試論油田抽油機的節能技術

摘 要：我國經濟的快速增長和社會建設的大力推進對能源開發利用提出了嚴峻的要求，作為能源行業的重要組成部分，油田生產對于我國國民經濟和綜合競爭力的提升具有非同尋常的意義。通過技術改進和管理手段創新能夠切實提升油田開采效率和資源利用率，減少能源浪費，實現經濟效益、社會效益和生態效益的協調增長。本文在長期實踐的基礎上研究了我國油田抽油機的工作原理和出現的問題，并著重探討了抽油機工作狀態下節能減排的實現途徑。

關鍵詞：油田生產；抽油機；節能技術

我國地域遼闊，天然能源分布廣泛，儲量也較為豐富，但是相對于龐大的人口基數，我國的總體能源儲備還處于較低的水平。提升能源開采率、降低能耗能夠最大程度上促進能源效益形成，為我國的發展提供良好的發展動力。截止到目前，我國大部分油田已喪失了自噴能力，抽油機工作方式占到了油田開采模式的85%以上。抽油機機井在工作狀態下能夠產生大量的能耗，如果系統效率得不到有效的提升，將會大大增加開采成本，甚至造成“以能源換能源”的局面。因此，加強對抽油機工作節能技術的研究和應用具有非常重要的現實意義和經濟價值。

1.造成抽油機能源浪費的原因探析

1.1.抽油機工作效率低

油層開采的初始階段為自噴狀態，這是對于設備的能耗利用率沒有很大的要求，但是隨著開發向后期階段邁進，油層能量不能夠支持自噴現象發生，為了維持對剩余能源的開采必須借助人為方式對油層施加作用，促使原油上升到井口。抽油機作業就是一種利用機械能量進行油田開采的工作方式，并且隨著我國原油開采的持續進行，抽油井作業已經占據了油井工作面的85%，因此如果抽油機工作效率低下自然會造成大量的能源浪費。對油井工作面進行調查顯示抽油機電能耗損占到了整體工作面的25%，而在工作中由于各種原因，將近70%的電能被浪費掉。造成這種現象的主要原因是抽油機的設計規格和實際工作需要存在較大的不匹配性，因此在實際的抽油工作中很難出現抽油機達到PH點的負載狀況。抽油機的實際負載通常維持在25%左右，最高不超過50%，導致工作效率極為低下，電能耗費嚴重。

1.2.空抽運轉

空抽運轉是指抽油機在空負載或者接近空負載情況下仍維持運行，造成這種現象的原因有兩種，一是由于抽油機在設計制造時會按照油井最大抽取量進行選擇，并且為了防止意外情況還會預留下設計余量；第二是抽油機在工作過程中隨著工作深度的不斷增加，地下油量會越來越少，最后出現空抽現象。

1.3.抽油機設備陳舊

設備陳舊是導致抽油機工作效率低的重要因素，此外設備老化現象還會對企業生產的經濟效益產生較大的影響。對于中型油田企業來說，由于設備陳舊老化造成的折舊可能達到上億元，依靠引進抽油機很難對油田工作面整體運行情況進行全面的改善，并且新增抽油機還要依靠大量的資金進行長期的規劃，這給企業運行造成了設備和資金上的負擔。引起抽油機陳舊的原因很多，其中與地質層的摩擦、機器之間的磨損以及原油的侵蝕是造成設備陳舊的主要因素，也是很難控制的因素。此外由于操作不當或者維護力度不夠也能夠對設備的使用壽命和工作效率產生影響，抽油機工作環境較為復雜，并且多維露天作業，因此工況情況十分惡劣，為抽油機的維護保養造成了阻礙，但是這種影響因素能夠通過管理水平的提升得到有效的改善。

2.油田抽油機節能實現途徑

2.1.提升設備運行效率

在運用機械能量輔助油層上升的工作面中，采油設備主要包括電動機、抽油機、井口裝置、抽油桿等，抽油機作為其中的核心設備通常由四部分構成，即減速器、游梁、傳動裝置、減速器、四連桿機構，而其中最易發生能耗的事四連桿機構。減少抽油工作電能浪費藥從提升設備運行效率入手，首先要加強對抽油機和電動機的技術改進或者引進節能效果良好的設備，例如目前已經在很多油井投入工作的異響曲柄平衡抽油機和高滑差電機等；對加強有桿抽油系統的結構優化，特別要主義根據實際生產狀況選擇對應參數的設備，對于已經投入運行的抽油系統設備要合理設置汲油參數，提升設備的利用率。

2.2.電動機節能方式

總體來講實現電動機節能的方式較為多樣，可以通過改變電動機機械特性特別是電源頻率來加強設計負載和實際負載的糅合度，也可以通過在設計階段改變電動機機械特性來達到與抽油機的緊密配合，再有就是提升電動機的功率因數或者負荷率，從而實現節能效果。在具體實施環節可以通過以下途徑進行：第一是采用節能電機，目前應用較為廣泛的節能電機有永磁同步機、雙定子電機、超高轉差率多速電機以及電磁調速電機等；第二是增添蓄能器裝置，蓄能器能夠最大程度上增強抽油機的慣量，從而將其能量均衡作用充分發揮出來，對于降低電動機波動量有重要意義；第三是增加調壓節能裝置，這種裝置的原理是根據設備實際運行情況實時調節輸入電壓，并且通過降低輸入電壓，避免了電動機不必要的電能浪費，達到節能目的。

2.3.優化抽油機結構

可以通過兩種方式對抽油機結構進行優化設計，從而在根本上解決其耗能問題。這兩種方式分別為間抽控制器設計和變頻器調速節能設計。間抽控制器主要包含定時鐘、流量傳感器、人工控制裝置、電流傳感器以及抽油桿載荷傳感器等形式。但是綜合實踐經驗可以發現電流傳感器在檢測電流方面具有絕對的優勢，同時其設計和控制成本較低，易于實施；變頻器調速節能設計主要是為了將油井滲透能力與抽油機中的油泵排量相搭配，，并且將抽油機電動機轉速進行重新設置達到節能目的。

結論

能源開采效率是衡量國家綜合競爭力的重要標志，我國的油田分布廣泛，開采條件復雜，加上技術、設備以及管理方式等方面的影響，抽油機作業效率仍有很大的提升空間。隨著我國經濟發展的快速推進，能源問題將逐漸成為制約發展的重要因素，因此必須加強技術改進，全面提升管理水平和能源利用率，促進能源行業為社會建設做出卓越的貢獻。

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