抽油機采油系統(tǒng)節(jié)能技術分析

陳楷文

摘要：石油資源的分布條件復雜，這種分布的復雜性使得在石油資源的開發(fā)過程中往往需要借助于先進的采油工藝與設備。在當前采油過程中，抽油機已經(jīng)成為不可或缺的設備，雖然其應用為采油提供了便捷性，但是，采油時抽油機的運行也存在高能耗的情況，如果采油以能源消耗為代價，這是不符合行業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢的。因此，在當前的發(fā)展背景下，抽油機采油系統(tǒng)的節(jié)能技術應用極為關鍵，通過節(jié)能技術的應用，能夠有效降低抽油機運行時的能耗，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟與社會效益。

關鍵詞：抽油機;采油系統(tǒng);節(jié)能技術

近年來，為緩解石油資源的供需矛盾，各個油田企業(yè)都擴大了其生產(chǎn)規(guī)模，應用了先進的采油工藝，以提高采油效率與產(chǎn)量，滿足石油資源的使用需求。原油開發(fā)的過程中，抽油機是其中的關鍵設備，采油系統(tǒng)作為該種設備中的核心構成，其在運行時存在著巨大的能源消耗，不利于采油環(huán)節(jié)的經(jīng)濟效益實現(xiàn)，無法滿足可持續(xù)發(fā)展的目標。基于此，本文分析了抽油機采油系統(tǒng)的節(jié)能技術，對于促進油田的可持續(xù)發(fā)展具有重要的指導價值。

1.抽油機采油系統(tǒng)的消耗損失分析

抽油機在采油過程中的作用不可替代，其運行實現(xiàn)了電能向動能勢能的轉換，在具體的采油過程中，抽油機是其中的一種重要設備，雖然其為采油提供了便捷，但是，能量轉換與傳輸?shù)倪^程中，存在著較大的能耗，主要體現(xiàn)在：

1.1電動機

根據(jù)有關研究，在抽油機運行的過程中，電動機的輸出功率只有達到了額定功率的60%～100%時，其工作效率才能夠達到額定效率的85%，而其余的15%就是其運行時存在的能量損耗與消耗。抽油機在運行時，負荷變化非常大，輸出功率常常存在著較大的變化，當其輸出功率極其不穩(wěn)定時，抽油機電動機損耗功率也就相對較大。

1.2傳送帶

傳送帶在運行時，同樣存在著傳動損失，這部分損失主要來自彎曲損失與彈性滑動損失。根據(jù)傳送帶傳動損失的類型，如果以與載荷有關與無關劃分，主要包含了兩種。從我國各個油田企業(yè)的采油工藝發(fā)展、應用現(xiàn)狀來看，稠油的開發(fā)比例逐年增大，但是，在這一趨勢下，皮帶輪的包角卻日益減小，當接近打滑極限時，也就會造成一定的滑動損失。

1.3減速箱

抽油機運行時，減速箱損失不可避免，這部分損失往往是由軸承與齒輪直接誘發(fā)的。根據(jù)經(jīng)驗，齒輪的傳動功率損失往往僅占到了總體損失的2%～3%。從抽油機的總體結構來看，減速箱中包含了三對齒輪，損失相對較大，如果在抽油機運行過程中，變速箱的齒輪潤滑效果較差，其功率損失將更大。

1.4換向器

在換向器中，四連桿機構是其中的重要組成，在運行過程中同樣伴隨著一定的損失，比如，軸承摩擦損失、鋼絲變形損失等，兩種功率損失分別占總損失的3%、4%～5%。

1.5盤根盒

抽油機運行的過程中，盤根盒同樣會存在一定的損失，尤其是光桿與盤感之間存在一定的摩擦力，此摩擦力會造成一定的功率損失，雖然這部分功率損失的占比相對較小，但是，一旦在抽油機使用時光桿與盤根的安裝不合適，其功率損失將是非常大的。

1.6抽油桿

抽油機運行時，抽油桿處于往復循環(huán)狀態(tài)下，而此運動過程水的抽油桿與油管之間存在著較大的摩擦力，同樣會誘發(fā)一定的能量損耗，如果采油時的原油粘度相對較高，抽油桿的摩擦力將會進一步增大，造成的能量、功率損耗更大。

2.抽油機采油系統(tǒng)節(jié)能技術

2.1抽油機節(jié)能

2.1.1雙頭驢游梁抽油機

雙頭驢游梁抽油機具有較好的節(jié)能性，其包含了兩種樣式：（1）前置型雙驢頭抽油機，這一類抽油機應用上，可以有效降低扭矩波動，對于緩解由于平衡問題所造成的抽油機過度損耗極為有效，工作原理是變矩技術的應用，在傳統(tǒng)抽油機中應用變矩技術，使得懸掛平衡重與偏置平衡重能夠起到共同作用，有效避免了傳統(tǒng)游梁抽油機的平衡問題，具有更好的節(jié)能效益。（2）異形雙驢頭抽油機，其設計特點是在游梁的后壁上方安裝第二個驢頭，將傳統(tǒng)的連桿用驅動繩來替代，這種設計方式下，游梁與連桿的連接更為靈活，在抽油機運行時，曲柄轉角能夠驅使游梁后臂的長度加以調整，進而將曲柄凈扭矩降至最小。

2.1.2調徑變矩形抽油機

傳統(tǒng)游梁抽油機的游梁多以直梁為主，在運行時存在較大的能源消耗，而調徑變矩形抽油機的游梁為彎游梁設計，其運行時可以使得曲柄平衡轉變?yōu)橛瘟浩胶猓M成彎游梁吊臂的截面形成了一種漸變截面，這種截面形式使得風的阻力明顯降低。此外，吊臂下端的平衡中可以進行下置幅度的調整，達到良好的平衡效果，節(jié)約能耗。

2.1.3異相曲柄型抽油機

異相曲柄型抽油機在設計時，游梁后壁長度明顯縮短，這種設計方式下，減速箱的位置逐步向后移，軸承中心與曲柄中心的水平距離、游梁后壁長度差也就成為了曲柄的半徑值，在實際的運行過程中，游梁與曲柄同處于水平位置，偏置角就是曲柄與平衡兩者中心線的夾角，其節(jié)能原理是將曲柄凈扭矩的波動、電動機的電流波動加以減小，提升其運行效率。

2.2節(jié)能電動機

傳統(tǒng)的游梁抽油機的電動機，其性能在很多時候是與抽油機的性能不匹配的，在這種情況下，設備的工作效率低下，在運行時的能源消耗較大。因此，如果要提高抽油機采油系統(tǒng)的節(jié)能效益，必須要保障電動機的性能與抽油機的負荷相匹配，以達到節(jié)能目的。以雙定子電動機為例，這種電動機內部存在雙定子，在抽油機運行時，在初期的運轉階段，起動力矩非常大，兩部分的定子將會被串入電動機中，這種情況下，電動機的輸出力矩大大增加。當抽油機處于正常運轉的狀態(tài)下時，能源消耗也將相對變小，雖然其節(jié)能消耗明顯，但是其總體的成本較高，在未來還需要進一步加以改進。

2.3抽油機設備的維保

為了能夠全面地提升抽油機設備的運行質量水平，就應該采取有效的維護與保養(yǎng)措施，加大力度進行巡查和檢測，掌握其可能存在的安全隱患和問題，防止在運行中出現(xiàn)嚴重的事故問題。盡量減少抽油機的停機次數(shù)，全面提升設備的利用率。在抽油機設備的日常保養(yǎng)過程中，應該進行各個螺栓的檢測，保證其穩(wěn)定性合格、松緊度適中，然后檢測機油液位，并且要對需要潤滑位置適當注入一定量的潤滑油。檢查確定減速箱是否存在漏油的問題，如果發(fā)現(xiàn)存在，應該及時采取措施進行處理。還應該進行盤根松緊度的檢測，防止由于該部分的漏失而出現(xiàn)油液無法正常輸送的情況。建立更具科學性的維護與保養(yǎng)管理制度，明確具體的維護保養(yǎng)周期，進行必要的設備維修管理，從而可以保證設備的運行效率和質量滿足要求，盡量延長設備的使用壽命，也能夠給油田企業(yè)產(chǎn)生更高的經(jīng)濟效益。

3.結束語

抽油機作為采油過程中的關鍵設備，其在運行的過程中常常存在著較大的能量損耗，如果要保持抽油機的穩(wěn)定、可靠運轉，降低其運行時的功率損失與能源消耗，就必須加強節(jié)能技術的應用，通過節(jié)能改造來提高抽油機的節(jié)能性。

參考文獻

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中國石油新疆油田分公司采油一廠