抽油机节能改造方式应用研究

抽油机节能改造方式应用研究

作者：江俊郴

来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第17期

[摘要]以常规游梁式抽油机机型为基础，研究改型，开发具有结构简单、维修方便、能耗较低等优点的节能型抽油机。针对新疆油田日趋老化，井况复杂，采油成本增高，以及在用常规游梁式抽油机能耗大，机型陈旧，不能适应油井深抽工艺需要的现状，对在用的能耗高的旧常规游梁抽油机进行技术改造，是当前降低抽油机能耗的一个首要任务。将旧机改造成调径变矩抽油机，为油田旧抽油机节能改造提供了一新途径，经现场实践，调径变矩抽油机改善了抽油机的运动特性和动力特性，降低了功耗；充分利用原机的构件，优化关键部位，使各构件受力合理，并具有较合适的安全系数，节能效果显著，运转平稳，管理方便。

[关键词]游梁式抽油机节能降耗技术改造

抽油机采油是老油田生产的主要手段，百口泉油田抽油机井占机采井的96%以上。我国原油开采的成本一直比国外高，其中机械采油的成本比重很大，因此采用新机型直接降低电耗成本和维修费用，是降低原油开采成本的主要措施。另外，过去油田增产的主要方法是增加井位，而增加井位必须增加总电容量。所以在油田总电容量一定或不易增容的情况下，寻求单机电耗降低的节能型抽油机是唯一途径。节能改造的主要特点继承和保留了原常规游梁式抽油机的全部设计和可靠耐用等特点，而且减少了减速箱的峰值扭矩和负扭矩，使抽油机的性能得到很大的改善，维护费用较常规游梁式抽油机低35%，该机适用于新机制造，更适用于对大量现场使用的常规游梁式抽油机进行节能、升级改造。

1常规游梁式抽油机机械能耗分析

目前我厂稀油老区常规游梁式抽油机的改造方式主要是调径变矩节能改造。改造的主要机型为CYJY10-3-53HB型抽油机，该机型结构简单，操作方便，经久耐用。长期以来仍然是油田生产的主要举升设备。目前我厂老区大多数为常规游梁式抽油机。但常规游梁式抽油机存在能耗高，调参占产时间长，维护强度大等缺点，经测试对比，运行状况如下：

1.1平衡特性差

常规游梁式抽油机的平衡率仅达到70—85%。

1.2常规游梁式抽油机能耗分析

百口泉油田抽油机井机械能耗按照生产井的产量、液面、冲次、泵效、有功功率等进行对比，测得的28口井平均值结果见表1。

（1）从统计分析中看出常规游梁式抽油机采用曲柄平衡方式，所配备的电机额定功率为30Kw，减速箱峰值扭矩高，启动电流大。以测得10型抽油机节能改造前为例，电动机的发电功率为2.6，自然功率因数平均小于0.40。

（2）抽油百米吨耗0.912kWh/吨.液，效率较低、单耗较高。

（3）抽油系统效率为29.9%，抽油地面效率66.1%。因此通过抽油系统节能改造技术可以降低抽油机机械能耗。

2现场实施及效果

2.1提高抽油机效率，降低能耗研究思路

在保证油井供采协调的前提下，实现产量、效率、寿命三者的协调统一，降低机械能耗，延长设备使用寿命。

2.2常规游梁式抽油机节能改造方法

目前新疆油田公司常规游梁式抽油机节能改造方式主要有三种，一种是下偏杠铃复合平衡改造方式，二是双驴头悬挂偏置节改造方式，三是下偏游梁平衡改造方式。

2.2.1下偏杠铃复合平衡改造方式

2002年，油田公司抽油机制造厂家先后对常规12、14型抽油机进行了节能改造试验，采用游梁增加下偏杠铃平衡锤的改造方案，更换了电机和配电箱。改造后通过调整下偏杠铃重量来调整平衡，取得了一定的节能效果。

2006年，对常规10型抽油机进行了节能改造，采用图示双驴头改造方案，增加平衡驴头、平衡箱、支撑装置，更换曲柄、电机和配电箱，对原机支架、底座、刹车装置进行了改造。改造后通过调整平衡箱内平衡块重量来调整平衡，平衡调节非常方便；平衡效果好，节能效果明显。该方案改造不能在现场实施，工作量大，费用高。

2.2.3下偏游梁平衡改造方案

常规游梁式抽油机进行下偏游梁平衡节能改造，是采用下偏平衡的原理，改变原机的平衡方式，通过更换曲柄，在游梁尾部加装吊臂和配重箱，将曲柄平衡改为调径变矩游梁平衡。使平衡扭矩变化曲线最大限度地吻合负载扭矩曲线，从而得到平稳、低峰值的净扭矩曲线，降低了减速器和电动机的扭矩，降低抽油机运行电流，实现节能。

2.2.4几种改造方案对比

通过以上对比，各种改造方案均能达到节能降耗、提高设备本质安全的改造目的。下偏杠铃复合平衡和下偏游梁平衡改造方式改造费用低；双驴头结构节能改造费用相对高（表5）。

3几点认识

3.1平衡方式改变，提高了抽油机承载能力

10型抽油机节能改造由曲柄平衡改为游梁平衡，改变了抽油机中轴、尾轴、曲柄销的受力结构，使整机承载力提高。

3.2降低电机配置功率，节约能耗

降低了悬点负荷的峰值，减速箱的净扭矩曲线变得平滑，从而降低电机配置功率，达到节能降耗的目的。

3.3机电合理配置，节能效果显著

抽油地面系统改造和配置中某个单项技术的应用在一定条件下也可以减少能耗，但其功效往往受多因素制约，要达到最好的节能效果，关键在于抽油机、电动机、配电箱、变压器的合理配置，才能达到地面抽油系统整体节能效果。

3.4加强日常管理，体现节能效果

抽油机是否节能取决于抽油机的平衡度，为使节能机真正达到节能效果，加强抽油机调平衡管理是日常管理中的主要措施。

3.5冲次一般采用6次以下生产

下偏游梁平衡改造方式因平衡力臂较长，高速运行时平衡力臂会有轻微振动，影响到横梁连杆的稳定性，因此冲次一般采用6次以下生产。