雙井液壓抽油機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

葛利俊，胡 勇，鄧 陽

（中國石油集團(tuán)渤海石油裝備制造有限公司采油裝備公司，天津 300280）

0 引言

近年來，隨著國內(nèi)各油田的叢式井開發(fā)熱潮興起，占地面積大、自動化程度低的傳統(tǒng)游梁式抽油機(jī)已無法滿足需求。液壓系統(tǒng)具備良好的軟特性，在實(shí)現(xiàn)一機(jī)雙井或多井聯(lián)動時更加便利，加之國產(chǎn)液壓元器件品質(zhì)的不斷提升，液壓抽油機(jī)的成功應(yīng)用正在獲得更多關(guān)注。本文介紹一種雙井液壓抽油機(jī)，供廣大工程技術(shù)人員參考。

1 主要結(jié)構(gòu)組成及技術(shù)優(yōu)勢

雙井液壓抽油機(jī)由1 個液壓站和2 臺主機(jī)構(gòu)成，液壓站通過液壓膠管和傳感器電纜與主機(jī)連接，2 臺主機(jī)通過專用設(shè)備直接安裝在井口，主機(jī)油缸的活塞桿通過接箍與油井光桿連接，帶動抽油桿柱運(yùn)動（圖1）。相比于傳統(tǒng)游梁式抽油機(jī)，雙井液壓抽油機(jī)具備以下優(yōu)勢。

圖1 井場布局

（1）占地面積小。雖然是兩口油井，但實(shí)際上只有液壓站需要占地約5 m2。如使用傳統(tǒng)游梁式抽油機(jī)，占地至少50 m2，實(shí)際占地接近100 m2，相比之下，可大量節(jié)省平整場地、征用農(nóng)田的費(fèi)用和時間。如用于海上平臺和叢式井開發(fā)，優(yōu)勢更加明顯。

（2）體積小、重量輕，安裝快捷、便利。相比于傳統(tǒng)游梁式抽油機(jī)，雙井液壓抽油機(jī)的體積和重量都要小很多，連同混凝土基礎(chǔ)總重不超過10 t，因此運(yùn)輸安裝更加便捷。由于是軟管連接，液壓站的現(xiàn)場安裝方向和位置大致無誤即可使用。主機(jī)吊裝到井口，只需擰緊接箍、管線和螺栓即可開始運(yùn)行，不需要找水平、測距離、調(diào)整平衡塊等繁雜工序，較傳統(tǒng)游梁式抽油機(jī)要快捷很多。整個安裝過程無需高空作業(yè)，吊裝作業(yè)也較傳統(tǒng)游梁式抽油機(jī)減少很多，因此更加安全便利。

（3）數(shù)字化程度高。控制箱安裝在液壓站機(jī)房內(nèi)，以PLC 可編程序控制器為核心部件，可實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的全自動運(yùn)行，控制箱上還安裝有顯示器，運(yùn)行時的工作參數(shù)一目了然。設(shè)備上預(yù)留有網(wǎng)絡(luò)接口，需要時可接入物聯(lián)網(wǎng)升級為遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。

（4）沖程、沖次調(diào)節(jié)方便。通過在控制界面設(shè)定上、下止點(diǎn)位置，可完成沖程設(shè)定，比較傳統(tǒng)游梁式抽油機(jī)調(diào)沖程的費(fèi)工費(fèi)時，優(yōu)勢十分明顯。沖次的調(diào)整可選擇手動調(diào)節(jié)或控制界面設(shè)定兩種方式，都十分便利。相較于傳統(tǒng)游梁式抽油機(jī)更換皮帶輪或變頻調(diào)速更加快捷和安全可靠，調(diào)速范圍也更大。

2 液壓系統(tǒng)工作原理

雙井液壓抽油機(jī)的正常工作模式為雙井聯(lián)動，工作時2 臺主機(jī)油缸的運(yùn)動方向相反，負(fù)載互為平衡配重。遇修井或檢泵作業(yè)時，可以手動調(diào)整為單井運(yùn)行模式，一臺主機(jī)單獨(dú)工作保障生產(chǎn)，另一臺拆除讓開井口。

（1）雙井聯(lián)動運(yùn)行。雙井聯(lián)動時，除2 個截止閥18.3 和18.4關(guān)閉外，其他截止閥如18.1 和18.2、27，以及主機(jī)上的全部截止閥25.1、25.2、25.3、25.4 都打開，PLC 控制電液換向閥16 的電磁鐵YV3 和YV4 的通斷，可以實(shí)現(xiàn)2 臺主機(jī)的上、下行程運(yùn)動（圖2）。2 臺主機(jī)油缸的無桿腔內(nèi)安裝有位置傳感器30.1 和30.2，實(shí)時檢測活塞在油缸中的位置，主機(jī)活塞的行程即抽油機(jī)的沖程，再結(jié)合液壓站內(nèi)壓力傳感器19.1、19.2、19.3 采集的壓力信息，即可全面掌握液壓系統(tǒng)的主要工作參數(shù)，通過必要的程序運(yùn)算，還可實(shí)現(xiàn)“示功圖”繪制等功能。

圖2 液壓系統(tǒng)工作原理（局部）

（2）單井運(yùn)行。需要主機(jī)1 單獨(dú)運(yùn)行時，打開截止閥25.1、25.2、18.1、18.4，關(guān)閉截止閥18.2、18.3、27，PLC 控制電液換向閥16 的電磁鐵YV3 和YV4 的通斷，即可實(shí)現(xiàn)主機(jī)1 的上、下行程運(yùn)動，主機(jī)2 靜止待機(jī)。由于單井運(yùn)行時沒有配重，需要利用單向節(jié)流閥17.2 調(diào)節(jié)背壓，控制下行程的速度。此時，如果還需要主機(jī)2 讓開井口，在正常拆卸緊固件前，還需要關(guān)閉截止閥25.3、25.4，拆開快速接頭26.3、26.4 以及位置傳感器電纜的航空接頭。

3 結(jié)論

雙井液壓抽油機(jī)優(yōu)點(diǎn)很多，占地面積小使其特別適合叢式井或海上平臺應(yīng)用，數(shù)字化程度高使其具備遠(yuǎn)程控制和自動間抽等功能，重量小、運(yùn)輸方便使其具備快速布置能力。近年來，隨著國產(chǎn)化的不斷提升，雙井液壓抽油機(jī)依賴進(jìn)口零部件的情況大有改善，成本與傳統(tǒng)游梁式抽油機(jī)已不相伯仲，相信未來會有更大的市場需求。