液压抽油机的适应性分析与应用

液压抽油机的适应性分析与应用

摘要：海洋要占地球总面积的2/3以上，而且世界上的石油资源有相当大的

一部分也是储存在海洋中的，目前已知的石油资源中就有四分之一在海洋中，而

目前可开采的石油中有45%都来自海洋。因此未来的石油开采中心必然会转移到

海洋石油的开采上。为了提高海洋油田的采收率，需要开发新的采油设备。通过

对海上采油环境和海洋平台的调查，液压抽油机以其体积小、质量小、占地面积

小的特点。成为海洋抽油发展方向的研究热点。

关键词：液压抽油机；平衡方法；适用性

1有单独平衡的液压抽油机的分析

有单独平衡重的液压抽油机主要有法国的MaPe型滚筒式长冲程液压抽油机

和美国WGCO公司的液压驱动抽油机。其中，法国的长冲程液压抽油机主要采用

了高机架机构，可以进行小修的任务，例如进行下抽油杆柱的工作。另外，该抽

油机为立式结构，因此其占地面积较小，可以在丛式井或者是稠油地区进行开采。但是由于该抽油机的重量较大，因此不适合在海洋平台上应用。而美国WGCO公

司生产的液压抽油机具有优异的手动、微动和自动操作功能，而且其结构低矮，

尺寸较小，负载较低，使用寿命较长。同时对降低抽油杆和油管之间的磨损具有

非常好的效果。

2无单独平衡的液压抽油机的分析

无单独平衡重的液压抽油机主要有靠油管柱平衡、靠蓄能器平衡以及靠平衡

液压缸和蓄能器共同平衡三类，下面将分别就这三种类型来进行分析。

图1美国WGCO生产的液压抽油机

2.1靠油管柱来平衡的液压抽油机

首先是靠油管柱平衡的，当前靠油管柱平衡的液压抽油机主要是前苏联开发的ATH型液压抽油机，该类型的液压抽油机没有附加的平衡重，有效地提高实际冲程长度，以及抽油效率。但这种抽油机直接安装在井口上。容易破坏井口结构引发事故，所以在抽油机的设计中应尽量避免直接坐在井口上的设计模式。

2.2靠蓄能器来平衡的液压抽油机

这种液压抽油机主要有加拿大Curtis Hoover公司的抽油机、功率回收型、二次调节静液传动型和海上采油平台等四种形式的液压抽油机。

1.

加拿大CurtisHoover公司的液压抽油机采用气囊式的蓄能器，其中固态电路系统以及电磁限位传感器对消除运动部位的磨损非常有效，而且该液压抽油机结构简单、安装方便、质量较小、体积小、成本低，但这种抽油机和前苏联开发的ATH型液压抽油机有一样的缺点，就是都安装在井口位置，会破坏井口结构，且影响修井作业。

2.

功率回收型液压抽油机是由浙江大学研发的一种新型无游梁式液压抽油机，功率回收型液压抽油机采用变量泵一马达驱动，将平衡问题归人功率回收问题来考虑，将重力势能和换向时的制动能回收再利用，工作效率高；但是，对变量泵一马达的要求很严格，导致制造成本和难度增加。

3.

二次调节静液传动型是由哈尔滨工业大学开发的新型液压抽油机，其具有节能、安全和高效等优点，可以回收利用负载的重力势能，同时降低安装功率，对冲程和冲次进行无级调节，尤其是在发生井下卡泵现象时，可以自动保护采油设备。

4.

海上平台液压抽油机是由浙江大学和胜利油田共同研制的一种适用于海上平台的液压抽油机，采用全液压式换向控制回路及蓄能器式闭式回路。海上采油平台面积有限因此这种类型的液压抽油机非常适用，但这种类型的液压抽油机中液压回路非常复杂，导致其生产成本较高，无法实现大规模的生产。

2.3靠平衡液压缸和蓄能器来平衡的液压抽油机

1.

宽带液压型的动力传递是从变量液压泵到液压缸再到动带轮自后到宽胶带，具有结构简单，功率回收率高等优点，同样适用于滩涂和海上平台以及山区等地方。同时该类型的抽油机在结构上进行了优化改进，其主要结构包括了动力传动系统、平衡系统、保护系统、换向系统等。

2.

新型节能变频闭式是浙江大学研发的，该类型的液压回路主要是由主液压和蓄能器两条回路组成的变频闭式油路。同时采取了液压配重，结构简单，质量以及占地面积都得到了较大的降低，因此可以在滩涂和海上平台以及山区等地方进行应用。该类型的液压抽油机结构图见图2，其工作原理为上冲程时，变频电机驱动双向液压泵向液压缸I腔内供油，然后活塞杆下移，导致液压缸Ⅲ腔的体积减小，油液由双向液压锁流向双向液压泵，补油泵向Ⅲ腔供油，活塞杆下移，滑轮组带动光杆上移，从而完成上冲程。此时，变频电机反转，双向液压泵反响供油，油液流入Ⅱ腔，从而I腔回油，活塞杆上移，光杆下移，完成下冲程，与此同时Ⅲ腔内的油液进行蓄能器能量储存。

图2新型节能变频闭式液压抽油机系统结构原理图

1.

新型电液比例控制型的液压抽油机是由辽河油田和浙江大学共同研发的，应用了新型的复合式液压缸，采用了液压配重以及比例控制等技术，该液压抽油机结构紧凑、占地面积小、适用范围广泛，尤其是在长冲程低冲次大负载的作业情况下尤其适用。

2.

组合液压缸节能液压抽油机是烟台大学与山东康达喷油泵有限公司共同研发的一种液压抽油机。该抽油机采用了特殊结构的组合液压缸和蓄能器，能够回收抽油杆下行时释放出来的重力势能．在抽油杆上行时重新利用，具有显著的节能效果。但是从受力的角度来分析，活塞杆受力不对称，存在液压缸和活塞偏磨的问题。

3结语

通过对国内外液压抽油机现状的调查，以及对海上采油抽油机要求的了解，发现现有的液压抽油机由于各种各样的自身存在的缺点均不能满足海上采油的需要，所以设计一种适合海上采油的抽油机具有重大意义，要求液压抽油机占地面积小、且质量小、冲程长、冲次低、节能高效等，这些都需要各科学研究机构和油田公司共同努力，来促进液压抽油机的发展。

参考文献

[1]薛鑫，綦耀光，余炎群，等.液压抽油机的适应性分析与应用现状综述[J].机床与液压，2016(10).

[2]李振河，宋锦春.一种新型节能液压抽油机的设计与分析[J].机床也液压，2016(13).