淺析彈簧式節(jié)能抽油機(jī)應(yīng)用前景

何櫻

(青海油田采油一廠，青海 海西蒙古族藏族自治州 816400)

一、概述

目前我國(guó)每年消耗的原油量為2.6億噸左右，除一部分依靠國(guó)外進(jìn)口，大部分的原油仍需要自身開采。為保障經(jīng)濟(jì)和工業(yè)持續(xù)發(fā)展，我國(guó)原油開采量日益增大，相應(yīng)開采難度、開采設(shè)備能源消耗也日益增加。如何在安全、平穩(wěn)生產(chǎn)的前提下，切實(shí)有效提高抽油機(jī)運(yùn)行效率，節(jié)約能源，成為油田開采過程可持續(xù)發(fā)展的一大標(biāo)志?！?十一五”規(guī)劃期間，我國(guó)各大油田將節(jié)能減排作為新一輪發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。彈簧式抽油機(jī)是我國(guó)各大油田在原油開采中不可或缺的重要組成設(shè)備。其主要特點(diǎn)簡(jiǎn)化了傳動(dòng)方式、低沖次、消除了負(fù)扭矩，具有顯著的節(jié)能效果。筆者通過對(duì)彈簧式抽油機(jī)的彈簧蓄能裝置、節(jié)能電控裝置展開深入分析，對(duì)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、與傳統(tǒng)抽油機(jī)的節(jié)能效果進(jìn)行比較，對(duì)其未來應(yīng)用前景進(jìn)行全面探討，借此為今后油田開采的節(jié)能減排提供一定參考意見。

二、探究彈簧式節(jié)能抽油機(jī)的優(yōu)勢(shì)、電控以及彈簧式儲(chǔ)能裝置

（一）彈簧式節(jié)能抽油機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、節(jié)能原理

1彈簧式節(jié)能抽油機(jī)的工作原理、優(yōu)點(diǎn)。其主要優(yōu)點(diǎn)在于彈簧式結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、可靠、易安裝、操作、維護(hù)。不改變?cè)谐橛蜋C(jī)的狀態(tài)。彈簧式抽油機(jī)啟動(dòng)與關(guān)閉過程平穩(wěn)，當(dāng)抽油井長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)以后，其啟動(dòng)是依靠節(jié)能點(diǎn)控制裝置無需輔助設(shè)備，減速箱負(fù)荷小易損件消耗少，節(jié)電效果明顯、裝機(jī)功率小對(duì)電網(wǎng)沖擊小，安全環(huán)保、性價(jià)比高。

工作原理：結(jié)合了力學(xué)原理、力矩變化與平衡關(guān)系，結(jié)合抽油機(jī)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出彈簧式由載荷自動(dòng)調(diào)整平衡狀態(tài)的抽油機(jī)。

2彈簧式節(jié)能抽油機(jī)的平衡模式構(gòu)成、節(jié)能原理。彈簧式抽油機(jī)的運(yùn)行模式是在固定平衡下周期往復(fù)運(yùn)動(dòng)。該固定平衡主要有：（1）曲柄平衡；（2）游梁平衡；（3）符合平衡構(gòu)成?；趯?duì)傳統(tǒng)抽油機(jī)高沖次、負(fù)扭矩大、上下沖程載荷之間不平衡這一劣勢(shì)。為了合理利用動(dòng)能，降低能源消耗，在設(shè)計(jì)彈簧式抽油機(jī)中主要調(diào)節(jié)曲柄聯(lián)動(dòng)的平衡重量；調(diào)節(jié)上下沖程載荷使其達(dá)到相對(duì)平衡狀態(tài)；從整體到局部全面調(diào)節(jié)，使抽油機(jī)盡可能達(dá)到平衡狀態(tài)。

（二）彈簧式節(jié)能抽油機(jī)節(jié)能電控裝置分析

1機(jī)電接觸器調(diào)壓節(jié)能。抽油機(jī)都是帶負(fù)載啟動(dòng)，因此啟動(dòng)時(shí)慣性矩較大，一般情況為了可以順利啟動(dòng)保證油田正常生產(chǎn)。在選擇配電機(jī)時(shí)都會(huì)選擇扭矩較大的，這就造成大扭矩輸出消耗更多電能，所以采用機(jī)電接觸器調(diào)壓節(jié)能，在后續(xù)抽油機(jī)運(yùn)行過程中，可以根據(jù)實(shí)際運(yùn)行所需要的扭矩進(jìn)行減壓節(jié)能。整個(gè)過程變換成三角形--星新混合繞組，有效降低相電壓，合理進(jìn)行輸出進(jìn)而節(jié)能。

2變頻調(diào)節(jié)、采用間抽控制器節(jié)能。抽油泵在工作運(yùn)行時(shí)耗電量大，為了合理使用抽油泵最有效的方法是間接開啟。但往往油田在工作時(shí)是不允許間接開啟，主要原因是間接開啟可能會(huì)導(dǎo)致抽油泵長(zhǎng)時(shí)間不工作影響整個(gè)產(chǎn)油量，甚至?xí)Ｖ构ぷ?。為了?jié)約能源，使抽油泵的排量與油井滲透力二者向平衡，可以通過改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率來實(shí)現(xiàn)。隨著抽油泵在井下工作由淺入深，液面下降會(huì)發(fā)生抽失現(xiàn)象，為了節(jié)約電能可以采用間抽控制器，根據(jù)液面高度，合理選擇是否開啟抽油機(jī)，避免大量電能消耗。

（三）彈簧式節(jié)能夠抽油機(jī)彈簧儲(chǔ)能裝置分析

彈簧式抽油機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用前置式。彈簧式儲(chǔ)能裝置由三部分構(gòu)成：（1）殼體；（2）儲(chǔ)能組；（3）變速箱組合構(gòu)成。該儲(chǔ)能裝置被安放在抽油機(jī)下軸座的工作筒內(nèi)。整體結(jié)構(gòu)采用了與其他抽油機(jī)不同的六連桿結(jié)構(gòu)。彈簧式抽油機(jī)的設(shè)計(jì)是將連桿和扶正連桿需連接頭螺紋和后置于彈簧內(nèi)飾彈簧一段的接觸連接頭。設(shè)計(jì)過程是將曲柄軸穿過減速箱體孔，壓帽螺紋連接工作筒一端以阻擋連接頭，連桿另一端通過銷軸固于上軸座。

三、淺析彈簧式節(jié)能抽油機(jī)的發(fā)展前景

（一）環(huán)境污染和能源危機(jī)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展所要面對(duì)的兩大重要難題。為了使我國(guó)各地油田平穩(wěn)發(fā)展，彈簧式節(jié)能抽油機(jī)的普及是必然趨勢(shì)。與傳統(tǒng)抽油機(jī)相比，不僅可以有效降低電能的使用，其良好的設(shè)計(jì)工藝在一定程度上也可以儲(chǔ)存機(jī)械能，最大程度上節(jié)約了能源，達(dá)到最佳運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。

（二）彈簧式節(jié)能抽油機(jī)的設(shè)計(jì)、研發(fā)、推廣、應(yīng)用，響應(yīng)了國(guó)家切實(shí)推行計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的政策，符合社會(huì)主義特色市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)特征，在能源開發(fā)、節(jié)約能源的領(lǐng)域達(dá)到構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)的初衷。

（三）科技是第一生產(chǎn)力。彈簧式節(jié)能抽油機(jī)，在彈簧式儲(chǔ)能裝置和節(jié)能電控裝置的研發(fā)中，樹立了科學(xué)的發(fā)展觀、求實(shí)創(chuàng)新的發(fā)展理念，從油田實(shí)際運(yùn)行工作出發(fā)，結(jié)合了開采中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，既保證油田開采工作安全、穩(wěn)定運(yùn)行，也發(fā)揚(yáng)了科技創(chuàng)新的理念，同時(shí)在一定程度上切實(shí)減少了能源消耗利用。

（四）展望“十二五”規(guī)劃，彈簧式節(jié)能抽油機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展，應(yīng)制定科學(xué)、合理、全面的發(fā)展目標(biāo)，實(shí)踐與理論相結(jié)合，不斷在油田開采工作中積累經(jīng)驗(yàn)，不斷調(diào)節(jié)改進(jìn)彈簧式節(jié)能抽油機(jī)和其他設(shè)備，提高運(yùn)行效率，促發(fā)展保建設(shè)。

結(jié)語

本文通過對(duì)彈簧式節(jié)能抽油機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、節(jié)能優(yōu)勢(shì)、應(yīng)用前景進(jìn)行了深刻探究，仔細(xì)分析了彈簧式節(jié)能抽油機(jī)在節(jié)能電控裝置和彈簧式儲(chǔ)能裝置的節(jié)能原理和科技優(yōu)勢(shì)，明確了彈簧式節(jié)能抽油機(jī)的廣泛推廣和應(yīng)用，對(duì)于我國(guó)石油業(yè)未來發(fā)展有著重要的作用和意義。

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