長沖程智能抽油機在長慶油田的應用

郭順清

（長慶油田分公司物資采購管理部，西安710021） ＊

長沖程智能抽油機在長慶油田的應用

郭順清

（長慶油田分公司物資采購管理部，西安710021）＊

介紹了長沖程智能抽油機的工作原理、整體結構及在長慶油田推廣應用情況。從現場應用的角度對該機進行了較為深入的評價，并提出了發揮該抽油機優勢應當注意的事宜。

長沖程抽油機；長慶油田；智能化 ；應用

常規游梁式抽油機在油田長期應用中，主要有3個缺點［1－2］：①能耗高，不同類型、不同系列常規抽油機平均單臺裝機容量為32.6kW，約占陸上油氣田生產用電量的34.4%；②效率低，系統效率僅為20%左右；③調整參數復雜。這些缺點是受常規抽油機四連桿機構結構形式的限制而存在，難以克服，造成平衡效果差、動載荷大、能耗高等現象。2009年以來，長慶油田積極拓寬增效挖潛渠道，尋求節能降耗空間，針對油田低滲透井的產液量低、系統效率低、抽油機能耗較大的特點，經過多次論證和研究，于2009－10－20在采油一廠張渠作業區東60－21井安裝了1臺WCYJK6－5－10Z型長沖程智能抽油機；于2009－11－19在采油三廠紅井子作業區XW35井安裝了1臺WCYJK8－5－20Z型長沖程智能抽油機；于2009－12－01在采油二廠南梁作業區午69井安裝了1臺WCYJK8－5－20Z型長沖程智能抽油機進行試驗。

為確保試驗順利進行，油田公司相關職能部門和采油廠工程技術人員進行全程跟蹤，通過更換光桿、調參、調平衡等一系列安裝調試工作，使3臺試驗抽油機正式投入運行。與此同時，抽油機廠家對采油廠相關技術人員以及基層操作人員進行了現場知識培訓，對功圖、液面以及電參數的測試做了現場演示，對于長沖程智能抽油機在使用過程中的注意事項以及各種故障如何處理做出詳細的講解和培訓。為進一步評價長沖程智能抽油機在長慶油田的適應性，為油田低產液井抽油機的改造和節能推廣做了充分的技術儲備。

1 結構及工作原理

長沖程智能抽油機主要由上平臺、機架、配重箱、底座、控制柜和基礎等組成。如圖1所示。

上平臺上主要布置動力機組。由調速換向電機、輪胎聯軸器、減速器、制動器、柱銷聯軸器、滾筒、導向輪、井口膠帶和配重膠帶等組成。其傳動方式是：電機通過輪胎聯軸器傳動減速器和制動器，減速器通過柱銷聯軸器傳動滾筒，滾筒上正反2個方向纏繞有配重膠帶和井口膠帶，配重膠帶連接配重箱，實現精確配重，平衡井口載荷；井口膠帶通過懸繩器與光桿連接，帶動光桿實現往復直線運動。

圖1 長沖程智能抽油機

機架是連接底座及支撐上平臺、實現最大沖程的塔架結構。機架左右兩側有配重箱運行導軌，配重箱在機架內沿導軌上下運行，機架一側設有換向器和上下限位器，機架后側設有扶梯，為安裝、調試、維護、保養上平臺上的設備提供通道。

配重箱分為上下2個長方形箱體，箱體內裝有每塊20kg的配重塊若干個。上箱體確保其總質量在抽油機單邊提升能力范圍內，下箱體則輔助配重箱體。箱體兩側各有2個導輪，使其沿機架導軌上下運行，確保配重箱上下運行平穩，安全可靠。

控制柜是整機的電源與運行控制裝置，主要由控制器、操作面板、恒溫系統、報警系統和遠程操控接口等組成，是控制動力電源、電機、制動器、換向器和限位器以及運行參數的中心。

底座是一長方形框架結構，用于支撐機架、上平臺等。

長沖程智能抽油機采用直接智能控制的電機轉向來實現抽油桿的往復直線運動，電機的動力經減速器、滾筒和傳動膠帶傳遞給光桿，縮短了動力傳遞路線，提高了系統效率。

采用塔架式結構，可以通過增加機架高度來實現最大沖程的范圍（僅增加極少的整機質量）。采用砝碼式一次平衡方式，實現了精確平衡。結合IT技術、自動化控制技術，采用換向器、限位器和控制柜組合，實現了機電一體化設計和抽油機工作參數智能調節和控制，徹底解決了常規游梁式抽油機調節工作參數的復雜問題。

為了提高電機頻繁換向啟動的壽命和可靠性，采用智能模擬數字混合控制的調速換向電機——開關磁阻電機和開關磁阻調速系統，并針對電網、井下實際可能出現的各種情況進行了預分析和預處理，以確保整機運行的可靠性。

2 現場應用

長沖程智能抽油機于2009年進入長慶油田試驗以來，在長慶油田采油一廠、采油二廠、采油三廠、采油八廠共4個采油廠7個作業區安裝了55臺長沖程智能抽油機，主要機型為6型和8型2種。表1列出了各個采油廠應用情況。

表1 長沖程智能抽油機應用分布匯總

2009－10－26—2009－10－29長慶石油勘探局節能監測站對采油一廠張渠作業區東60－21井進行了現場節能對比測試，原東60－21井安裝的是CYJY5－1.8－13HB型異相型游梁式抽油機，更換WCYJK6－5－10Z型長沖程智能抽油機后，日產液量提高了0.77m3，抽油機系統效率上升了6.7%，有功節電率為28.36%，無功節電率為90.78%，綜合節電率為32.83%。測試數據如表2。

2009－11－27—2009－12－24長慶石油勘探局節能監測站對采油二廠南梁作業區午69井進行了現場節能對比測試，原午69井安裝的是CYJY8－2.5－26HF異相型游梁式抽油機，更換WCYJK8－5－20Z型長沖程智能抽油機后，日產液量提高了0.13m3，功率因數提高了0.53，抽油機系統效率上升了2.8%，有功節電率為21.03%，無功節電率為88.5%，綜合節電率為33.01%。測試數據如表3。

表2 采油一廠東60－21抽油機對比測試數據

對比測試表明：長沖程智能抽油機的電機功率因素為0.92左右，高于《石油企業節能檢測綜合評價方法》的規定指標要求。長沖程智能抽油機的平衡度在90%以上，也優于《石油企業節能檢測綜合評價方法》規定的80%的要求。

2011年，長慶油田公司應用了52臺8型長沖程智能抽油機，隨機對4口油井進行了節能對比檢測，平均有功節電率率為30.28%，平均無功節電率為87.57%，平均綜合節電率為32.70%，平均系統效率提高了6.65%，檢測結果如表4所示。跟蹤檢測結果顯示，平均系統效率為28.25%，平均平衡度90.75%，平均功率因數為0.921，數據如表5所示。

表3 采油二廠午69井抽油機節能對比測試數據

表4 長沖程智能抽油機與常規游梁式抽油機對比測試數據

表5 長沖程智能抽油機跟蹤測試數據

55臺長沖程智能抽油機在長慶油田的正常運行充分展示了該抽油機的顯著優點。

1） 節能效果顯著，平均比游梁式抽油機節能32.70%。

2） 可靠性高，自動控制系統能最大限度地保證設備、油井和作業人員的安全。

3） 智能化程度高，可以在不停機工況下，無級調整沖程和沖次。

4） 具有長沖程、低沖次特點，可緩解機、桿、泵的磨損，延長抽油機和抽油桿的使用壽命，延長修井作業周期。

5） 占地面積小，既適合于普通油井，又適合于叢式井或井場空間受限的區塊。

6） 調整平衡簡單方便，可實現精確平衡。

雖然該抽油機具有比較顯著的優點，但是也需要精心使用和維護，從測試的數據以及平時的使用中不難發現要充分發揮該抽油機的優越性，就必須注意配套長沖程抽油泵和長光桿，以實現長沖程的優勢；經常性微調抽油機的平衡度，使其在接近理想狀態下工作，有利于最大限度地發揮節能效果。

3 改進和建議

1） 將配重箱導軌更換為耐磨材料，或者滑輪采用非金屬材料，降低運行噪聲。

2） 在配重箱底部，安裝防撞擊裝置，防止因巡護不到位，致使抽油機配重箱因皮帶斷裂，出現配重箱墜落，產生沖擊而引起火花，導致井場起火。

3） 由于長慶油田油井產液量大多為0.5～20.0m3／d，油井多半為間隙出油，含氣量大，因此該抽油機在滿足0.5～20.0m3／d的生產需求時［3］，最好將沖次從0～4min－1提升至0～9min－1。

4） 建議開發油井液面監視功能，以達到自動實現間抽作業的目的。

4 結語

長沖程智能抽油機是一種具有高效、節能、智能化的新型抽油機，該抽油機的沖程、沖次可在不停機的情況下實現無級調整，采用砝碼調節平衡的方式，使油井達到最佳的平衡度。現場應用表明，該型抽油機能夠較好地適應長慶油田生產的需要。

［1］ 張學魯，于勝存，白仲穎，等.立式抽油機運行機理及典型結構［M］.東營：中國石油大學出版社，2009.

［2］ 張喜順，吳曉東，周 朝，等.塔架式數控抽油機運動學及動力學特性分析［J］.石油礦場機械，2012，41（8）：63－65.

［3］ 韓二濤，黃 偉，甘慶明，等.低滲透油田抽油機井系統效率及評價指標［J］.石油礦場機械，2012，41（8）：69－72.

Application of Long Stroke Intellective Pumping Unit in Changqing Oilfield

GUO Shun－qing
（Department of Purchasing Management，Changqing Oilfield Company，Xi′an 710021，China）

In the paper，the working principle，structure design and actual application in changqing oilfield of long stroke intellective pumping unit are introduced in detail.The pumping unit is evaluated in depth on the actual application layer.The advantage of the pumping unit and how to use it best are introduced in the end.

long stroke pumping unit；changqing oilfield；intelligence；application

1001－3482（2012）11－0075－04

TE933.1

B

2012－07－15

郭順清（1977－），男，甘肅會寧人，經濟師，碩士研究生，主要從事石油機械設備的采購管理工作。