杜廣純 大慶油田裝備制造集團抽油機公司

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論抽油機節(jié)能技術的現(xiàn)狀及發(fā)展

杜廣純 大慶油田裝備制造集團抽油機公司

摘 要：近些年來，隨著油氣資源在國民生產生活中所占比重的增加，我國油田的勘探開發(fā)技術有了長足的進步，在采油廠抽油機節(jié)能技術方面尤為突出。目前，我國絕大多數(shù)油田仍使用抽油機進行采油作業(yè)，研究抽油機節(jié)能技術，有效降低生產過程成本，能夠適應現(xiàn)階段油價低迷的市場現(xiàn)狀，符合油田節(jié)能降耗的方針政策，有利于油田未來的平穩(wěn)發(fā)展，提升經(jīng)濟效益。

關鍵詞：抽油機 節(jié)能技術研究 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢

在國際原油市場價格普遍低迷的背景下，各油田及相關生產單位要從自身角度出發(fā)，盡可能降低內部消耗，減少原油生產成本，一定程度上提高油田效益，度過原油市場的“冰封期”。而研究抽油機節(jié)能技術，提升抽油機工作效率，則是油田降低內耗的重要方面，能夠大幅度降低原油生產中的能源消耗。而本文從實際出發(fā)，研究抽油機節(jié)能技術的重要性及現(xiàn)狀，進一步分析抽油機節(jié)能技術的發(fā)展趨勢，在一定程度上為油田生產提供參考價值。

一、抽油機節(jié)能技術應用的必要性

油田原油開采作業(yè)方式有兩種，一種是利用油藏儲層自身能量將原油舉升至地面，即自噴式采油，多用于高儲量的新開發(fā)油藏。另一種方法是人工舉升式采油，也稱之為機械采油，適用油藏大多處于開發(fā)的中后期，油藏自身能量不足以使原油噴出地面，需要輔以其他能量。與中東地區(qū)的高產油田不同，我國的絕大多數(shù)油藏為低孔低滲油藏，油藏可采儲量較低且難以滿足自噴條件。在生產過程中，需要通過注水等提高采收率方式將孔隙內剩余油驅替出來，流動匯入井筒之中，通過抽油機或者機械泵提供能量將原油舉升到地面，實現(xiàn)生產。在此過程中，抽油機消耗的電力能源極多，在原油開采成本中電力費用占有相當比例。因此，在實際生產中，油田都十分看重電能節(jié)約問題，并落實到油田的方方面面。隨著技術的發(fā)展進步和節(jié)能減排觀念的深入，油田中超過30%的油井使用了節(jié)能降耗設備，采用節(jié)能型抽油機或者為抽油機配備節(jié)能電控裝置。這樣既保證了能源的高效合理利用，又減少了能源的浪費，降低了原油生產成本，提升油田的市場競爭力，有利于石油行業(yè)的長遠發(fā)展。我國抽油機總體數(shù)量超十萬臺，年電耗量百億千瓦時，而抽油機平均工作效率卻低于30%，生產中極大程度地浪費了電能，因此抽油機節(jié)能技術的研究和推廣勢在必行。

二、抽油機節(jié)能技術現(xiàn)狀

目前，我國抽油機節(jié)能技術主要從兩個方面入手實施，一種是直接使用新型節(jié)能型抽油機，另一種則是通過添加節(jié)能電控裝置實現(xiàn)的，下面就從這兩方面具體介紹：

（一）節(jié)能型抽油機的使用

作為實現(xiàn)抽油機節(jié)能的重要設備，節(jié)能型抽油機種類繁多，節(jié)能效率不同，例如異相曲柄抽油機、雙驢頭抽油機、漸開線式抽油機等。異相曲柄抽油機在油田中經(jīng)常使用，屬循環(huán)式抽油機系列，在采油作業(yè)中，該抽油機利用自身不對稱性，利用勢能效應縮短下沖程耗時，提高井下工作效率，較常規(guī)抽油機節(jié)能6%左右，節(jié)能效果顯著。對于雙驢頭抽油機，其主要在原有游梁式抽油機的基礎上，根據(jù)多年的工作經(jīng)驗及相關研究改進而來，通過增加驢頭的方式在原抽油機優(yōu)良性能不變的前提下，減少作業(yè)中的沖次，降低電能消耗的同時，提高抽油機工作效率。而漸開線式抽油機則綜合考慮了國內外采油設備經(jīng)驗，科學性較強，其發(fā)明時間較短，屬于一種新式抽油機類型，與傳統(tǒng)及改造型抽油機相比，漸開線式抽油機節(jié)能效果更好，相同生產條件下可節(jié)能50%以上。

（二）抽油機節(jié)能電控裝置的使用

抽油機節(jié)能電控裝置實現(xiàn)節(jié)能作用的機理在于改變電源頻率實現(xiàn)負荷的柔性配合或者改變電動機負荷參數(shù)和功率。

（1）繼電接觸器的使用

在抽油機使用異步電動機進行生產時經(jīng)常性地出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象。在生產中，電動機啟動抽油機工作時載荷較高，慣性矩大，往往從死點處出發(fā)，需要電機提供的扭矩大，正常啟動后工作扭矩相比最大扭矩又較小，由于最大扭矩決定了電機功率，造成抽油機用電機額定功率過大，而且電機選擇時也考慮到井下突發(fā)事故引起的載荷增大，為保證電機安全，選用電機裕量極大，造成了極大浪費。而繼電接觸器通過調壓作用解決了這一顯著矛盾，其主要通過切換電子定子降壓，在抽油機啟動時，定子繞組呈三角形，電機扭矩大；正常工作時，繼電接觸器調節(jié)定子繞組分成兩部分，呈三角形、星形混合組，電機消耗功率降低，節(jié)能效果明顯。

（2）變頻調速裝置的使用

變頻調速器的應用主要處理油井無間歇式工作與井底產量變化間的矛盾。在生產中，地下滲流能力小于抽油機泵排量時，會出現(xiàn)抽油機空抽現(xiàn)象，該種情況下由于油井井下復雜問題、油井開采以及產量因素等，抽油機無法進行間抽或停機作業(yè)，導致抽油機電能浪費，工作效率降低。變頻調速器則能夠通過改變電機轉速來調節(jié)泵量，實現(xiàn)泵排量與油井產量的協(xié)調，極大程度降低泵效損失。而且變頻調速裝置成本較低，適合油田進行大面積推廣使用。

三、抽油機節(jié)能技術發(fā)展趨勢

（1）自動化、智能化趨勢。隨著技術的發(fā)展進步，抽油機的程序化控制會逐步加強，利用計算機根據(jù)井下情況智能控制抽油機工況，尋求最優(yōu)化生產方案，最大限度節(jié)約電能。（2）適應性趨勢。由于油田地質結構不同，各油井的形式和產量差異大，因此抽油機設計時應注重其適應性，也可根據(jù)地層研發(fā)性能不同的抽油機，符合程度高則節(jié)能效果好。（3）變頻控制趨勢。與國外相比，我國的變頻控制技術差距較大，在未來的發(fā)展中變頻調速將是一大趨勢，其原理簡單，適用于現(xiàn)有抽油機的升級改造，節(jié)能效果立竿見影。

四、結束語

總之，近年來我國抽油機節(jié)能技術正處于飛速發(fā)展階段，抽油機的改造和研發(fā)工作成果斐然，節(jié)能電控裝置效果突出，技術的發(fā)展節(jié)約了電能的消耗，降低了開采成本，但未能從根本上解決抽油機工況問題。因此油田應從現(xiàn)實出發(fā)，把握抽油機節(jié)能技術現(xiàn)狀，預測其未來發(fā)展趨勢，抓住機遇找準目標深入研究，最終實現(xiàn)抽油機的高效節(jié)能目標。

參考文獻：

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