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1、t 一论文发袁专家一中国学味期刊网 Swvwqikan 训 zn g.nel抽油机节能现状与节能降耗效果分析摘要：中石化胜利油田开发普遍采用常规抽油机作为机械采油的 设备。介绍了常规抽油机的优势，指出了新型抽油机可靠性不足。指出抽油机节能要看系统，需通过改造游梁式抽油机，开发无游梁 式抽油机等措施，以改善节能降耗效果。主题词：油田 抽油机 节能降耗 措施0 引言中石化胜利油田机械采油抽油机用量大、耗能高，约占油田总用 电量的 70%，是影响油田采油成本的重要因素。近20 年来，国内大 油田及抽油机生产企业在抽油机的节能降耗上做了很大的努力和 尝试。市场上先后出现了很多类型的抽油机产品及节能装置
2、，仅试 验、应用的各种新型抽油机就有一百多种、数万台。1 常规抽油机优势特点通常来说，油田企业对抽油机的应用首先要求是可靠性高，故障 率低，安全性好。抽油机的工作环境和条件十分恶劣：一是要求无人值守地运转； 二是除了维护、修井时间以外，要求一年 365 天每天 24 小时不停 地工作；三是在野外露天、严寒酷暑、风霜雨雪等环境下全天候地工作；四是为带动抽油杆上下抽油，抽油机每天要换向数千至数万 次，随着换向其载荷不断地大幅度正负变化。正因为严酷的工作条件要求抽油机有高度的可靠性。t 论丈发袤专廉一 ）中国学木期刊网 Fwww.qikanwa ng.门猷目前国内对抽油机的“可靠性”要求，暂时还没有
3、明确的标准。据统计，中石油抽油井平均有效开机时率约 95%，即平均每口井每 年有 18.25 天处于停机状态。而加拿大、印尼要求抽油机每年停机 时间分别不超过一天、一天半。假设以每年停机3天计算，中石化在用的2 万台抽油机，则需要 有 800 多个维修队伍 365 天忙于抽油机的维护。目前正在试用的新 型抽油机，可靠性远远达不到上述要求，保守一点说，这些机型年 累计维护时间不会少于10 天。如果在试验阶段，试用的数量小，这10 天的维护时间不是大问 题，假如推广则数字令人震惊。这不仅使维护的人力、直接费用难 以支撑，同时将意味着每年要影响很大的原油产能。抽油机可靠性对油田的意义由此可见一斑，常
4、规抽油机在耐用方 面独领风骚；仅此一项，需要经常维护的机型在市场上会被一一淘 汰出局。其次是操作维护方便、运行成本低。调查结果显示，目前常规抽 油机及其基础上革新出来的新机型，即游梁式节能抽油机每年维修 成本一般在2000 元左右，市场上的新品，即无游梁式节能抽油机 的维修成本通常在800010000元之间，是游梁式抽油机的4-5倍； 维修时间因各种机型有所不同，大致上无游梁式抽油机维护时间是 游梁式抽油机的 2 倍以上，且对维修人员素质要求较高。由于各油田成本压力均较大，维修人员较为紧张，虽然无游梁式t 论丈发袤专廉一 丁中国学木期刊网 rwww.qilcanwa ng.门岂 I抽油机节能效
5、果也不错，但与游梁式节能抽油机相比，不仅维修时 间长、费用高，同时还因停机时间较长影响原油产量，而且对采油 维修人员素质等要求更高，不太适应油田的实际，推广难度较大。基于上述两点，至今游梁式抽油机仍在抽油机大军中占有绝对多 数，仍然是各油田抽油作业的首选。2 新抽油机机型可靠性不足近 20 年来，随着胜利油田对节能降耗的重视，不断有大量的节 能型抽油机、节能电机、节能配电柜等产品在油田现场进行试验应 用，其中试验、应用的各种新型抽油机有数十种。大部分由于设计、 质量、安全、操作维护等方面的原因，可靠性远远达不到上述要求 而遭淘汰。新型抽油机在油田经过近20 年来的应用考验，只有少数机型双 驴头
6、、下偏杠铃、弯游梁、偏置式、低矮型、链条宽带等）得到了 用户的认可，逐步推广应用至今，其余近百种机型由于设计、制造 等方面原因，使其可靠性差、故障率高、维修复杂等还比较稚嫩， 无法适应油田现场的使用要求被淘汰。例如：上世纪八十年代推广的链条抽油机，因轨迹链条故障多这 个致命缺陷，已全部退出了市场；摩擦式抽油机，通过几年的试用，由于产品可靠性较差、小毛病不断及设计不合理，维修保养存在一 定安全隐患，现已基本被淘汰；曾经广泛推广应用的自启动永磁异步电机，虽然在初时节能效果较好，但使用一段时间后逐渐退磁，t 论丈发袤专廉一 丁中国学木期刊网 rwww.qilcanwa ng.门岂 I退磁后能耗更大，
7、现已基本退出市场。还有许多机型没能到小批量 试验就已退出市场。以上这些未成功的机型，虽然在推广初期都有 明显的节能效果，批量推广应用后很快就出现了各种问题，逐步被 市场淘汰。遭淘汰的原因主要有三点：第一，初期试验数量小，厂家往往由 专人盯在现场，选配电机、维护调整都比较到位，有点问题不等油 田用户知道，厂家就已经自行解决；第二，现场连续试验时间不够 长，有些问题暴露不足；第三，批量应用后，有些在少量试验时不 成问题的问题，将会上升到不能接受的大问题。一种好的抽油机产品要结构简单，可靠性高，节能效果好且成本 较低，其中，可靠性是最主要的、首要因素。作为抽油设备之一，抽油机产品首先要满足基本需要，
8、如果达不 到可靠性这一要求，光说节能是不够的。3 改造游梁式抽油机基于常规抽油机结构简单、可靠耐用、操作维修方便等优点，后 来，抽油机生产企业在游梁抽油机的基础上，改进开发了双驴头、 下偏杠铃、弯游梁、偏置式、低矮型等机型抽油机。这些机型既保 留了上述优点，又具有节能优势，深受各大油田用户好评。经调查，目前在各大油田主要以双驴头抽油机、偏置（异相曲柄）抽油机、下偏杠铃抽油机及弯游梁抽油机为主，约占节能型抽油机的 98.1%。经过油田实际工况条件的考验，这些机型得到应用环境学乐期刊网h 论丈发衷专家1丿中Qwwqikan 训 zn g.nel(旦条件的认可。但国内仍然有很多在用的老机井，如何降低
9、这些常规抽油机的能 耗，正成为各油田抽油机节能工作的重点。据了解，目前各油田主要采取了多项作法：一是将常规机分批进 行节能改造，如改造成双驴头抽油机、下偏杠铃抽油机等。二是给 常规抽油机加装节能拖动装置，实施节能改造。三是在抽油机电控 柜加装电容器对无功功率进行就地补偿。通过上述措施，均取得了 不同程度的节电效果。4 开发无游梁式抽油机游梁式抽油机的结构原理决定了耗能较多，这给各种新型抽油机 提供了一个机遇。这些年来，中石化大油田及制造业进行了积极有 效地尝试。后来开发的新型抽油机有链条抽油机、皮带抽油机、液压抽油机、 塔架式电机正反转的抽油机这些抽油机都有各自的优点，如平 衡效果好、节能、抽
10、油冲程长、重量轻、占地小等。但总的来说， 在运转可靠性方面，均逊于号称老黄牛的常规游梁抽油机。无游梁式抽油机易于实现长冲程、悬点接近匀速直线运动等特 点，在粘稠油开采上具有常规抽油机所无法比拟的优越性。在稠油较多油田区块，如辽河油田，“长冲程、低冲次”粘稠油开采，给 这类抽油机提供了较大的发挥空间。在中石化胜利油田，日前发明了长环形齿条抽油机。该皮带抽油t 论丈发袤专麻一 丁中国学木期刊网 rwww.qilcanwa ng.n岂 I机采用了链条抽油机“轨迹链条换向结构”核心技术，独创的“长 轨形齿条换向结构”，主要目的是以齿条代替链条，以进一步提高 可靠性；同时，又进一步缩短传动链，使机械效率
11、有所提高。发明者顾心怿院士表示，这是一次新的努力。当然，由发明到成 熟，再到通过实践的检验和业内的认可接受，还得有一个过程。据 称，该抽油机近来已经得到很好的应用。5 抽油机节能要看系统抽油作业是一个系统，抽油机只是其中一个主要环节，节能还要 看整个系统。油田的井下情况很复杂，判断一种抽油机是否节能， 还要考虑很多环节。首先，“量体裁衣”很重要。在选用抽油机时，要根据油井产液 量大小、动液面深浅、含水率及原油粘度大小等因素，统筹考虑。小泵、深抽要考虑抽油机额定悬点载荷的满足及用长冲程保证泵 效；浅井、大泵要考虑减速器额定扭矩的满足；浅井小泵可考虑采 用玻璃钢抽油杆和短冲程高冲次抽油机谐振抽油；
12、原油粘度高、动 液面深的油井，需要长冲程、低冲次的抽油机等。其次，细化抽油机管理，依靠管理节能，非常关键。一方面，根 据油井实际载荷，选配适合功率的电机，避免“大马拉小车”；另 一方面，及时调整抽油机平衡度。在不少新机型上井试验中，这点 效果很明显。正如一位业内人士所言：管理水平就是节能。”节能降耗还要看企业内部管理，要有过紧日子的思想，职工内心学乐期刊网h 论丈发衷专家1丿中Qwwqikan 训 zn g.nel(旦要有节能意识。企业要苦练内功，强化管理，加强技术改造，努力降低生产成本，提高油田开发效益。参考文献1张学鲁季祥云 .往复式抽油机运行及节能机理分析. 石油 矿场机械 2004第3期2方仁杰朱维兵.抽油机历史现状与发展趋势分析.钻采工艺2011年02期
