抽油機的創新設計與分析

李平

（大慶石油管理局有限公司裝備制造分公司抽油機制造分公司，黑龍江 大慶 163000）

根據調查研究結果顯示，在國際范圍內很多國家在開采原油方面都選擇使用了杠抽油技術。在我國，采油作業也已經實現機械化，通過對杠桿技術原理的合理運用，在油井開采中取得了理想的成績。當前有的杠抽油機器實際應用的效率不高，必須要合理運用減速裝置等，對發電機運動形式加以改造，只有這樣，才能夠避免效率低所帶來的石油開采成本增加問題發生。近年來，世界能源儲量降低，加之我國對環境保護重視程度的不斷提高，將新型技術應用于石油開采過程中，不斷優化石油開采效率具有一定的現實意義。由此可見，深入研究并分析抽油機的創新設計十分有必要，以期能夠實現石油開采效率的不斷提升，節省石油開采成本的支出。

1 抽油機設計方案闡釋

對抽油機進行創新設計的過程中，最關鍵的就是要具備科學化的設計方案，對抽油機的創新設計內容進行確定，同時還要重視抽油機的動力設計。只有這樣，才能夠實現抽油機的創新設計目標，在實際應用的過程中，能夠充分發揮新型抽油機的作用與價值，不斷優化石油開采的效率。

1.1 抽油機的創新設計內容

對抽油機進行創新設計的過程中，需要引入全新的理論，一般被稱為ARIZ，即為發現問題解決算法。針對ARIZ 而言，其本質上就是分析工具，在問題諸多且情況相對復雜的技術中被廣泛應用。ARIZ 最基本的工作原理就是要準確定義問題，隨后明確主要目標，進一步探討并研究存在的問題，有效轉化。此算法應用的主要目的就是尋找問題解決的最優解，確保問題能夠轉化成理想狀態。所在整個過程中發生問題，即可將其當做全新問題不能夠展開在此求解，屬于持續性的求解過程。在抽油機的創新設計階段，將ARIZ 算法引入其中，就是對其不對稱性和合并原理進行運用，以保證抽油機高度不斷提升，優化合并減速設備和轉動設備，只有這樣，在開采石油的過程中才能夠具備充足沖擊力。

1.2 抽油機的動力設計內容

在抽油機的動力設計方面，通常來講，應用抽油機的過程中，驅動包括兩種，即硬驅動與軟驅動。其中，硬驅動有鏈式和卷式兩種，其最主要的優勢就是確保動力輸出能夠向抽油桿直接傳送。然而，這種驅動同樣存在不足之處，即在電流相對較大的情況下，無法發揮保護的作用，甚至還會對采油工具造成嚴重的破壞。對于軟驅動而言，則主要涵蓋了鋼絲繩帶動式與帶式，最突出的優勢就是在發生故障的情況下可以充分發揮自我保護作用。然而在具體應用過程中，若繩子亦或是皮帶受摩擦會形成熱能，很難確保動力箱抽油桿直接傳送。

在抽油機創新設計過程中，選擇使用鋼絲繩軟驅動的方法，最基本的工作原理就是在鋼絲繩的作用下，通過拽引替代硬驅動機械運動。這樣，不僅可以使齒輪間磨損程度降低，同樣也有效規避了抽油機運行期間的熱能損耗。

2 抽油機結構強度研究

在抽油機的創新設計中，對其結構構成進行了改造，其主要的組成部分包括了防護系統、驅動系統、機動系統、操控系統、支撐系統、支架、防護系統與制動系統等等。具體的結構構成包括懸繩器、混凝土基礎、夾軌器、牽引系統、制動器、移機導軌、抽油機主體缸筒、處轉子永磁電機、控制柜、平衡重、上護欄組合等等。

對創新設計以后的抽油機受力狀況進行分析，能夠對其結構強度加以了解。其中，對于平臺受力做出分析，需結合抽油機結構和負荷的具體狀況，通過對有限元分析原理的運用，能夠準確計算抽油機靜力。以計算結果為基礎，即可發現，電機座前支撐板位置的應力和強度是最大的。對于抽油機主體的受力分析可以了解到，底板前端地下螺栓位置的應力最大，最重要的是代表了抽油機在創新設計以后，運行更加有效。

3 抽油機創新設計的穩定性與實踐應用

在分析抽油機穩定性的過程中，需要將抽油機整體作為重要參考依據，以此為出發點，通過三個不同的軟件創建模型并展開研究。在研究的基礎上即可獲得相應的結果，具體表現在，抽油機經過創新設計后，不管處于風負荷狀態亦或是不具備風負荷狀態，其運行的穩定性都十分突出。

以下將針對抽油機創新設計后的應用狀況展開深入分析。目前階段，國內華北油田和遼河油田等區域，已經引入了經過創新設計的抽油機，并且展開了實地應用方面的測試。根據具體的測試結果可以發現，抽油機經過創新設計以后，其實際運行效果理想，較之于普通抽油機，經過創新設計的抽油機最突出的優勢就是在整個運行階段，抽油機能夠結合油井具體的地下條件與設備，進一步以優化相對應的參數，保證可以和實際條件實現有效匹配，實現石油開采效率的全面提升。最重要的是，經過創新設計以后的抽油機，其實際安裝過程明顯簡化，十分便捷，具有較高的應用可行性。

根據以上研究與分析可以發現，經過創新設計的抽油機，將其應用于油田開采的過程中，能夠充分發揮其自身的高效性、節能性以及穩定性等方面的優勢，在應用測試方面能夠取得理想的成績。由此可見，在現代石油開采中，有必要推廣應用經過創新設計的抽油機，只有這樣，才可以不斷強化石油開采效果，進一步推動石油開采事業的發展，突顯抽油機的價值。

4 結語

綜上所述，上文針對抽油機的創新設計展開了系統化地研究與分析，并且通過實踐測試應用了解到，經過創新設計的抽油機，其在石油開采過程中能夠發揮自身的效用，有效地提高了石油開采的效率，為現代石油開采事業的全面可持續發展提供了有價值的參考依據，同樣也發揮了新型抽油機的作用與價值。