董濤

摘要：抽油機是抽油井地面機械傳動裝置，主要用于油層能量不足以自噴，油液需要靠機械運動提升到地面的油井。隨著我國石油石化行業(yè)日益發(fā)展壯大，國家對環(huán)保、節(jié)能的逐漸重視，石油機械水平不斷提高。其中，抽油機的性能得到了極大的完善與優(yōu)化，從最初常規(guī)的游梁式演變成彎梁變矩式，直至現(xiàn)在數(shù)字化的塔架式抽油機。那么，和傳統(tǒng)的游梁式抽油機相比，塔架式抽油機在結構、運行原理以及主要性能上，究竟有哪些優(yōu)勢和特點呢？文章從這個問題出發(fā)，對老式游梁式抽油機與新型塔架式抽油機進行對比，并分析塔架式抽油機在油田里的應用前景。

關鍵詞：抽油機;游梁式抽油機;塔式抽油機

1塔式抽油機概述

塔式抽油機為現(xiàn)代機械設計制造技術、數(shù)字化控制技術、功率電子技術、機電一體化技術高度結合的新型抽油機。通過自主創(chuàng)新的永磁同步電機與減速機構組成的組合傳動系統(tǒng)分擔了減速機的功能，解決了減速機易出故障的難題，提高了使用效率。它的出現(xiàn)填補了游梁式抽油機的空白，適合稠油井、高含蠟井、中高含水期大排量井和低滲透井重載強抽和間抽的采油氣要求，并具有適合抗風、灘涂、低溫、高溫等多種復雜地質(zhì)環(huán)境的使用要求，擴展了抽油機的應用范圍[1]。結構如圖1所示。

結構原理：電機直接帶動驅(qū)動輪總成轉(zhuǎn)動，無需減速設備。依靠低速大轉(zhuǎn)矩電機在頂部進直接驅(qū)動滾輪帶動抽油桿進行抽油作業(yè)。塔架為直立式，盡可能使 T1=T2，運行過程中勢能近似守恒，系統(tǒng)做功僅為克服阻力及平衡差，運行功率顯著降低。

驅(qū)動原理：拖動系統(tǒng)在變頻器控制下驅(qū)動繩輪正反轉(zhuǎn)換向、往復運行，帶動復繞在繩輪上的由抽油桿及配重體組成的平衡系統(tǒng)對稱上下運動，完成抽油動作。

節(jié)能原理：傳動系統(tǒng)效率較四連桿結構提高40%以上抽油桿與配重間平衡率可達95%以上，運行過程中勢能近似守恒，系統(tǒng)做功僅為克服阻力及平衡差，運行功率顯著降低。與節(jié)能型游梁式抽油機對比節(jié)電率可達50-70%

塔式抽油機運行特點：在塔式抽油機的實際應用中，塔式抽油機其運行的最大特點就是大轉(zhuǎn)矩、低轉(zhuǎn)速。因此，塔式抽油機的應用，不需要利用減速機構，電機能夠直接對驅(qū)動滾輪進行裝置，不需要進行沖擊換向，因此，塔式抽油機的特點：慢沖次、長沖程。正是塔式抽油機的這一特點，使得塔式抽油機具有，運行穩(wěn)定、泵效高且低能耗的重要優(yōu)勢，由此可見，塔式抽油機在采油氣廠的應用具有重要的意義。

塔式抽油機操作特點：在塔式抽油機的實際應用中，塔式抽油機其操作的最大特點就是，塔式抽油機能夠控制柜內(nèi)，并且利用變頻器，能夠進行變頻調(diào)節(jié)，因此，控制柜控制能夠使抽油機的換向、啟停、沖次調(diào)節(jié)、沖程等得以完成。塔式抽油機在采油氣廠的應用，不僅能夠使人工操作的實際工作量得到有效地減少。同時，還能夠使參數(shù)調(diào)節(jié)進一步得到穩(wěn)定安全的發(fā)展。除此之外，塔式抽油機所有的實際運行參數(shù)，這些參數(shù)能夠在觸摸屏上，準確地顯示出來，進而能夠進行實時準確地監(jiān)測。

2塔式抽油機應用前景研究

2.1工作原理

塔式抽油機在采油氣廠的應用中，其主要的工作原理是，電機可以直接帶動驅(qū)動輪，進而進行軸承轉(zhuǎn)動，不需要設備進行減速。通過低速度對矩電機進行大轉(zhuǎn)，在頂部直接進行驅(qū)動滾輪，進而通過帶動抽油桿，隨后進行正常作業(yè)。塔式抽油機的塔架是直立式的，因此，塔式抽油機在實際的運行中，能夠進行近似守恒，實際的系統(tǒng)作業(yè)，從而能夠使平衡差及阻力得到有效地控制，因此，其運行的功率，能夠得到明顯的降低。

2.2塔式機的沖程沖次

在塔式抽油機的沖程沖次中，塔式抽油機不僅能夠?qū)ρb置進行調(diào)節(jié)，而且通過觸摸屏還能夠?qū)?shù)進行調(diào)節(jié)、顯示，可以達到直觀清楚的目的。觸摸屏能夠?qū)_程沖次進行實時顯示。因此，當發(fā)生故障情況時，可以開啟自動報警功能，同時還能夠?qū)?shù)密碼進行設定，進而能夠有效地防止滑參的情況出現(xiàn)。

2.3塔式機的排液速度

塔式抽油機的排液速度，相比于其他的抽油機，具有更大的優(yōu)勢。塔式抽油機匹配了長沖程的抽油泵，因此塔式抽油機的排量更大。應用塔式抽油機，相比于其他的抽油機，有著更大的優(yōu)勢，一方面，能夠使壓裂液的返排速度得以增快;另一方面，能夠有效地控制儲層受到損害。

2.4塔式機的技術特點

塔式抽油機在采油氣廠的應用，由于其技術特點，因此，塔式抽油機更具有一定優(yōu)勢。在實際的應用中，塔式抽油機的驅(qū)動，應用開關的磁阻電機。因此，其啟動的轉(zhuǎn)矩較大，其啟動的電流比較小，可以進行頻繁地正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，塔式抽油機的可靠性更高。上沖程沖次和下沖程沖次不能對稱，因此，塔式抽油機的節(jié)能效果是最為顯著的，塔式抽油機相比于其他的抽油機，塔式抽油機的換向沖擊力比較小，因此，塔式抽油機能夠使抽油桿產(chǎn)生的斷桿現(xiàn)象得到有效地控制。相比于其他的抽油機而言，塔式抽油機具有運行穩(wěn)定、高精準調(diào)節(jié)配重的優(yōu)勢[2]。

3塔式抽油機節(jié)能分析

3.1用電量分析

對用塔式抽油機的電量進行分析，塔式抽油機具有產(chǎn)液量較高的特點，但是，塔式抽油機的日用電量比較低，通過實際的情況可以看出，塔式抽油機在實際的應用中，其節(jié)電的效果是最為明顯的。

3.2節(jié)能監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

對塔式抽油機的節(jié)能監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，在實際的產(chǎn)液量相當?shù)那闆r下，塔式抽油機具有更大的優(yōu)勢，塔式抽油機系統(tǒng)的效率是最高的，塔式抽油機的單耗較低。相比于其他的抽油機，塔式抽油機的系統(tǒng)效率更高，其單耗較低。

3.3性能對比分析

對塔式抽油機的性能對比進行分析。相比于其他普通的抽油機而言，塔式抽油機具有更大的優(yōu)勢，在實際的運行上塔式抽油機具有更大的優(yōu)點，塔式抽油機的傳動效率更高，因此，塔式抽油機相比于其他的抽油機，更具有平穩(wěn)性能。

4 結束語

作為有桿泵抽油的地面采油氣設備，塔架式抽油機結構簡單，工作可靠，操作、維護方便，還具有運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、可控性好、安全系數(shù)高、附加動載荷小、沖程長、節(jié)能降耗、數(shù)字化銜接綜合效率高等優(yōu)點，是一種較理想的地面采油氣設備，具有較好的應用前景。

參考文獻：

[1]朱改新，馮振國，趙衛(wèi)江.新型智能塔式曳引抽油機[J].裝備制造技術，2018，6（1 ）：33-34.

[2]張雪梅.運用綜合節(jié)能措施降低機采能耗[J].中國石油化工標準與質(zhì)量，2018，3（6 ）：25-26.