關(guān)于石油井抽取環(huán)保設(shè)備的研究

彭鈴

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，能源利用也逐步從傳統(tǒng)的煤炭石油行業(yè)轉(zhuǎn)向新型清潔能源，但是就當(dāng)前社會經(jīng)濟的發(fā)展而言，石油仍然是主要的能源供應(yīng)。在國家提出生態(tài)文明建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)下，傳統(tǒng)的石油抽取設(shè)備即抽油機的運行效率低、能耗大等劣勢十分不利于實現(xiàn)石油行業(yè)的節(jié)能環(huán)保目的。本文就當(dāng)前我國石油行業(yè)抽油機的應(yīng)用現(xiàn)狀著手分析如何在石油抽取設(shè)備中實現(xiàn)環(huán)保的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：石油井；抽取；環(huán)保設(shè)備

1 當(dāng)前石油井抽取設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀

抽油機是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的石油抽取設(shè)備，主要通過加壓的方法使得石油井下的石油能夠被抽取出井，而后進行石油的提煉加工等。傳統(tǒng)的游梁式抽油機又稱“磕頭機”，是通過曲柄帶以配重平衡塊來帶動抽油桿，通過驅(qū)動井下抽油泵以一定周期做上下往復(fù)運動從而將井下的油送到地面，其一般采用的都是異步電動機來帶動整體機械設(shè)備進行工作的。同時，在這樣的往復(fù)運動中通過一定的設(shè)備將機械能量又轉(zhuǎn)化成電能利用到整個電機工作當(dāng)中，可以在一定程度上實現(xiàn)能源的節(jié)約。然而，由于井下油層情況復(fù)雜，恒速的游梁式抽油機的應(yīng)用存在各種各樣的問題，容易出現(xiàn)動力不足或者供能過剩等現(xiàn)象等等，此外存在一定的機械磨損而導(dǎo)致的間隙漏失等問題也相當(dāng)嚴(yán)重，這些問題的存在主要會造成電機工作時電能消耗大，存在著對環(huán)境污染的隱患。

基于普通抽油機存在的能源消耗及環(huán)境污染的隱患，當(dāng)前經(jīng)過改良及研究發(fā)明的偏輪抽油機、雙驢頭抽油機在工作效率上有了明顯提升，前置式抽油機、異向曲柄抽油機在節(jié)能上的效果也相當(dāng)明顯，其在石油井抽取環(huán)節(jié)的應(yīng)用得到了較大的普及，極大地降低了能耗，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的“環(huán)境友好”。偏輪抽油機的特點是其平衡性較普通抽油機有了長足的進步，降低了電機的使用功率；雙驢頭抽油機在聯(lián)接設(shè)備上進行了改進，較少因工作時的扭矩過大而帶來的高能耗，使得節(jié)能效果突顯了出來；前置式抽油機將橫梁鉸接于游梁前臂，是得四連桿機構(gòu)的幾何尺寸和角度發(fā)生了變化，工作時的效率有所提升；異向曲柄抽油機將減速器后移，造成結(jié)構(gòu)上的一個異相角改善平衡效果，降低減速器的最大扭矩峰值，電機功率因此而減小了。

2 石油井抽取環(huán)保設(shè)備的研究初探

前文所述幾種抽油機在油井抽取中的應(yīng)用已經(jīng)初具規(guī)模，但是在降低能耗和污染上還有改進改良的空間，且基于新的科技手段的研發(fā)，筆者綜合近年來各研究機構(gòu)（小組）在抽油機上的技術(shù)攻關(guān)方向及成果上總結(jié)起來，石油井抽取環(huán)保設(shè)備的技術(shù)改進集中在以下幾個方向上：

2.1 永磁同步電動機在游梁式抽油機上的應(yīng)用

由于油井液面是不斷在變化的，因此抽油負(fù)載也在時時刻刻發(fā)生著變化，傳統(tǒng)電動機運行中的空載和超載現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)?；赑LC和變頻技術(shù)來控制的永磁同步電動機在正轉(zhuǎn)時可以將電能有效地通過電機的轉(zhuǎn)速調(diào)整實現(xiàn)最大化地轉(zhuǎn)化成機械動能，而在抽油桿下沖過程中又可以實現(xiàn)機械勢能向電能的轉(zhuǎn)化，如此一來電動機的工作狀態(tài)就可以根據(jù)油井液面的變化而變化，從而可以實現(xiàn)減少能耗和恒液面抽油。

2.2 無游梁式抽油機的研發(fā)應(yīng)用

當(dāng)前在國內(nèi)已經(jīng)研究開發(fā)并利用的無游梁式抽油機約有五十種，在節(jié)能減排上比較成功的典型集中在以下四種類型：機械換向類無游梁式抽油機、電動機換向類無游梁式抽油機、摩擦換向類無游梁式抽油機及液壓換向類長沖程無游梁式抽油機。這四類抽油機各有不同的利用優(yōu)勢，在稠油井的開采中多應(yīng)用機械換向類無游梁式抽油機；電動機換向類無游梁式抽油機則主要體現(xiàn)在科技程度高，智能化等優(yōu)勢；摩擦換向類無游梁類抽油機在提高機械效率等方面的作用明顯；液壓換向類長沖程無游梁式抽油機的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在其整體使用的安全性能高，調(diào)參方便。

2.3 液壓蓄能型抽油機的研發(fā)應(yīng)用

無論是游梁式還是無游梁式抽油機都可以實現(xiàn)液壓蓄能型的應(yīng)用，通過液壓蓄能來改變抽油桿的運動，釋放其儲能，有效地改善抽油機的平衡效果，實現(xiàn)能量的充分利用并且對于轉(zhuǎn)化電能可以實現(xiàn)再利用，最終實現(xiàn)了節(jié)能降耗的目的。此外，由于液壓控制可以通過一些列的壓力設(shè)備來實現(xiàn)在故障時的自動停機報警，有效地消除了各種安全隱患。

2.4 可更換動力型抽油機的研發(fā)應(yīng)用

當(dāng)前，大多數(shù)抽油機的動力供應(yīng)都來自于電力，而生產(chǎn)電力則需要利用較多的傳統(tǒng)能源，這些過程中多少都會產(chǎn)生對環(huán)境有害的廢氣廢物等。因此，在生態(tài)文明建設(shè)過程中，多數(shù)行業(yè)開始轉(zhuǎn)向了新能源的利用，石油行業(yè)也不例外，在石油井的抽取設(shè)備中環(huán)保的概念一再被強調(diào)，通過利用風(fēng)能、太陽能、核能等清潔能源來提供石油抽取的動力，可更換動力型的抽油機是未來一段時間的主要研究方向，大面積利用這種抽油機可以降低對環(huán)境的污染和對不可再生能源的消耗速度。

3.結(jié)語

在未來很長一段時間里，石油仍然占據(jù)著社會經(jīng)濟發(fā)展的重要地位，但要在生態(tài)環(huán)保的大環(huán)境下謀求更大的發(fā)展就必須要在石油生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)生態(tài)環(huán)保。抽油機是應(yīng)用到石油井中最為基礎(chǔ)的抽取設(shè)備，必須在其技術(shù)應(yīng)用上進行革新，實現(xiàn)設(shè)備的環(huán)?；?，不斷促進石油行業(yè)在生態(tài)文明建設(shè)中走向綠色環(huán)保，既要給社會發(fā)展提供“源動力”又要對環(huán)境友好。

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