我國抽油機產品的生產應用現狀與未來發展趨勢研究

王雪玲，朱文軍，郭云龍，薛自建

（中國石油渤海石油裝備制造有限公司，河北 青縣 062658）

1 概述

有桿抽油法是應用最早也最廣泛的一種人工舉升采油法。隨著技術的不斷發展，有桿抽油仍居首要地位，抽油機是有桿抽油方法中的地面驅動設備，在有桿抽油系統中具有舉足輕重的地位。抽油機根據其是否有游梁，分為游梁式抽油機和無游梁式抽油機。

隨著我國石油工業的發展，特別是近幾十年來，世界對原油的需求量不斷加大，我國對抽油機的研究從未間斷。經過抽油機研發人員不斷的實踐和創新，我國抽油機研究、制造技術有了很大發展，無論在結構形式和使用功能上，抽油機產生了很大的變化。抽油機新的研究成果不斷涌現，出現了各種類型的抽油機產品，特別是長沖程、低沖次、數字化以及與電控技術相結合的抽油機屢見報道。

2 抽油機產品的生產應用現狀

2.1 游梁式抽油機的技術特點和應用局限性

游梁式抽油機除了有常規游梁式抽油機外，還有大量的節能型游梁式抽油機，比如，雙驢頭抽油機、下偏杠鈴抽油機、彎游梁抽油機、異相型抽油機、調徑變矩抽油機等。另外，近年來，在游梁式抽油機的基礎上進行深度開發的數字化抽油機，在長慶油田也得到了大面積推廣應用。游梁式抽油機的技術特點是：可靠性高，維護簡單、制造維修成本低，使用壽命長，可以實現較高沖次(＞10次/分鐘)。其應用局限性有：傳遞力矩大，實現低沖次（小于3次/分）困難；受抽油機輪廓尺寸和重量的制約，最大沖程受限（＜6m）。

游梁式抽油機的適用條件：游梁機在中高滲、低滲、稠油等各類油藏都有應用。在滿足油井中短沖程、較高沖次以及產液量條件下，游梁機是優選機型。

就目前看，游梁式抽油機是設計、制造、使用經驗較為成熟的機型，經過長期工業化、標準化，游梁式抽油機具有高的可靠性、高適應性，在人工舉升裝備領域占主導地位，是現有有桿抽油設備的主力軍。在各類抽油機產品中其處于無法取代的地位。

2.2 無游梁抽油機的技術特點和應用局限性

（1）皮帶抽油機。我國在20世紀60年代，就開始研制無游梁抽油機，應用較為普遍的無游梁抽油機為鏈條抽油機，主要代表是皮帶抽油機，基本上滿足了長沖程低沖次高效生產的需要，在我國稠油開采中發揮了重要作用。皮帶抽油機的技術特點是：加速段短、勻速段長，運行平穩；減速箱傳遞力矩小，可以實現較低沖次；通過增加機架高度可實現長沖程（可達到9米以上）。其應用局限性有：相同抽汲強度下，換向加速度大于游梁式抽油機，不能實現較高沖次生產（一般為1～3次/分鐘）。

皮帶抽油機的適用條件：鏈條抽油機是長沖程（6米以上）、低沖次（3次及以下）最有競爭力的機型，在稠油、低滲深抽、大斜度等井況下優先選用機型。

（2）電控換向式無游梁抽油機。電控換向無游梁抽油機是國內當前研究最熱門的一種抽油機，主要采用電機正反轉旋轉換向方式進行抽油。其技術特點是：長沖程、慢沖次，換向性能取決于電動機的啟動性能；沖程、沖次等參數調節方便。其應用局限性有：換向加速度大，無法實現較高沖次運行（一般低于3次/分鐘）；電機頻繁啟動，存在電網諧波污染；控制系統的長期穩定性是影響抽油機應用可靠性的關鍵因素。

電控換向無游梁式適用條件：電機換向抽油機具有長沖程、低沖次、沖程沖次可無級調節等特點，比較適合頻繁調參的稠油蒸汽吞吐或蒸汽驅井。

在油田現場試驗的無游梁抽油機除了鏈條式、電控換向無游梁抽油機外，還有液壓式、滾筒式、直線電機式等。雖然各種機型都在日趨完善中，但也因為許多難題，比如，換向方式的工作狀態不夠穩定，容易發生故障，造成停機、停產，嚴重影響產量，另外，具有結構復雜、運動件多、關鍵零部件故障率高、現場維護難，特別是軟連接傳動，容易造成事故有待于進一步攻克。沒有得到大面積推廣應用，一般應用在容易監護的小范圍內。其產品系列化、標準化程度偏低，處于不斷試驗改進階段。

新型無游梁抽油機一直具有非常誘人的發展潛力，每年都會有新機型出現。傳統的問題解決了，新的問題和不足也隨之出現，普遍可靠度不高，對工作環境的要求有一定限制，標準規格參差不齊，維修麻煩。由于技術不夠成熟，普遍推廣應用能力不強，大多只在局部地區試驗性應用。

3 抽油機的未來發展趨勢

近年來，我國大部分油田已經進入注水開發的中后期，開發深度和難度與日俱增，油田供液能力明顯不足，為確保高效生產，對抽油機的要求呈現出2個特點：一是急需采用長沖程抽油機，以增加油井的產液量；二為了降低油井的單位生產成本，對抽油機的節能性提出了更高的要求。

另外，為了提高稠油井的產量和油藏的開采效率，需要采用“小泵深抽”和“大泵提液”采油工藝，這就要求采油設備必須具有長沖程和大載荷的特點，無游梁抽油機在這方面具有較大的優越性。

根據以上情況分析，未來五年，游梁式抽油機還是油田開采的主力機型。無游梁機還要經過一個循環往復的試用階段，隨著可靠性的提高，將會承擔部分油井的開采任務。所以，今后抽油機的發展趨勢為：

游梁式抽油機發展趨勢：（1）加強機與電、智能技術的結合，實現抽油機的機電一體化控制在現有抽油機的基礎上，根據油井不同特點對抽油機狀態進行控制和調整，實現抽油機的智能化管理。增加自動調參、精確調整平衡、遠程監控功能。（2）朝著低成本方向發展，保持在行業內的競爭力。為了拓展抽油機銷售市場，保持在行業內的競爭力，應當加大資金投入和研發力度，增加現有機型的附加值，植入免維護、不需要拆機方便維護技術，研究用新結構、新材料、新工藝代替制造周期長，受環保政策影響大的的部件。

無游梁抽油機的發展趨勢：（1）高的可靠性和易維護性。由于抽油機的工作環境條件相當嚴酷，而且在大多數時間是在無人管理的狀態下工作的，這樣就要求抽油機必須具有相當的可靠性，其維護點少，且便于維修，經過專業訓練的普通的采油工人能夠維護，以降低采油成本，提高油井的采油時率和采油經濟性。（2）多功能性。在現代技術條件下，在進行新型抽油機的研發過程中，應盡可能地擴展設備的功能，修井時的讓開井口甚至代替修井機或通井機進行油井的小修及檢泵作業，自診斷和檢測功能、安全保護等。