油田常用节能抽油机应用分析

油田常用节能抽油机应用分析

孙伟白宁

陕西延长石油机械装备制造有限公司陕西延安717403

摘要：我国的大部分油田为低能、低产油田，每年抽油机的耗电量巨大，造成了严重的能源浪费，因此应根据油田情况选择适用的节能抽油机，提升采油效率，控制能源浪费。本文分析了油田中常用的几种节能抽油机，从结构特点、节能效果和使用范围比较其应用效果。

关键词：油田；节能抽油机；应用

我国油田开采耗费许多能源，大量油田为低渗透的低产油田，存在以电换油的情况。抽油机是主要的耗能设备，目前我国约有12万台抽油机，每年耗电量达到57.6亿kW/h，而我国平均采油效率为25%，造成能源的浪费。在我国石油开采中电费成本占有很大比重，因此应采用节能抽油机改变这种状态，提高采油的效率，达到节能减排的作用。目前常用的抽油机类型有塔架式抽油机、矮型异相曲柄平衡抽油机、异相型复合平衡抽油机等几种，应参考抽油机的结构特点和节能效果，根据油田特点来选择使用。

1、塔架式抽油机

1.1结构特点

塔架式抽油机的特点为具有长冲程，采油效率较高，能够增加原油产出量；塔架式抽油机具有稳定的排量，动载荷也比较小；塔架式抽油机可以有效提升抽油泵和抽油杆的使用期限；另外在平衡效果方面，塔架式抽油机也具有一定的优势。

1.2节能效果

通过在生产井上的实践对比，塔架式抽油机可以提升系统的平均效率7%，无功节电率71%，有功节电率28%，综合节电率34%。在标准井上进行实践对比，塔架式抽油机可以提升系统平均效率17%，无功节电率58%，有功节电率30%，综合节电率31%。可见在生产井的应用中，塔架式抽油机要比在标准井中节能效果更加显著。这是由于标准井的井泵较浅，水是主要的循环介质，而塔架式抽油机具有长冲程、低冲速的优点，和稠油井、深井比较起来标准井并不能够完全发挥出塔架式抽油机能够减少冲程损失、增加泵筒充满度的优势。

1.3适用范围

塔架式抽油机具有较大的排量，调节参数也很方便，适用于产量波动较大的油井或者高产油井，同时也适用于深油井和稠油热采油井。在应用塔架式抽油机时，能够实现大泵深抽，塔架式抽油机具有的长冲程、低冲速优点，可以将泵筒充满，消除气锁，避免出现结蜡的情况。但一些抽油机在通过吊绳承载的时候会出现破股损坏，难以更换。

2、矮型异相曲柄平衡抽油机

2.1结构特点

这种节能抽油机的游梁摆动可以达到直角，在摆动的过程中游梁和驴头能够形成一个整体。矮型异相曲柄平衡抽油机由四连杆结构组成，在运动的过程中这种结构的特点是耗用较长的上冲程时间，这时曲柄的转角是190度，下冲程在运动时耗费的时间较短，曲柄的转角为170度。

2.2节能效果

在生产井上应用矮型异相曲柄平衡抽油机，通过实践对比，可以提升系统平均效率2%，无功节电率37%，有功节电率16%，综合节电率18%。

2.3适用范围

矮型异相曲柄平衡抽油机和常规抽油机类似，最大冲程为2.5米，抽油机的理论排量会受到限制，矮型异相曲柄平衡抽油机因此通常应用在原油产量较低的油井。另外，这种抽油机在运动中具有上冲程慢、下冲程快的特点，选择应用的时候要谨慎应用在稠油井中，避免发生油杆在下行运动时发生滞后，产生不良的影响。

3、异相型复合平衡抽油机

3.1结构特点

一般常规的抽油机在平衡装置上的中心线会重合于曲柄中心线，而异相型复合平衡抽油机的平衡中心线会和曲柄中心线存在角度。同时异相型复合平衡抽油机的曲柄中心轴和连杆、游梁的连接销并不处于同个垂直线，这使曲柄在上冲程运动时转角大于190度，下冲程运动时转角小于170度，有效降低了曲柄在上冲程运动时形成加速度，也降低了上冲程悬点的惯性载荷，具有较好的节能效果。这种结构的特点形成了复合式的平衡教过，对曲柄轴形成的峰值转矩达到降低效果，也达到了降低耗能的目的。使用复合平衡方式改善了大负荷条件下的转矩特性，下偏杠铃以优化参数为基础，形成了升级版的符合平衡型抽油机，应综合考虑。

3.2节能效果

将异相型复合平衡抽油机应用在生产井上，经过对比提升系统平均效率4%，无功节电率41%，有功节电率19%，综合节电率22%；将异相型复合平衡抽油机应用在标准井上，提升系统平均效率4%，无功节电率22%，有功节电率9%，综合节电率10%。

3.3适用范围

这种抽油机一般应用在高含水期的开采中，也适用于开采中黏度原油和低粘度原油。由于目前油田在采用抽油机的时候普通抽油机仍然占大多数，从节省油田生产成本的角度考虑，同时也结合油田的实际生产情况，应将老旧抽油机做出改良改造，能够有效的节省成本、节约能源。在进行改造工作时，把老旧抽油机改造为复合平衡类型的抽油机较为简便，需要改造的部分比较少，方便实施进行。

4、三种抽油机效果对比

在同样的标准条件下，对三种抽油机进行应用试验获取相关的有功节电率。在抽油机增加负荷的时候，有功节电率会下降。经过数据对比，塔架式抽油机具有明显的节能效果，有功节电率为30%。主要是因为塔架式抽油机是匀速运动的生产状态，可以降低抽油机的动荷载，四连杆和无游梁结构会损失一定能量，另外塔架式抽油机是开关磁阻型电机和伺服电机，在下行运动时耗费电能较少。矮型异相曲柄平衡抽油机的有功节电率为16%，相型复合平衡抽油机的有功节电率9%。开采稠油井应采用塔架式抽油机，因其具有冲速低、低冲程长的特点，适用于稠油井的特性；对于油质较稀、产量较少的油井可采用矮型异相曲柄平衡抽油机；异相式复合平衡抽油机可以由常规抽油机改良改造，适用于油井情况变化比较小的开采工作。

结束语：抽油机是开采油田的必要设备，在开采原油中发挥着重要的作用，而抽油机使用普遍，耗费能源也较高，造成了能源的大量浪费，因此为了实现绿色油田生产，应选择合适的抽油机来进行开采作业，同时应用合理的技术来改良改造老旧抽油机，有效降低企业的生产成本，节约耗能，提升企业生产的经济效益。

参考文献

[1]朱文广.油田常用节能抽油机分析及应用[J].石油石化节能,2016,6(4):33-34.

[2]高嵩.油田常用节能抽油机应用分析[J].设备管理与维修,2018,(10):190-192.

[3]张波.抽油机节能电机的应用分析[J].石油和化工节能,2018,000(002):P.25-28.