趙恩維，寇 泉，雷宗賢

（中國石油川慶鉆探長慶井下技術(shù)作業(yè)公司，陜西西安 710014）

1 油田生產(chǎn)系統(tǒng)中節(jié)能降耗技術(shù)及應(yīng)用

1.1 優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計

在生產(chǎn)、開采過程中，有許多因素會影響油田系統(tǒng)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(chǎn)作業(yè)中必須考慮地面和井下兩方面的因素?？傮w上講，科學(xué)的系統(tǒng)應(yīng)以節(jié)能降耗為目標，不斷優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計，針對可能影響節(jié)能效果的各種因素和參數(shù)進行優(yōu)化改造，以提高整個系統(tǒng)的工作效率，提高節(jié)能降耗的水平。技術(shù)人員提高節(jié)能設(shè)計目標采用桿泵參數(shù)優(yōu)化模型，實現(xiàn)相同效率的能源消耗，以提高油氣生產(chǎn)的產(chǎn)量。與回歸方程法一樣，通過分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，將參數(shù)與實際產(chǎn)量進行比較，獲得可以實現(xiàn)高產(chǎn)量的相關(guān)參數(shù)。

1.2 在油氣生產(chǎn)中大力推廣節(jié)能抽油機

抽油消耗大量能源，因此在生產(chǎn)中必須鼓勵企業(yè)使用節(jié)能類型的抽油機。這種設(shè)備在國外應(yīng)用很廣，如法國的長沖程液壓驅(qū)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(shè)備能耗。驢式雙頭抽油機具有長沖程、低能耗的優(yōu)點，而且有一個側(cè)輪梁泵單元，它是六桿連接結(jié)構(gòu)，也是節(jié)能泵單元，節(jié)能效率比傳統(tǒng)抽油機可以提高30%。此外，彎曲梁泵也是典型的節(jié)能設(shè)備，它是在傳統(tǒng)抽油機基礎(chǔ)上改進形狀和安裝位置，并結(jié)合驢頭式抽油機的優(yōu)點，在生產(chǎn)中節(jié)能效果較好。

2 油田生產(chǎn)中集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗及應(yīng)用分析

2.1 高效率保溫隔熱的應(yīng)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(guān)熱力技術(shù)的支持。但是在開采過程中，使用專門的熱力技術(shù)會明顯增加能耗，因此保溫隔熱技術(shù)就成集輸過程中重要的節(jié)能手段。保溫隔熱技術(shù)可以有效降低能量損失，是提高相關(guān)能源利用效率的重要技術(shù)措施。例如，克恩河油田采用的高效隔熱管技術(shù)，對保持油溫度有著積極作用，并取得較好的節(jié)能效果。

2.2 常溫收集運輸技術(shù)及應(yīng)用

油田油氣資源開發(fā)正進入中后期，如果仍然使用常規(guī)的收集運輸技術(shù)，相應(yīng)地能源消耗將會不斷增加。現(xiàn)在，一些油田企業(yè)推廣應(yīng)用的常溫密封運輸技術(shù)已經(jīng)取得了良好的節(jié)能降耗效果，然而在室溫下收集和運輸技術(shù)卻受到實際外部環(huán)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(huán)境溫度，達到傳輸和處理技術(shù)的應(yīng)用效果，進而可以實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

2.3 高效氣液分離技術(shù)及應(yīng)用

氣液分離是油氣資源開發(fā)中的重要環(huán)節(jié)，并且氣液分離的質(zhì)量直接影響油氣資源的脫水效果，有很好的節(jié)能降耗效果，其中緊湊型高效分離器有突出的應(yīng)用優(yōu)勢。例如，挪威石油開發(fā)的氣液管式旋風分離器具有高效、流動性好和體積小等優(yōu)點，更適合于深水油氣開發(fā)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(jié)能降耗技術(shù)與油田熱力系統(tǒng)應(yīng)用分析

3.1 節(jié)能加熱爐技術(shù)及其應(yīng)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(yīng)用效率直接影響油田的節(jié)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(yīng)根據(jù)主要的影響因素如燃燒器、空氣系數(shù)和爐體熱量分布，來評估加熱爐設(shè)計的優(yōu)化和改進。為進一步改進加熱爐燃燒器的相關(guān)優(yōu)化設(shè)計，在實際工作中應(yīng)采用高效節(jié)能的燃燒器，并改進和優(yōu)化空氣系數(shù)，以支持所輻射方向的熱量，并且廢熱回收技術(shù)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(zhì)爐。相變加熱爐和真空加熱爐的應(yīng)用，可以改進的高效加熱爐，并且加熱爐不僅工藝穩(wěn)定、安全可靠，而且節(jié)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(lián)產(chǎn)技術(shù)及其應(yīng)用

熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)因具有環(huán)境保護和經(jīng)濟性相關(guān)特性，被越來越多的油田企業(yè)所接受和應(yīng)用，國外一些國家甚至頒布法律以促進其不斷發(fā)展，這也促進了熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)更廣泛的應(yīng)用。目前熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)已成為石油天然氣生產(chǎn)企業(yè)工藝中的有效應(yīng)用，是實現(xiàn)節(jié)能降耗總體戰(zhàn)略目標的主要有效途徑。與熱電分產(chǎn)相比，CHP（Combined Heat and Power，熱電聯(lián)產(chǎn)）技術(shù)的節(jié)能效果明顯。在國內(nèi)外油田的油氣資源的應(yīng)用效果也已為人們所接受，因此CHP 技術(shù)為現(xiàn)代化油田企業(yè)提供了更具經(jīng)濟效益的發(fā)展目標和節(jié)能效果[2]。

4 節(jié)能降耗技術(shù)與油田系統(tǒng)應(yīng)用分析

4.1 無功補償技術(shù)

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

4.2 變頻技術(shù)

隨著變頻技術(shù)的快速發(fā)展，特別是調(diào)速變頻技術(shù)的廣泛應(yīng)用，該技術(shù)已成功應(yīng)用于油田的抽油機和油泵等設(shè)備，達到降低設(shè)備相關(guān)動力損耗的目的。將變頻技術(shù)應(yīng)用于抽水井后，節(jié)能率可以達到22%，效果明顯。在油田企業(yè)，潛水電泵采用變頻技術(shù)使能源利用率得到明顯提高，節(jié)約能源的同時也提高了油田企業(yè)的整體經(jīng)濟效益。但是當前大多數(shù)驅(qū)動器是通用型的驅(qū)動器，它們的適應(yīng)性和可靠性有些不足，這在一定程度上影響了變頻技術(shù)在油田電力轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用，但是仍然可以看到變頻技術(shù)在油田系統(tǒng)中的節(jié)能效果，變頻技術(shù)的應(yīng)用將是油田能源系統(tǒng)研究的重要工作方面。

4.3 其他節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用

除了上述兩種技術(shù)外，還有很多技術(shù)可用于油田的節(jié)能降耗。例如，直接驅(qū)動螺桿泵技術(shù)通過永磁電動機直接驅(qū)動螺桿泵，減少機械和皮帶減速機的應(yīng)用，達到減少抽油能耗的目標；現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)還實現(xiàn)了智能油田管理。通過信息系統(tǒng)的有效應(yīng)用，可以及時共享油田開采相關(guān)系統(tǒng)中的各種資源，有效利用信息系統(tǒng)促進油田經(jīng)濟效益和能源效率的提高。在現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展中，太陽能技術(shù)在國內(nèi)外的各領(lǐng)域應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，油田企業(yè)也可以利用太陽能技術(shù)來加熱原油收集和運輸原油。

4.4 減少發(fā)電中的能源消耗

在發(fā)電階段，相關(guān)部門需要考慮使用可再生能源和低能耗的發(fā)電機組?？梢钥紤]使用風能、太陽能和其他可再生能源。使用火力發(fā)電時，選擇易燃的燃料作為發(fā)電的原料，以達發(fā)電效率。如果使用發(fā)電機發(fā)電，應(yīng)合理的提高油田采油發(fā)電機的工作效率，減少相關(guān)燃料的消耗。應(yīng)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(yīng)根據(jù)生產(chǎn)要求選擇合適容量的變壓器。變壓器電源的穩(wěn)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(yīng)調(diào)整變壓器的使用數(shù)量，提高變壓器的工作效率。還可以使用并聯(lián)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(tài)，這樣有助于維持和提高變壓器的穩(wěn)定性，并確保變壓器運行的效率。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著國內(nèi)外油田開發(fā)力度和范圍的不斷增加，促進現(xiàn)代油田企業(yè)的可持續(xù)綠色發(fā)展。為了提高油田生產(chǎn)運營效率，油田企業(yè)相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)注重節(jié)能降耗技術(shù)在田機械中的應(yīng)用，并且技術(shù)開發(fā)人員需要對節(jié)能降耗進行不斷的深入研究和運用，為我國油田企業(yè)的油田開采奠定堅實的基礎(chǔ)。