抽油機采油系統節能技術分析

陳楷文

摘要：石油資源的分布條件復雜，這種分布的復雜性使得在石油資源的開發過程中往往需要借助于先進的采油工藝與設備。在當前采油過程中，抽油機已經成為不可或缺的設備，雖然其應用為采油提供了便捷性，但是，采油時抽油機的運行也存在高能耗的情況，如果采油以能源消耗為代價，這是不符合行業現代化的發展趨勢的。因此，在當前的發展背景下，抽油機采油系統的節能技術應用極為關鍵，通過節能技術的應用，能夠有效降低抽油機運行時的能耗，創造更大的經濟與社會效益。

關鍵詞：抽油機;采油系統;節能技術

近年來，為緩解石油資源的供需矛盾，各個油田企業都擴大了其生產規模，應用了先進的采油工藝，以提高采油效率與產量，滿足石油資源的使用需求。原油開發的過程中，抽油機是其中的關鍵設備，采油系統作為該種設備中的核心構成，其在運行時存在著巨大的能源消耗，不利于采油環節的經濟效益實現，無法滿足可持續發展的目標。基于此，本文分析了抽油機采油系統的節能技術，對于促進油田的可持續發展具有重要的指導價值。

1.抽油機采油系統的消耗損失分析

抽油機在采油過程中的作用不可替代，其運行實現了電能向動能勢能的轉換，在具體的采油過程中，抽油機是其中的一種重要設備，雖然其為采油提供了便捷，但是，能量轉換與傳輸的過程中，存在著較大的能耗，主要體現在：

1.1電動機

根據有關研究，在抽油機運行的過程中，電動機的輸出功率只有達到了額定功率的60%～100%時，其工作效率才能夠達到額定效率的85%，而其余的15%就是其運行時存在的能量損耗與消耗。抽油機在運行時，負荷變化非常大，輸出功率常常存在著較大的變化，當其輸出功率極其不穩定時，抽油機電動機損耗功率也就相對較大。

1.2傳送帶

傳送帶在運行時，同樣存在著傳動損失，這部分損失主要來自彎曲損失與彈性滑動損失。根據傳送帶傳動損失的類型，如果以與載荷有關與無關劃分，主要包含了兩種。從我國各個油田企業的采油工藝發展、應用現狀來看，稠油的開發比例逐年增大，但是，在這一趨勢下，皮帶輪的包角卻日益減小，當接近打滑極限時，也就會造成一定的滑動損失。

1.3減速箱

抽油機運行時，減速箱損失不可避免，這部分損失往往是由軸承與齒輪直接誘發的。根據經驗，齒輪的傳動功率損失往往僅占到了總體損失的2%～3%。從抽油機的總體結構來看，減速箱中包含了三對齒輪，損失相對較大，如果在抽油機運行過程中，變速箱的齒輪潤滑效果較差，其功率損失將更大。

1.4換向器

在換向器中，四連桿機構是其中的重要組成，在運行過程中同樣伴隨著一定的損失，比如，軸承摩擦損失、鋼絲變形損失等，兩種功率損失分別占總損失的3%、4%～5%。

1.5盤根盒

抽油機運行的過程中，盤根盒同樣會存在一定的損失，尤其是光桿與盤感之間存在一定的摩擦力，此摩擦力會造成一定的功率損失，雖然這部分功率損失的占比相對較小，但是，一旦在抽油機使用時光桿與盤根的安裝不合適，其功率損失將是非常大的。

1.6抽油桿

抽油機運行時，抽油桿處于往復循環狀態下，而此運動過程水的抽油桿與油管之間存在著較大的摩擦力，同樣會誘發一定的能量損耗，如果采油時的原油粘度相對較高，抽油桿的摩擦力將會進一步增大，造成的能量、功率損耗更大。

2.抽油機采油系統節能技術

2.1抽油機節能

2.1.1雙頭驢游梁抽油機

雙頭驢游梁抽油機具有較好的節能性，其包含了兩種樣式：（1）前置型雙驢頭抽油機，這一類抽油機應用上，可以有效降低扭矩波動，對于緩解由于平衡問題所造成的抽油機過度損耗極為有效，工作原理是變矩技術的應用，在傳統抽油機中應用變矩技術，使得懸掛平衡重與偏置平衡重能夠起到共同作用，有效避免了傳統游梁抽油機的平衡問題，具有更好的節能效益。（2）異形雙驢頭抽油機，其設計特點是在游梁的后壁上方安裝第二個驢頭，將傳統的連桿用驅動繩來替代，這種設計方式下，游梁與連桿的連接更為靈活，在抽油機運行時，曲柄轉角能夠驅使游梁后臂的長度加以調整，進而將曲柄凈扭矩降至最小。

2.1.2調徑變矩形抽油機

傳統游梁抽油機的游梁多以直梁為主，在運行時存在較大的能源消耗，而調徑變矩形抽油機的游梁為彎游梁設計，其運行時可以使得曲柄平衡轉變為游梁平衡，組成彎游梁吊臂的截面形成了一種漸變截面，這種截面形式使得風的阻力明顯降低。此外，吊臂下端的平衡中可以進行下置幅度的調整，達到良好的平衡效果，節約能耗。

2.1.3異相曲柄型抽油機

異相曲柄型抽油機在設計時，游梁后壁長度明顯縮短，這種設計方式下，減速箱的位置逐步向后移，軸承中心與曲柄中心的水平距離、游梁后壁長度差也就成為了曲柄的半徑值，在實際的運行過程中，游梁與曲柄同處于水平位置，偏置角就是曲柄與平衡兩者中心線的夾角，其節能原理是將曲柄凈扭矩的波動、電動機的電流波動加以減小，提升其運行效率。

2.2節能電動機

傳統的游梁抽油機的電動機，其性能在很多時候是與抽油機的性能不匹配的，在這種情況下，設備的工作效率低下，在運行時的能源消耗較大。因此，如果要提高抽油機采油系統的節能效益，必須要保障電動機的性能與抽油機的負荷相匹配，以達到節能目的。以雙定子電動機為例，這種電動機內部存在雙定子，在抽油機運行時，在初期的運轉階段，起動力矩非常大，兩部分的定子將會被串入電動機中，這種情況下，電動機的輸出力矩大大增加。當抽油機處于正常運轉的狀態下時，能源消耗也將相對變小，雖然其節能消耗明顯，但是其總體的成本較高，在未來還需要進一步加以改進。

2.3抽油機設備的維保

為了能夠全面地提升抽油機設備的運行質量水平，就應該采取有效的維護與保養措施，加大力度進行巡查和檢測，掌握其可能存在的安全隱患和問題，防止在運行中出現嚴重的事故問題。盡量減少抽油機的停機次數，全面提升設備的利用率。在抽油機設備的日常保養過程中，應該進行各個螺栓的檢測，保證其穩定性合格、松緊度適中，然后檢測機油液位，并且要對需要潤滑位置適當注入一定量的潤滑油。檢查確定減速箱是否存在漏油的問題，如果發現存在，應該及時采取措施進行處理。還應該進行盤根松緊度的檢測，防止由于該部分的漏失而出現油液無法正常輸送的情況。建立更具科學性的維護與保養管理制度，明確具體的維護保養周期，進行必要的設備維修管理，從而可以保證設備的運行效率和質量滿足要求，盡量延長設備的使用壽命，也能夠給油田企業產生更高的經濟效益。

3.結束語

抽油機作為采油過程中的關鍵設備，其在運行的過程中常常存在著較大的能量損耗，如果要保持抽油機的穩定、可靠運轉，降低其運行時的功率損失與能源消耗，就必須加強節能技術的應用，通過節能改造來提高抽油機的節能性。

參考文獻

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中國石油新疆油田分公司采油一廠