節能降耗技術在油田機械中的應用分析

趙恩維，寇 泉，雷宗賢

（中國石油川慶鉆探長慶井下技術作業公司，陜西西安 710014）

1 油田生產系統中節能降耗技術及應用

1.1 優化系統設計

在生產、開采過程中，有許多因素會影響油田系統的能源利用，既有地面的也有井下施工的，因此在正常的生產作業中必須考慮地面和井下兩方面的因素。總體上講，科學的系統應以節能降耗為目標，不斷優化生產系統的設計，針對可能影響節能效果的各種因素和參數進行優化改造，以提高整個系統的工作效率，提高節能降耗的水平。技術人員提高節能設計目標采用桿泵參數優化模型，實現相同效率的能源消耗，以提高油氣生產的產量。與回歸方程法一樣，通過分析系統的數據，將參數與實際產量進行比較，獲得可以實現高產量的相關參數。

1.2 在油氣生產中大力推廣節能抽油機

抽油消耗大量能源，因此在生產中必須鼓勵企業使用節能類型的抽油機。這種設備在國外應用很廣，如法國的長沖程液壓驅動裝置、美國的長沖程泵裝置等，其低功率電機作用可以顯著降低設備能耗。驢式雙頭抽油機具有長沖程、低能耗的優點，而且有一個側輪梁泵單元，它是六桿連接結構，也是節能泵單元，節能效率比傳統抽油機可以提高30%。此外，彎曲梁泵也是典型的節能設備，它是在傳統抽油機基礎上改進形狀和安裝位置，并結合驢頭式抽油機的優點，在生產中節能效果較好。

2 油田生產中集輸系統的節能降耗及應用分析

2.1 高效率保溫隔熱的應用

在油氣資源中，高凝點以及高稠油的類型占有較大比例，開采工作離不開相關熱力技術的支持。但是在開采過程中，使用專門的熱力技術會明顯增加能耗，因此保溫隔熱技術就成集輸過程中重要的節能手段。保溫隔熱技術可以有效降低能量損失，是提高相關能源利用效率的重要技術措施。例如，克恩河油田采用的高效隔熱管技術，對保持油溫度有著積極作用，并取得較好的節能效果。

2.2 常溫收集運輸技術及應用

油田油氣資源開發正進入中后期，如果仍然使用常規的收集運輸技術，相應地能源消耗將會不斷增加。現在，一些油田企業推廣應用的常溫密封運輸技術已經取得了良好的節能降耗效果，然而在室溫下收集和運輸技術卻受到實際外部環境條件的限制，如采出流體的含水量和所需的保存過程等因素，以確保收集環境溫度，達到傳輸和處理技術的應用效果，進而可以實現節能降耗的目的。

2.3 高效氣液分離技術及應用

氣液分離是油氣資源開發中的重要環節，并且氣液分離的質量直接影響油氣資源的脫水效果，有很好的節能降耗效果，其中緊湊型高效分離器有突出的應用優勢。例如，挪威石油開發的氣液管式旋風分離器具有高效、流動性好和體積小等優點，更適合于深水油氣開發的氣液分離。增加管道直徑，延長管道長度，也會大大提高油氣資源的氣液分離效率。

3 節能降耗技術與油田熱力系統應用分析

3.1 節能加熱爐技術及其應用

在油田利用油氣過程中，加熱爐是廣泛使用的加熱裝置，其應用效率直接影響油田的節能降耗實際效果。影響加熱爐實際工作效率的因素有許多，應根據主要的影響因素如燃燒器、空氣系數和爐體熱量分布，來評估加熱爐設計的優化和改進。為進一步改進加熱爐燃燒器的相關優化設計，在實際工作中應采用高效節能的燃燒器，并改進和優化空氣系數，以支持所輻射方向的熱量，并且廢熱回收技術可以提高加熱爐的能量和熱利用效率。我國使用的高效加熱爐主要是真空加熱爐和熱介質爐。相變加熱爐和真空加熱爐的應用，可以改進的高效加熱爐，并且加熱爐不僅工藝穩定、安全可靠，而且節能效果比較好，能量燃燒率和熱能利用率可以超過90%以上[1]。

3.2 熱電聯產技術及其應用

熱電聯產技術因具有環境保護和經濟性相關特性，被越來越多的油田企業所接受和應用，國外一些國家甚至頒布法律以促進其不斷發展，這也促進了熱電聯產技術更廣泛的應用。目前熱電聯產技術已成為石油天然氣生產企業工藝中的有效應用，是實現節能降耗總體戰略目標的主要有效途徑。與熱電分產相比，CHP（Combined Heat and Power，熱電聯產）技術的節能效果明顯。在國內外油田的油氣資源的應用效果也已為人們所接受，因此CHP 技術為現代化油田企業提供了更具經濟效益的發展目標和節能效果[2]。

4 節能降耗技術與油田系統應用分析

4.1 無功補償技術

為全面優化無功補償在油田電力系統中的應用，無功補償技術在智能無功功率平衡設備的改進方面處于領先地位。一些應用表明，新型智能無功功率平衡技術不僅可以有效提高系統的運行穩定性，還可以大大減少能量損失，補償和節能效果明顯，并在一定程度上保證油田能源系統的智能、有效運行。在油田抽油井現場應用無功補償技術，降低了平均線損率，達到了節能降耗的主要目的。隨著無功補償技術的不斷優化和改進，基本實現了動態無功補償和連續性的無功補償，提高了油田企業的節能降耗效果。

4.2 變頻技術

隨著變頻技術的快速發展，特別是調速變頻技術的廣泛應用，該技術已成功應用于油田的抽油機和油泵等設備，達到降低設備相關動力損耗的目的。將變頻技術應用于抽水井后，節能率可以達到22%，效果明顯。在油田企業，潛水電泵采用變頻技術使能源利用率得到明顯提高，節約能源的同時也提高了油田企業的整體經濟效益。但是當前大多數驅動器是通用型的驅動器，它們的適應性和可靠性有些不足，這在一定程度上影響了變頻技術在油田電力轉換中的應用，但是仍然可以看到變頻技術在油田系統中的節能效果，變頻技術的應用將是油田能源系統研究的重要工作方面。

4.3 其他節能降耗技術的應用

除了上述兩種技術外，還有很多技術可用于油田的節能降耗。例如，直接驅動螺桿泵技術通過永磁電動機直接驅動螺桿泵，減少機械和皮帶減速機的應用，達到減少抽油能耗的目標；現代數字化技術還實現了智能油田管理。通過信息系統的有效應用，可以及時共享油田開采相關系統中的各種資源，有效利用信息系統促進油田經濟效益和能源效率的提高。在現代化技術發展中，太陽能技術在國內外的各領域應用已經越來越廣泛，油田企業也可以利用太陽能技術來加熱原油收集和運輸原油。

4.4 減少發電中的能源消耗

在發電階段，相關部門需要考慮使用可再生能源和低能耗的發電機組。可以考慮使用風能、太陽能和其他可再生能源。使用火力發電時，選擇易燃的燃料作為發電的原料，以達發電效率。如果使用發電機發電，應合理的提高油田采油發電機的工作效率，減少相關燃料的消耗。應選擇在油田中使用適合的變壓器，不同的容量分配器有不同的能耗。油田應根據生產要求選擇合適容量的變壓器。變壓器電源的穩定可以確保電能的有效利用，減少電能的消耗和損失。同時應調整變壓器的使用數量，提高變壓器的工作效率。還可以使用并聯變壓器，一臺變壓器在正常工作時另一臺變壓器處于待機狀態，這樣有助于維持和提高變壓器的穩定性，并確保變壓器運行的效率。

5 結束語

綜上所述，隨著國內外油田開發力度和范圍的不斷增加，促進現代油田企業的可持續綠色發展。為了提高油田生產運營效率，油田企業相關的技術人員應注重節能降耗技術在田機械中的應用，并且技術開發人員需要對節能降耗進行不斷的深入研究和運用，為我國油田企業的油田開采奠定堅實的基礎。