淺析提高抽油機(jī)設(shè)備運(yùn)行效率的有效措施

夏睦虎

（中國石油青海油田公司機(jī)械廠，甘肅 敦煌 736202）

在目前油田開發(fā)工作不斷深入的過程中，抽油機(jī)的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，并表現(xiàn)出提高開采效率和降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度與成本的重要作用。但是在抽油機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行中，不僅會(huì)由于出現(xiàn)故障而降低其運(yùn)行效率，而且會(huì)由于其進(jìn)行每一次的能量傳遞中出現(xiàn)能量損失，導(dǎo)致抽油機(jī)系統(tǒng)效率的下降。而抽油機(jī)系統(tǒng)的效率則主要就是地面設(shè)備所輸入的能量在經(jīng)過各個(gè)環(huán)境的能量損失后剩余的抽油機(jī)系統(tǒng)輸出能量，也就是能夠把井內(nèi)的液體向地面進(jìn)行舉升所需要的能量與抽油機(jī)系統(tǒng)輸入能量的比值。為了實(shí)現(xiàn)油田開采效率以及經(jīng)濟(jì)效益的提升，就需要提高抽油機(jī)設(shè)備運(yùn)行效率。

1 抽油機(jī)采油概述

抽油機(jī)在目前的油田二次采油作業(yè)中發(fā)揮著重要作用，是油田機(jī)械采油的主要采油方式，其原理就是通過電能來帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并由電動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)抽油桿轉(zhuǎn)動(dòng)，而抽油桿則帶動(dòng)桿泵進(jìn)行采油。為了完成單井的采油過程將井內(nèi)的液體向地面進(jìn)行抽排，就需要通過電動(dòng)機(jī)的三角帶來將高速旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力傳遞給減速箱的輸入軸，并且經(jīng)過三軸二級(jí)減速之后輸出低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并且由曲柄連桿結(jié)構(gòu)向抽油機(jī)驢頭進(jìn)行傳遞，帶動(dòng)其進(jìn)行上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在目前的油田開采作業(yè)中，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的而提高油田開采的經(jīng)濟(jì)效益，就需要采取措施來對(duì)抽油機(jī)井的能量消耗進(jìn)行盡可能的降低，通過對(duì)抽油機(jī)系統(tǒng)各個(gè)部件的維護(hù)來確保最佳效能的發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)對(duì)抽油機(jī)、抽油桿以及抽油泵的優(yōu)化來提高抽油機(jī)系統(tǒng)的效率。在抽油機(jī)運(yùn)行的管理與日常維護(hù)中，通過巡回檢查、十字作業(yè)法以及其他科學(xué)的管理措施實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)管理水平的提高，加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)參數(shù)的配合以及抽油設(shè)備的配合，在滿足油井供液能力的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)原油開采和單井產(chǎn)能指標(biāo)的提高。

2 影響抽油機(jī)系統(tǒng)效率的主要因素分析

（1）電動(dòng)機(jī)功率的損失。抽油機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行中，電動(dòng)機(jī)的主要作用就是提供動(dòng)力，電動(dòng)機(jī)一旦出現(xiàn)故障，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)抽油機(jī)系統(tǒng)無法工作。在抽油機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行中容易出現(xiàn)載荷變化較大的問題，這就會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)較大的功率損失。這就需要針對(duì)抽油機(jī)上下沖程過程中的電動(dòng)機(jī)做功差異的現(xiàn)象來進(jìn)行處理。此外，如果沒有對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行合理設(shè)置和選擇，導(dǎo)致所選擇的電動(dòng)機(jī)功率不足，無論通過何種方式的優(yōu)化和調(diào)整都無法達(dá)到預(yù)期的功率損失控制效果。這就需要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行優(yōu)選來確保動(dòng)力傳遞作用的有效發(fā)揮以及抽油機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

（2）抽油系統(tǒng)的生產(chǎn)參數(shù)不合理。抽油系統(tǒng)中的生產(chǎn)參數(shù)主要包括抽汲參數(shù)、泵徑、沖程以及沖數(shù)和生產(chǎn)壓差等，這就需要對(duì)抽油機(jī)系統(tǒng)的工作制度進(jìn)行合理確定以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)效率的提升。但是，如果油井的供液能力不足而需要采取連續(xù)抽油的方式進(jìn)行解決時(shí)，同樣會(huì)導(dǎo)致能量的極大浪費(fèi)。但是如果采用大泵徑的抽油泵進(jìn)行生產(chǎn)以滿足油井供液能力要求時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致抽油泵泵效的降低以及系統(tǒng)整體運(yùn)行效率的降低。

（3）抽油機(jī)系統(tǒng)的管理水平欠缺。在實(shí)際的抽油機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行中，往往會(huì)出現(xiàn)工作人員對(duì)抽油機(jī)的日常管理措施不當(dāng)?shù)膯栴}，主要表現(xiàn)在會(huì)導(dǎo)致抽油桿與油管之間出現(xiàn)偏磨問題，甚至?xí)?dǎo)致抽油桿斷脫等嚴(yán)重問題，這就會(huì)對(duì)抽油系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成干擾而導(dǎo)致泵效的降低。此外，如果出現(xiàn)井口不對(duì)中的問題以及減速箱出現(xiàn)漏油的問題，也會(huì)導(dǎo)致抽油機(jī)系統(tǒng)效率的下降。此外，由于地面盤根出現(xiàn)嚴(yán)重磨損而導(dǎo)致出現(xiàn)抽油機(jī)漏油的問題，這也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行效率的下降。

（4）由于腐蝕而影響到系統(tǒng)效率。抽油機(jī)系統(tǒng)中存在數(shù)量較多的機(jī)械部件，由于腐蝕問題會(huì)使其機(jī)械強(qiáng)度降低，如果其承受較大的載荷作用時(shí)就可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)金屬疲勞問題的發(fā)生，對(duì)抽油機(jī)的使用壽命產(chǎn)生不利影響。在油流的腐蝕作用下以及油井出砂和結(jié)蠟的作用下，也同樣會(huì)導(dǎo)致抽油泵漏失問題的發(fā)生，從而會(huì)降低抽油泵以及抽油系統(tǒng)的整體效率。

（5）對(duì)節(jié)能降耗的控制不到位。在油田開采過程中，抽油系統(tǒng)是消耗電能最多的系統(tǒng)，尤其是在高負(fù)荷且長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行中，如果沒有對(duì)電動(dòng)機(jī)的能量進(jìn)行充分運(yùn)用就容易出現(xiàn)能量浪費(fèi)的問題，而且此問題容易發(fā)生在抽油機(jī)下沖程的過程中。這就需要通過節(jié)能措施避免能量消耗劇增的問題，降低油田生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)抽油系統(tǒng)效率的提升。

3 提高抽油機(jī)設(shè)備運(yùn)行效率的有效措施

抽油機(jī)設(shè)備運(yùn)行效率不僅與抽油機(jī)的產(chǎn)液量和電動(dòng)機(jī)的效率有關(guān)，而且還受到井筒工況、地面設(shè)備以及地層供液能力等因素的影響，因此，為了實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)系統(tǒng)效率的提升，就要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行全面分析和研究。

（1）有效地提高電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率。正是由于電動(dòng)機(jī)是抽油系統(tǒng)的動(dòng)力來源，尤其是在抽油機(jī)的下沖程過程中，可以將此過程中的能量進(jìn)行儲(chǔ)存來供上沖程時(shí)使用，確保上下沖程做功的均勻性，在此過程中需要通過平衡裝置來滿足上述要求。此外，為了實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)效率的提升，可以通過電容補(bǔ)償技術(shù)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)的增加。還要針對(duì)油田開采和所用抽油機(jī)型號(hào)來進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的選擇，通過變頻改造實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的改變，滿足抽油機(jī)上下沖程的需要。通過以上措施可以滿足抽油機(jī)平衡度的要求，提高電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率。

（2）推廣使用節(jié)能降耗新技術(shù)。在抽油機(jī)系統(tǒng)中所采用的節(jié)能降耗新技術(shù)主要通過對(duì)深井泵中進(jìn)行油管錨的設(shè)置實(shí)現(xiàn)油管變形的降低，避免對(duì)泵效產(chǎn)生不利影響，而且通過氣錨分氣的原理來對(duì)氣體影響深井泵泵效的問題進(jìn)行解決。此外，還可以對(duì)地面設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使用具有兩個(gè)驢頭的新型抽油機(jī)或者是前置式抽油機(jī)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行效率的提升。并且要定期對(duì)抽油機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，降低其運(yùn)行中的故障概率。不僅如此，可以對(duì)節(jié)能控制箱進(jìn)行應(yīng)用，其主要作用就是降低抽油機(jī)在低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下的電動(dòng)機(jī)輸入功率，這樣就可以實(shí)現(xiàn)電能的節(jié)約，滿足節(jié)能降耗的要求。

（3）提高井下系統(tǒng)的效率。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)井下系統(tǒng)效率的提升，可以采用清防蠟技術(shù)，就是對(duì)井筒結(jié)蠟的問題進(jìn)行及時(shí)清理和有效預(yù)防。或者是對(duì)抽油桿柱的傳遞效率進(jìn)行提升確保能量向井下抽油泵進(jìn)行傳遞。對(duì)井口盤根盒進(jìn)行優(yōu)化以及對(duì)盤根材料進(jìn)行優(yōu)化選擇，防止出現(xiàn)井口盤根盒漏失的問題而實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)井產(chǎn)量的提升。

（4）優(yōu)化抽油系統(tǒng)的生產(chǎn)參數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)抽油系統(tǒng)的生產(chǎn)參數(shù)的優(yōu)化，首先就要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行合理的選擇，確保電動(dòng)機(jī)和抽油機(jī)的參數(shù)相匹配，其次就是對(duì)抽汲參數(shù)進(jìn)行合理選擇和配合，以及對(duì)泵徑、沖程和沖數(shù)等進(jìn)行合理確定與配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)抽油參數(shù)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，提高抽油系統(tǒng)的效率。最后就是在油田的實(shí)際開采生產(chǎn)中，按照井下供液條件的不同來對(duì)抽汲參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，對(duì)工作制度進(jìn)行合理確定，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)效率的提升。

（5）提高抽油機(jī)系統(tǒng)的管理水平。為了實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)系統(tǒng)的管理水平，首先就要加強(qiáng)對(duì)工作人員的技術(shù)培訓(xùn)，對(duì)采油工作人員的專業(yè)能力和綜合素質(zhì)不斷進(jìn)行提升，而且提高管理人員對(duì)抽油系統(tǒng)的管理能力，保證抽油系統(tǒng)中的設(shè)備都處于最佳工作狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)抽油系統(tǒng)最大化的目的。通過技術(shù)培訓(xùn)確保工作人員掌握抽油機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及工作原理，加強(qiáng)對(duì)抽油機(jī)系統(tǒng)各個(gè)部件的維護(hù)保養(yǎng)，在系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)異常時(shí)可以對(duì)故障隱患進(jìn)行預(yù)測(cè)，并且在故障出現(xiàn)時(shí)能夠?qū)收显蜻M(jìn)行快速診斷并采取有效措施進(jìn)行故障清除，確保抽油系統(tǒng)的正常運(yùn)行。此外，還要加強(qiáng)對(duì)抽油系統(tǒng)運(yùn)行的日常巡回檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)抽油系統(tǒng)運(yùn)行中的異常和故障，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)抽油系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)管理和資料分析，通過增產(chǎn)提效技術(shù)措施的制定和實(shí)施，以及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理的加強(qiáng)實(shí)現(xiàn)油井產(chǎn)能的不斷增加。

4 結(jié)語

為了提高抽油機(jī)設(shè)備的運(yùn)行效率，不僅要基于抽油機(jī)和抽油系統(tǒng)對(duì)油田開采作業(yè)的重要性，還要根據(jù)抽油機(jī)的構(gòu)造以及工作原理，對(duì)抽油系統(tǒng)運(yùn)行效率產(chǎn)生影響的因素進(jìn)行詳細(xì)分析，然后相對(duì)應(yīng)地采取提高電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率、推廣使用節(jié)能降耗新技術(shù)、提高井下系統(tǒng)的效率、優(yōu)化抽油系統(tǒng)的生產(chǎn)參數(shù)、提高抽油機(jī)系統(tǒng)的管理水平等措施實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)系統(tǒng)效率的提升，最終實(shí)現(xiàn)油田采收率的提高和油田開采企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。