油田抽油機(jī)的現(xiàn)狀及節(jié)能方式綜述

彭超

摘要：抽油機(jī)井在我國(guó)占到了油井總數(shù)的百分之八十五以上，其不僅是油田石油開采過程中的常見機(jī)械設(shè)備，也是最重要的開采機(jī)械設(shè)備，如今抽油節(jié)能已經(jīng)逐漸成為了油田節(jié)能的重要方面之一。隨著能源的日益減少，抽油機(jī)節(jié)能的戰(zhàn)略意義越來(lái)越重要。文中對(duì)抽油機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行介紹，分析了抽油機(jī)能耗高的原因，探討了節(jié)能型電動(dòng)機(jī)、節(jié)能配電箱及變頻控制技術(shù)，對(duì)提升機(jī)采系統(tǒng)效率、降低能耗具有重要意義。

關(guān)鍵詞：抽油機(jī);技術(shù)現(xiàn)狀;能耗分析;節(jié)能技術(shù)

引言

抽油機(jī)設(shè)備是油田生產(chǎn)中的基本組成部分，尤其是油田開采進(jìn)入中后期，油井自產(chǎn)能力不足，需要機(jī)械動(dòng)力進(jìn)行抽取。就目前來(lái)說，抽油機(jī)在國(guó)內(nèi)占全部油井的含量較大，在能源需求量日益正大的現(xiàn)代社會(huì)，抽油機(jī)設(shè)備的工作效率直接決定了原油的產(chǎn)能，并影響國(guó)家經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略的發(fā)展。對(duì)油田抽油機(jī)工作性能現(xiàn)狀進(jìn)行分析，找出問題所在，并從企業(yè)層面提出解決應(yīng)對(duì)的方法，是擺在我國(guó)油田企業(yè)面前的重要課題。

1 油田抽油機(jī)的現(xiàn)狀

隨著社會(huì)對(duì)于石油能源資源的需求量的不斷增大，石油工作者不得不在現(xiàn)有的基礎(chǔ)之上不斷加大對(duì)于油田的開采力度。其中提高油田抽油機(jī)的工作效率就是其中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。在當(dāng)今社會(huì)，油田抽油機(jī)的工作效率較之前有了很大程度的提高，在最大程度上滿足了市場(chǎng)的石油需求，但總體來(lái)講其工作效率仍然偏低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前我國(guó)抽油機(jī)的工作效率平均只有12%～13%，即使在一些技術(shù)較為先進(jìn)的地區(qū)工作效率也僅為30% 左右，較一些世界發(fā)達(dá)國(guó)家的水平還具有很大的差距。

能耗較大是當(dāng)前油田抽油機(jī)面臨的重要問題。在當(dāng)今社會(huì)中，我國(guó)抽油機(jī)的工作主要是依靠機(jī)械采油的方式來(lái)進(jìn)行。在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，會(huì)消耗更多的其他能源資源，如電能等，而其中70% 的能源資源消耗都與抽油無(wú)直接的聯(lián)系。因此，要提高油田抽油機(jī)的工作效率，必須要減少能源資源的消耗?？粘楝F(xiàn)象也是當(dāng)今油田抽油機(jī)所面臨的問題之一?？粘橹饕侵赋橛蜋C(jī)的抽油量未能完全達(dá)到其設(shè)定的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，致使抽油機(jī)的工作出現(xiàn)空閑。然而，這是當(dāng)今油田抽油機(jī)普遍會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象。因?yàn)樽鳛橛吞锏漠a(chǎn)量要真正的滿足社會(huì)的需求，就需要按照抽油機(jī)的最大產(chǎn)量來(lái)設(shè)置其工作的標(biāo)準(zhǔn)，甚至還會(huì)設(shè)有一定的余量，而在抽油的過程中，隨著抽油量的不斷增加，油面會(huì)不斷下降，當(dāng)油面下降到一定程度的時(shí)候必然會(huì)使抽油機(jī)陷入一定的空抽狀態(tài)，進(jìn)而也會(huì)造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，導(dǎo)致抽油機(jī)的工作效率低下。

設(shè)備老化也逐漸成為油田抽油機(jī)工作效率低下的重要因素之一。隨著石油工業(yè)的迅速發(fā)展，抽油機(jī)在不斷為人們抽取能源資源的同時(shí)，其設(shè)備也在不斷的老化，再加上工作人員對(duì)其保養(yǎng)和維修工作并不十分到位，因此也嚴(yán)重影響了工作效率的提高。

油田抽油機(jī)是保證是油產(chǎn)量的重要設(shè)備，因此，研究其面臨的現(xiàn)狀，分析其存在的問題，并根據(jù)其存在的問題提出具體的有針對(duì)性的解決措施勢(shì)在必行。尤其對(duì)于節(jié)約能耗，進(jìn)而提高工作效率更是尤為關(guān)鍵。

2 抽油機(jī)節(jié)能的理論方法

一般來(lái)說，要想提高抽油機(jī)的系統(tǒng)效率，達(dá)到節(jié)約能源的目的，有兩個(gè)途徑，一是增加系統(tǒng)的有效功率，二是減少損耗功率。通過對(duì)抽油機(jī)的工作原理進(jìn)行分析，我們得出了四點(diǎn)可以有效提高抽油機(jī)節(jié)能性能的方法：

2.1推廣使用更多節(jié)能型的抽油機(jī)和電動(dòng)機(jī)

目前，我國(guó)大部分才有企業(yè)所使用的節(jié)能型抽油機(jī)主要包括異相曲柄平衡抽油機(jī)、異型游梁式抽油機(jī)和寬帶機(jī)以及高滑差電機(jī)、雙速電機(jī)等，幾種抽油機(jī)的性能不一，但都具有一定的節(jié)能作用。

2.2 對(duì)有桿抽油系統(tǒng)進(jìn)行更加優(yōu)化的設(shè)計(jì)

通過對(duì)油井實(shí)際選擇機(jī)、桿以及泵相關(guān)參數(shù)的分析，促使有桿抽油系統(tǒng)滿足油井的生產(chǎn)要求。一方面對(duì)已經(jīng)投產(chǎn)的井抽參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的篩選，在滿足生產(chǎn)要求的條件下，合理的設(shè)計(jì)抽汲參數(shù);另一方面應(yīng)對(duì)新投產(chǎn)的油井系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其能夠在滿足生產(chǎn)需要的條件下，盡量做到節(jié)能。

2.3 加強(qiáng)對(duì)抽油機(jī)的科學(xué)化管理

應(yīng)定期檢查抽油機(jī)的傳動(dòng)裝置，提高地面?zhèn)鲃?dòng)部分的工作效率。同時(shí)，對(duì)于油氣比較高的油井應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆椒哟蟊玫某翛]度，并加裝油氣分離器和定期放套管氣措施，從而促使泵的充滿系數(shù)提高，使抽油機(jī)保持較高的平衡度。

2.4解決抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的欠載問題

應(yīng)對(duì)抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載進(jìn)行嚴(yán)格的控制，使其負(fù)載率保持在β=0.75 左右，從而達(dá)到采油效率的最大化。

3 油田抽油機(jī)節(jié)能策略研究

3.1提高抽油機(jī)功率

可采取改善電動(dòng)機(jī)性能的方式，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)節(jié)能高效。例如，可以采用雙功率發(fā)動(dòng)機(jī)，這種方法可以在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)揮更大的抽油效果。但前提是必須做好發(fā)動(dòng)機(jī)之間的配合，否則反而會(huì)消耗更多的電能?；蛘咴黾有钅芷?，提高轉(zhuǎn)動(dòng)慣性，維持動(dòng)能平衡，也可以利用電容器做功率補(bǔ)償。簡(jiǎn)單地說，要提高抽油機(jī)的功率，主要包括三個(gè)方面的內(nèi)容：其一，人為地改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械性能，即針對(duì)電源頻率做出調(diào)整，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷特點(diǎn)的柔性配合。其二，設(shè)計(jì)改良抽油井所使用的節(jié)能型電動(dòng)機(jī)。其三，提高電動(dòng)機(jī)的符合率和功率因數(shù);這三方面因素都具有很好的效果，但也同樣都有一定的瑕疵。如新型抽油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，需要的科研投資費(fèi)用較大，周期較長(zhǎng)。

3.2 改進(jìn)抽油機(jī)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)有的抽油機(jī)結(jié)構(gòu)決定人工的參與度較高，而人工操作的方式費(fèi)時(shí)費(fèi)力、誤差較大，因此可以加入電流傳感器裝置，這也是目前最有效、最節(jié)約成本的方式，即引入間抽控制器。同時(shí)，變頻技術(shù)也是很好的解決方案，可以有效地調(diào)節(jié)抽油泵的排量以及油井滲透能力，使之相適應(yīng);此外，改進(jìn)抽油機(jī)結(jié)構(gòu)的方法還包括改進(jìn)皮帶傳遞方式，選用傳動(dòng)效率高的傳動(dòng)方式，如窄V 帶和同步帶，其傳動(dòng)比準(zhǔn)確，不打滑，同時(shí)保持皮帶大小輪四點(diǎn)一線，以及皮帶合理張進(jìn)度，也是降低功率損耗的重要方面。

抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)是影響抽油機(jī)才有效率的重要因素，在對(duì)抽油機(jī)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化時(shí)，也可以選擇改變抽油機(jī)的四連桿機(jī)構(gòu)，通過優(yōu)化相關(guān)尺寸配比，以降低抽油機(jī)的轉(zhuǎn)矩因數(shù)，從而降低抽油機(jī)的工作轉(zhuǎn)矩及其波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

4總結(jié)

隨著油田持續(xù)開采，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，節(jié)約能耗、降低生產(chǎn)成本成為油田面臨的重要課題。抽油機(jī)作為油田最主要的耗電設(shè)備，加強(qiáng)節(jié)能型抽油機(jī)的研究具有重要意義，必須結(jié)合油田生產(chǎn)實(shí)際，研究具有自動(dòng)化、智能化、長(zhǎng)沖程、大載荷及精確平衡的抽油機(jī)，為油田節(jié)能降耗、深入挖潛做出新的貢獻(xiàn)。

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（作者單位：江漢油田技術(shù)監(jiān)督中心）