王海濤（大慶油田裝備制造集團(tuán)生產(chǎn)管理部）

倍程柔式抽油機(jī)在采油系統(tǒng)中的應(yīng)用

王海濤（大慶油田裝備制造集團(tuán)生產(chǎn)管理部）

闡述了倍程柔式抽油機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理。根據(jù)倍程柔式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作特性，分析了倍程柔式抽油機(jī)的適用范圍及選用原則。結(jié)合試驗(yàn)井分析了倍程柔式抽油機(jī)的節(jié)能效果，在此基礎(chǔ)上提出了倍程柔式抽油機(jī)的運(yùn)行要求及維護(hù)維修等注意事項(xiàng)。

倍程柔式抽油機(jī) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 原理 節(jié)能應(yīng)用

D O I:10.3969/j.i ssn.2095-1493.2011.03.010

抽油機(jī)是油田采油生產(chǎn)中常用的地面舉升設(shè)備，目前全世界共有100多萬(wàn)口機(jī)械采油井，其中抽油機(jī)井有90多萬(wàn)口，并在逐年增加。我國(guó)抽油機(jī)發(fā)展已有近40年的歷史。20世紀(jì)50年代以進(jìn)口為主，修配為輔，主要是進(jìn)口前蘇聯(lián)CKH常規(guī)型游梁式抽油機(jī)[1]。60～70年代，在仿前蘇聯(lián)的基礎(chǔ)上制造出常規(guī)型游梁式抽油機(jī)[2]。1975年后制定并完善了國(guó)產(chǎn)抽油機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。80年代起抽油機(jī)實(shí)現(xiàn)了全部國(guó)產(chǎn)化，不僅滿足自給，而且有部分出口，在此期間，抽油機(jī)技術(shù)有了飛躍發(fā)展。

近些年來(lái)，為了提高抽油機(jī)的工作效率，降低抽油機(jī)的能耗以及油井設(shè)備維護(hù)及修井成本，以鋼絲繩代替抽油桿的倍程柔式抽油機(jī)采油系統(tǒng)成為一種高效節(jié)能連續(xù)舉升新技術(shù)。該抽油系統(tǒng)可以大幅度降低桿柱自重負(fù)載，實(shí)現(xiàn)了采油地面設(shè)備的輕小型化，同時(shí)也最大限度地降低了系統(tǒng)能耗[3]。目前，該項(xiàng)技術(shù)已基本形成整個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)配套。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理

倍程柔式抽油機(jī)的技術(shù)思路是以鋼絲繩代替普通抽油桿，大幅度降低桿柱自重，實(shí)現(xiàn)采油地面設(shè)備的輕小型化，最大限度降低系統(tǒng)能耗；通過(guò)柔性牽引繩和輪系傳動(dòng)，使低矮機(jī)型實(shí)現(xiàn)大沖程。

系統(tǒng)由倍程柔式抽油機(jī)、柱樁基礎(chǔ)、電控系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、專用井口、井口密封泵、鋼絲繩桿柱、抽油泵七部分組成，結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

系統(tǒng)的工作原理是電動(dòng)機(jī)將動(dòng)力通過(guò)減速器、主軸傳遞到曲柄，使曲柄做圓周運(yùn)動(dòng)，通過(guò)滑輪組和專用牽引鏈將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)鋼絲繩抽油桿帶動(dòng)井下抽油泵達(dá)到舉升的目的。

2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作特性

鋼絲繩桿柱質(zhì)量輕，摩阻低，起下方便。鋼絲繩柔性強(qiáng)，彈性大，在一般驅(qū)動(dòng)情況下，沖程損失大，若構(gòu)造一定的運(yùn)動(dòng)工況，會(huì)降低沖程損失率，甚至能夠產(chǎn)生超沖程。

專用井口摩阻低，可實(shí)施井下密封，使地面設(shè)備高度突破了沖程長(zhǎng)度限制。

倍程柔式抽油機(jī)體積小、質(zhì)量輕、效率高、成本低。滑輪組與單曲柄機(jī)構(gòu)，沖程加倍，具有普通抽油機(jī)沒(méi)有的運(yùn)動(dòng)特性，吻合井下鋼絲繩的運(yùn)動(dòng)，有利于發(fā)揮鋼絲繩桿柱的優(yōu)勢(shì)，降低井下泵沖程損失率。橫梁、橫支臂和井口支撐立柱結(jié)構(gòu)，就地平衡了牽引鏈的拉力。由于不受懸點(diǎn)載荷，地面設(shè)備和基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)了輕型化和小型化。

柱樁基礎(chǔ)，施工簡(jiǎn)捷，不受季節(jié)和地理位置的限制。

由于作業(yè)和維護(hù)需要不同于常規(guī)抽油機(jī)的作業(yè)設(shè)備和作業(yè)技術(shù)，相關(guān)配套技術(shù)有待進(jìn)一步完善。

3 系統(tǒng)適應(yīng)條件

根據(jù)試驗(yàn)確定的系統(tǒng)適應(yīng)范圍為：產(chǎn)液量15 t/d以下的直井；下泵深度1 200 m以內(nèi)；中等以下原油黏度，地面原油黏度16.6～90 mPa·s；采出液腐蝕性輕微，且清防蠟措施有保證。

符合以上工況條件的油井可以采用倍程柔式抽油機(jī)采油系統(tǒng)。

4 節(jié)能效果

試驗(yàn)井系統(tǒng)效率25.1%，與平均日產(chǎn)液相當(dāng)?shù)?、6型抽油機(jī)井和120型螺桿泵井相比，分別高18.9個(gè)百分點(diǎn)和20個(gè)百分點(diǎn)；噸液百米耗電1.05 kW·h/（100 m·t），與平均日產(chǎn)液相當(dāng)?shù)?、6型抽油機(jī)井和120型螺桿泵井相比，分別低75.5%和79%。

5 運(yùn)行與維護(hù)要求

地面設(shè)備倍程柔式抽油機(jī)的安裝要保證四個(gè)滑輪的同面度和井口的對(duì)中，傳動(dòng)繩的長(zhǎng)度要根據(jù)井口密封泵的工作位置確定。

井下柔性抽油桿柱的下井作業(yè)需要井架、有長(zhǎng)度測(cè)量的絞盤車和專用的井口卡子配合進(jìn)行作業(yè)，柔性抽油桿柱與泵的連接要有專用的連接頭。

整體倍程柔式采抽系統(tǒng)安裝完畢后，即可按常規(guī)抽油機(jī)的調(diào)試方法進(jìn)行參數(shù)調(diào)試，確保整個(gè)系統(tǒng)在最佳參數(shù)下工作。

日常維護(hù)與常規(guī)抽油機(jī)相同，定時(shí)檢測(cè)軸承和減速器的潤(rùn)滑，注意機(jī)械運(yùn)動(dòng)是否正常，遇到卡泵和井口密封漏油及時(shí)維修。

維修作業(yè)需要井架、有長(zhǎng)度測(cè)量的絞盤車和專用的井口卡子配合作業(yè)。

[1]張自學(xué)編.國(guó)內(nèi)外新型抽油機(jī)[M].北京:石油工業(yè)出版社,1994:55-59.

[2]張連山.國(guó)外抽油機(jī)的技術(shù)發(fā)展[J].石油機(jī)械,1999,27(4):54-56.

[3]張連山.我國(guó)抽油機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)[J].鉆采工藝,1996,6:41-44.

王海濤，1998年畢業(yè)于佳木斯大學(xué)工學(xué)院，工程師，從事生產(chǎn)及生產(chǎn)保障管理，E-mail：zbzzwht@163.com，地址：大慶油田裝備制造集團(tuán)生產(chǎn)管理部，163411。

2011-03-18)