油管偏磨。

2、系統效率高，大于40%：因為動力液和采出液形成u形管狀的閉式系統，動力缸和排液缸在液柱的作用下，始終處于平衡狀態，把井液排到地面只需克服管路的壓耗和摩擦副的摩擦力，因此系統效率高。

3、下泵深度大，適用于深井。

4、排液量的范圍寬：40m3/d-1000m3/d

水力活塞泵適用于稠油井，含蠟井，含砂井，深井和定向井。

水力活塞泵的應用范圍：排量40m3/d—1000m3/d，最高壓頭3000m水柱，系統效率40%。

（七）氣舉采油

氣舉采油是基于u形管的原理，利用高壓壓氣機，從油管與套管的環形空間，通過裝在油管上的氣舉閥將天然氣連續不斷地注入油管內，使油管內的液體與注入的高壓天然氣混合，降低液柱的密度，減少液柱對井底的回壓，從而使油層與井底之間形成足夠的生產壓差，油層內的原油不斷地流人井底，并被舉升到地面。

氣舉采油的主要裝備是高壓壓氣機，國產的高壓壓氣機的主要部件從國外進口。

三、我國是世界石油鉆采裝備生產大國

1、我國石油鉆采裝備制造業始于二十世紀五十年代，隨著我國石油天然氣工業的飛速發展，國產石油鉆采裝備的生產無論是從數量上或質量上都以驚人的速度發展，特別是近二十多年來，不少石油鉆采裝備的產品經歷了引進修配、仿制試制到自主開發三個階段，產品的技術水平和性能都有了長足的提高。

2、目前我國石油鉆采裝備及配套產品的生產企業已逾千家，其中超過80%的企業都通過了IS09001質量管理體系認證，部分企業還通過了1S014001環境管理體系的認證，數百個企業獲得各類API會標使用權。

3、截至2012年7月，石油和石油化工裝備制造業工業總產值累計完成2032.59億元，同比增長19.66%，其中石油鉆采設備總產值1056.10億元，從業人員15萬多人，有一支近5萬人的研究隊伍，這些科技人員分別工作在研究院所、制造企業、油田和高等院校。

4、我國具有年生產成套鉆機約800臺的能力，此外，以下鉆采裝備產品的年生產能力為：油管530萬噸/年，套管1508萬噸，年，鉆桿45.5萬噸/年，鉆鋌、方鉆桿和加重鉆桿303000根/年，抽油機78000臺/年，抽油桿47300萬米/年，抽油泵97.5萬臺/年，螺桿泵26000臺/年，電動潛油離心泵39000套/年，修井機2600臺/年。

5、我國鉆采裝備出口到58個國家和地區，據統計2012年上半年，石油鉆采裝備累計進出口總額35.12億美元，同比增長11.15%，其中進口3.76億美元同比減少20.05%；出口31.36億美元，同比增長16.59%。

四、我國不是世界石油鉆采裝備制造強國

1、我國石油鉆采裝備制造企業規模小，布局分散，產業集中度低，世界知名的企業很少。

2、我國有些石油鉆采裝備制造企業的生產機械化自動化水平比較低，制造企業實現生產機械化自動化的主要目的：一是提高產品質量；二是提高勞動生產率。

3、我國石油鉆采裝備研制系統的自主創新能力不夠強，具有自主知識產權的世界名牌產品不多。

隨著我國參與國際競爭的深度和廣度的不斷增加，知識產權、技術標準等已成為我國參與國際競爭的巨大障礙，我國必須強化自主創新，形成更多擁有自主知識產權的世界知名品牌，提高產品質量和技術含量。

五、不久的將來我國一定會成為世界石油鉆采裝備生產強國

1、亞洲特別是中國迅速成為世界制造中心，2013年4月11日據德國機械制造業協會估計，2012年全球的機械裝備銷售額達2.25萬億歐元，比2011年增加10%。全世界的機械裝備有半數是亞洲生產的，其中中國的機械裝備銷售額相當于全球機械裝備銷售額的三分之一。

2、2012年1月9日，中國石油天然氣集團公司召開裝備制造業務發展座談會，會議提出到2015年，營業收入達到1000億元、海外業務收入比重達到50%。2012年，中國石油天然氣集團公司裝備制造業務營業收入、合同簽約額及出口額均創歷史新高，其中營業收入達669億元。