李茂奎 （大慶頭臺(tái)油田開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司）

全平衡節(jié)能抽油機(jī)在油田上的應(yīng)用

李茂奎 （大慶頭臺(tái)油田開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司）

針對(duì)傳統(tǒng)抽油機(jī)能耗高問(wèn)題，應(yīng)用一種全平衡節(jié)能抽油機(jī)。該抽油機(jī)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的正反方向旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)柔性光桿上下運(yùn)動(dòng)，完成抽汲動(dòng)作。由于省略了傳統(tǒng)抽油機(jī)齒輪箱、連桿、游梁等傳動(dòng)部件，能耗大幅度降低。試驗(yàn)井單井日耗電分別降低

抽油機(jī)；節(jié)能；平衡；耗電

1 工作原理

全平衡節(jié)能抽油機(jī)由電動(dòng)機(jī)、剎車裝置、減速箱、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤、機(jī)架、平衡鋼繩、柔性光桿、平衡吊箱及支架等部件組成（圖1）。其主體為轉(zhuǎn)盤式結(jié)構(gòu)，動(dòng)力部分采用永磁同步電動(dòng)機(jī)[1-2]，控制柜控制電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正反方向旋轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤上有直徑不等的輪槽，大直徑輪槽纏繞的鋼絲繩與井口桿柱連接，小直徑輪槽纏繞的鋼絲繩連接平衡塊。由于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤上的輪槽直徑差異，因此，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)平衡箱行程小于抽油機(jī)沖程，從而降低整機(jī)的高度。

全平衡節(jié)能抽油機(jī)的電動(dòng)機(jī)與減速箱連接，電動(dòng)機(jī)與減速箱之間聯(lián)結(jié)剎車裝置，減速箱通過(guò)聯(lián)軸器與驅(qū)動(dòng)主軸相連。驅(qū)動(dòng)主軸安裝在軸承支撐上，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤固定在驅(qū)動(dòng)主軸上，軸承支撐固定在機(jī)架上，機(jī)架安裝在導(dǎo)軌上。調(diào)節(jié)絲杠一端與導(dǎo)軌連接，另一端與機(jī)架連接。柔性光桿的一端與井下桿柱部件連接，另一端繞過(guò)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤的大直徑輪槽并使繩頭固定。平衡鋼繩的一端纏繞并固定在驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤的小直徑輪槽上，另一端繞過(guò)安裝在支架上的定滑輪與平衡吊箱連接。

抽油機(jī)工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)，將電動(dòng)機(jī)輸出的高轉(zhuǎn)速通過(guò)減速箱變?yōu)榈娃D(zhuǎn)速，通過(guò)聯(lián)軸器將動(dòng)力傳遞給主軸，帶動(dòng)安裝在上面的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)[3-4]；驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤上同時(shí)具有大小兩種直徑的輪槽，分別纏繞柔性光桿和平衡鋼繩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤就通過(guò)它們帶動(dòng)井下桿柱及平衡吊箱上下運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)抽汲動(dòng)作。

圖1 全平衡節(jié)能抽油機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

2 應(yīng)用情況及效果

2.1管柱匹配

以A井為例：施工時(shí)，隨管柱下入φ62 mm導(dǎo)錐，防砂篩管各1個(gè),φ38 mm閉閥泵1臺(tái),φ62 mm普通油管97根，φ76 mm普通油管1根及密封泵筒（密封泵筒在φ76 mm普通油管內(nèi)），下φ38 mm活塞，φ19 mm抽油桿112根（圖2）。

作業(yè)后試抽3次,升壓4.5 MPa,穩(wěn)壓30 min無(wú)壓降，試抽、試壓合格。對(duì)防沖距1.70 m，無(wú)方余。采用鋼絲繩連桿，并安裝井口密封裝置，完成施工。

圖2 全平衡節(jié)能抽油機(jī)井下管柱配合

2.2應(yīng)用情況

該抽油機(jī)用于A井上（圖3），應(yīng)用前后其功率降低1.74 kW，日耗電降低41.76 kWh，噸液?jiǎn)魏慕档?.83 kWh（表1）。

圖3 全平衡節(jié)能抽油機(jī)井現(xiàn)場(chǎng)

表1 A井應(yīng)用全平衡抽油機(jī)效果

該抽油機(jī)用于B井上，應(yīng)用前后其功率降低3.31 kW，日耗電降低79.44 kWh，噸液?jiǎn)魏慕档?0.59 kWh（表2）。

表2 B井應(yīng)用全平衡抽油機(jī)效果

3 結(jié)論

1）全平衡節(jié)能抽油機(jī)由于省略了傳統(tǒng)抽油機(jī)齒輪箱、連桿、游梁等傳動(dòng)部件，大幅度降低了能耗。

2）全平衡節(jié)能抽油機(jī)解決了常規(guī)抽油沖程小、能耗高等問(wèn)題，為低產(chǎn)低效油井開(kāi)采提供新型節(jié)能舉升方式。

[1]何繼峰.抽油機(jī)井高能耗原因及降耗措施應(yīng)用[J].石油石化節(jié)能，2013（6）:39-40.

[2]朱益飛，石曉明，馬冬梅.提高孤東油田機(jī)采系統(tǒng)效率的途徑[J].電力需求側(cè)管理，2009，11（4）:44-46.

[3]朱益飛，王乾澤，徐慧娟.勝利油田機(jī)采系統(tǒng)現(xiàn)狀及能耗質(zhì)量控制分析[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2006，22（5）：21-24.

[4]薄保中，龔新強(qiáng).抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的節(jié)能改造[J].節(jié)能技術(shù)，2000，3（2）:31-32.

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.10.017

2016-05-10

（編輯 李珊梅）

李茂奎，工程師，2005年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院（石油工程專業(yè)），從事油田生產(chǎn)管理工作，E-mail：limaokui@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶市大慶頭臺(tái)油田開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司第四作業(yè)區(qū)，165000。

41.76 kWh和79.44 kWh，單耗每小時(shí)降低9.83 kWh和10.59 kWh，取得了良好的節(jié)電效果。該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，為油田節(jié)能工作提供了技術(shù)支持。