抽油機(jī)節(jié)能創(chuàng)新方法的研究與應(yīng)用

本文闡述了抽油機(jī)用能在石油開采過程中所占的份額，分別論述了管理創(chuàng)新與技術(shù)創(chuàng)新在抽油機(jī)節(jié)能管理中的具體經(jīng)驗(yàn)做法與效果，指出了沖次、平衡、電機(jī)的優(yōu)選，在抽油機(jī)節(jié)能管理中所發(fā)揮的作用。

在石油開采中，電力成本約占操作成本的25%，而抽油機(jī)用電約占電力成本的33%，也就是抽油機(jī)用電消耗占原油開采過程中操作成本的8～9%。抽油機(jī)既是用電大戶，也是生產(chǎn)經(jīng)營活動中節(jié)能降耗的重點(diǎn)挖潛對象。我廠的抽油機(jī)管理，以油氣生產(chǎn)為主線，立足安全平穩(wěn)運(yùn)行，從科技和管理入手，完善節(jié)能管理制度，積極應(yīng)用節(jié)能新技術(shù)，努力降低采油單耗，使抽油機(jī)運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)節(jié)能狀態(tài)，取得了較好的效果。現(xiàn)將我廠在抽油機(jī)節(jié)能工作方面所做的研究淺述如下：

一、管理創(chuàng)新節(jié)能

抽油機(jī)井平衡調(diào)整精益求精。在抽油機(jī)井平衡度檢查與管理上，我廠每月抽查1/3的油井，確保每季度普查一遍，查出的不平衡抽油機(jī)井，分三個(gè)步驟進(jìn)行調(diào)整。首先，對照功圖，檢查沖次是否合適，沖次不合適的，先調(diào)沖次，后調(diào)平衡，根據(jù)地層生產(chǎn)能力來決定抽油機(jī)工況，部分抽油機(jī)井在優(yōu)化工作制度后，自然實(shí)現(xiàn)了平衡，減少了調(diào)平衡次數(shù)，從而促進(jìn)了抽油機(jī)井供采匹配與平衡管理工作；該文原載于中國社會科學(xué)院文獻(xiàn)信息中心主辦的《環(huán)球市場信息導(dǎo)報(bào)》雜志http：//www.ems86.com總第543期2014年第11期-----轉(zhuǎn)載須注名來源其次，對于不需要調(diào)沖次或調(diào)沖次后依然不平衡的，由油藏經(jīng)營管理區(qū)根據(jù)生產(chǎn)情況和整改通知單，按計(jì)劃整改；第三步，對于抽油機(jī)平衡塊調(diào)到頭，仍然欠平衡的井，由裝備科報(bào)廠調(diào)批準(zhǔn)后，更換2塊大級別的平衡塊，也就是抽油機(jī)的4個(gè)曲柄平衡塊，由2對不同重量級別的平衡塊組合使用，既增強(qiáng)了抽油機(jī)平衡能力，達(dá)到了平衡要求，又最大限度節(jié)約了投入。

抽油機(jī)井沖次調(diào)整細(xì)化入微。

在抽油機(jī)進(jìn)沖次調(diào)整上，我廠每月過一次泵況，根據(jù)功圖、產(chǎn)液等情況，細(xì)化抽油機(jī)沖次調(diào)整方案。為保證抽油機(jī)沖次調(diào)整落實(shí)到位，在皮帶輪配套上，我們優(yōu)化了外徑系列尺寸，每20mm一個(gè)級差，能滿足精細(xì)化調(diào)參需要，尤其是在降低低產(chǎn)低能井單耗上，我們推廣應(yīng)用12極、16極低速電機(jī)，在不借助其他減速裝置的前提下，16極電機(jī)可把14型抽油機(jī)沖次降到1.8次/分鐘。與8極電機(jī)相比，12、16極低速電機(jī)工況節(jié)能可達(dá)40%以上，日均節(jié)電量約100度/臺，年均節(jié)電量36500度/臺，年均節(jié)電創(chuàng)效23000元/臺，節(jié)電量相當(dāng)可觀。

二、技術(shù)創(chuàng)新節(jié)能

平衡改造減少抽油機(jī)自耗。我廠改造及推廣應(yīng)用新式cyjy14-4.8-73hf/b型抽油機(jī)。該型抽油機(jī)在游梁尾部加裝3.5噸的后配重，代替原來0.9t的游梁尾配重，增加了抽油機(jī)運(yùn)行中的對稱平衡份額，能削減抽油機(jī)的最大扭矩，改善了平衡狀況，提高了平衡能力。平衡重受力點(diǎn)由減速器輸出軸向游梁轉(zhuǎn)移，減輕了減速器的直接負(fù)荷，使減速器及電機(jī)的運(yùn)行更加平穩(wěn)，減速器與電機(jī)的皮帶傳動效率得到提高，從而降低了電耗。尤其在配套深抽、出鹽、稠油等特殊工況中，該型抽油機(jī)解決了井下負(fù)荷較重時(shí)難以實(shí)現(xiàn)平衡的問題。與原cyjy14-4.8-73hf型抽油機(jī)相比，新式cyjy14-4.8-73hf/b型抽油機(jī)節(jié)電率在20%左右，日均節(jié)電量約40度/臺，年均節(jié)電量14000度/臺，年節(jié)電創(chuàng)效8000元/臺。

雙功率自動可逆轉(zhuǎn)換技術(shù)解決游梁式抽油機(jī)大馬拉小車問題。游梁式抽油機(jī)最大優(yōu)點(diǎn)是可靠性高，故障率低，最大缺點(diǎn)是與電機(jī)匹配性差，普遍存在裝機(jī)功率遠(yuǎn)大于實(shí)際運(yùn)行功率的“大馬拉小車”問題，造成能耗較高確、功率因數(shù)低、效率低。這主要是由于起動的必須性和預(yù)防載荷波動的必要性引起的，起動載荷約為正常運(yùn)行載荷的3～8倍，為了保證順利起動，需要要按最大扭矩為其選配電機(jī)，另外運(yùn)行中，當(dāng)出現(xiàn)輕微砂卡等問題而載荷增大時(shí)，如果沒有一定的功率富裕量，就會出現(xiàn)超載停機(jī)甚至燒毀電機(jī)，正是由于這種必須性和必要性，決定了我們只能為它配套較大功率的電動機(jī)，導(dǎo)致了不經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。但進(jìn)一步從時(shí)間上分析，我們就會發(fā)現(xiàn)：“大馬拉小車”現(xiàn)象的必須性，處在抽油機(jī)啟動階段，是短暫的，“大馬拉小車”現(xiàn)象的合理性，建立在生產(chǎn)過程中的能力儲備上，通常時(shí)間是不需要發(fā)揮的。為此，我們研制了雙功率自動可逆轉(zhuǎn)換拖動裝置。大、小功率的自動可逆轉(zhuǎn)換，做到了智能化，能滿足油井不同工況需求。功率利用率可始終接近40%，遠(yuǎn)大于sy/t6374—2008《機(jī)械采油系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行規(guī)范》不低于20%的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。無需電容補(bǔ)償，裸機(jī)功率因數(shù)通常在0.5到0.6，甚至可達(dá)0.8，超過了sy/t6275—2007《油田生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測規(guī)范》不低于0.4的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，單井節(jié)電率可達(dá)15%左右，日均節(jié)電量約40度/臺，年均節(jié)電量14000度/臺，年節(jié)電創(chuàng)效8000元/臺。該類電機(jī)特適用于沖次在4次左右的主力油井，推廣應(yīng)用范圍很大。

在抽油機(jī)管理中，合理匹配沖次，能減少無效勞動，做好平衡方式優(yōu)化與平衡的調(diào)整管理，能降低抽油機(jī)自身損耗；抓好電機(jī)的優(yōu)選，能減少電機(jī)自身損耗。從而提升機(jī)采系統(tǒng)效率，做到節(jié)能生產(chǎn)。 （作者單位：西安石油大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院）