油田抽油机的现状及节能方式综述

油田抽油机的现状及节能方式综述

作者：彭超

来源：《名城绘》2020年第05期

摘要：抽油机井在我国占到了油井总数的百分之八十五以上，其不仅是油田石油开采过程中的常见机械设备，也是最重要的开采机械设备，如今抽油节能已经逐渐成为了油田节能的重要方面之一。随着能源的日益减少，抽油机节能的战略意义越来越重要。文中对抽油机技术现状进行介绍，分析了抽油机能耗高的原因，探讨了节能型电动机、节能配电箱及变频控制技术，对提升机采系统效率、降低能耗具有重要意义。

关键词：抽油机;技术现状;能耗分析;节能技术

引言

抽油机设备是油田生产中的基本组成部分，尤其是油田开采进入中后期，油井自产能力不足，需要机械动力进行抽取。就目前来说，抽油机在国内占全部油井的含量较大，在能源需求量日益正大的现代社会，抽油机设备的工作效率直接决定了原油的产能，并影响国家经济战略的发展。对油田抽油机工作性能现状进行分析，找出问题所在，并从企业层面提出解决应对的方法，是摆在我国油田企业面前的重要课题。

1 油田抽油机的现状

随着社会对于石油能源资源的需求量的不断增大，石油工作者不得不在现有的基础之上不断加大对于油田的开采力度。其中提高油田抽油机的工作效率就是其中重要的一个环节。在当今社会，油田抽油机的工作效率较之前有了很大程度的提高，在最大程度上满足了市场的石油需求，但总体来讲其工作效率仍然偏低。据统计，当前我国抽油机的工作效率平均只有12%～13%，即使在一些技术较为先进的地区工作效率也仅为30% 左右，较一些世界发达国家的水平还具有很大的差距。

能耗较大是当前油田抽油机面临的重要问题。在当今社会中，我国抽油机的工作主要是依靠机械采油的方式来进行。在机械运转的过程中，会消耗更多的其他能源资源，如电能等，而其中70% 的能源资源消耗都与抽油无直接的联系。因此，要提高油田抽油机的工作效率，必须要减少能源资源的消耗。空抽现象也是当今油田抽油机所面临的问题之一。空抽主要是指抽油机的抽油量未能完全达到其设定的相应标准，致使抽油机的工作出现空闲。然而，这是当今油田抽油机普遍会出现的现象。因为作为油田的产量要真正的满足社会的需求，就需要按照抽油机的最大产量来设置其工作的标准，甚至还会设有一定的余量，而在抽油的过程中，随着

抽油量的不断增加，油面会不断下降，当油面下降到一定程度的时候必然会使抽油机陷入一定的空抽状态，进而也会造成资源的严重浪费，导致抽油机的工作效率低下。

设备老化也逐渐成为油田抽油机工作效率低下的重要因素之一。随着石油工业的迅速发展，抽油机在不断为人们抽取能源资源的同时，其设备也在不断的老化，再加上工作人员对其保养和维修工作并不十分到位，因此也严重影响了工作效率的提高。

油田抽油机是保证是油产量的重要设备，因此，研究其面临的现状，分析其存在的问题，并根据其存在的问题提出具体的有针对性的解决措施势在必行。尤其对于节约能耗，进而提高工作效率更是尤为关键。

2 抽油机节能的理论方法

一般来说，要想提高抽油机的系统效率，达到节约能源的目的，有两个途径，一是增加系统的有效功率，二是减少损耗功率。通过对抽油机的工作原理进行分析，我们得出了四点可以有效提高抽油机节能性能的方法：

2.1推广使用更多节能型的抽油机和电动机

目前，我国大部分才有企业所使用的节能型抽油机主要包括异相曲柄平衡抽油机、异型游梁式抽油机和宽带机以及高滑差电机、双速电机等，几种抽油机的性能不一，但都具有一定的节能作用。

2.2 对有杆抽油系统进行更加优化的设计

通过对油井实际选择机、杆以及泵相关参数的分析，促使有杆抽油系统满足油井的生产要求。一方面对已经投产的井抽参数进行详细的筛选，在满足生产要求的条件下，合理的设计抽汲参数;另一方面应对新投产的油井系統进行优化设计，使其能够在满足生产需要的条件下，尽量做到节能。

2.3 加强对抽油机的科学化管理

应定期检查抽油机的传动装置，提高地面传动部分的工作效率。同时，对于油气比较高的油井应采取适当的方法加大泵的沉没度，并加装油气分离器和定期放套管气措施，从而促使泵的充满系数提高，使抽油机保持较高的平衡度。

2.4解决抽油机电动机的欠载问题

应对抽油机电动机的负载进行严格的控制，使其负载率保持在β=0.75 左右，从而达到采油效率的最大化。

3 油田抽油机节能策略研究

3.1提高抽油机功率

可采取改善电动机性能的方式，实现抽油机节能高效。例如，可以采用双功率发动机，这种方法可以在单位时间内发挥更大的抽油效果。但前提是必须做好发动机之间的配合，否则反而会消耗更多的电能。或者增加蓄能器，提高转动惯性，维持动能平衡，也可以利用电容器做功率补偿。简单地说，要提高抽油机的功率，主要包括三个方面的内容：其一，人为地改变电动机的机械性能，即针对电源频率做出调整，实现负荷特点的柔性配合。其二，设计改良抽油井所使用的节能型电动机。其三，提高电动机的符合率和功率因数;这三方面因素都具有很好的效果，但也同样都有一定的瑕疵。如新型抽油机发动机设计，需要的科研投资费用较大，周期较长。

3.2 改进抽油机结构

现有的抽油机结构决定人工的参与度较高，而人工操作的方式费时费力、误差较大，因此可以加入电流传感器装置，这也是目前最有效、最节约成本的方式，即引入间抽控制器。同时，变频技术也是很好的解决方案，可以有效地调节抽油泵的排量以及油井渗透能力，使之相适应;此外，改进抽油机结构的方法还包括改进皮带传递方式，选用传动效率高的传动方式，如窄V 带和同步带，其传动比准确，不打滑，同时保持皮带大小轮四点一线，以及皮带合理张进度，也是降低功率损耗的重要方面。

抽油机的结构是影响抽油机才有效率的重要因素，在对抽油机进行节能优化时，也可以选择改变抽油机的四连杆机构，通过优化相关尺寸配比，以降低抽油机的转矩因数，从而降低抽油机的工作转矩及其波动，实现节能。

4总结

随着油田持续开采，生产规模不断扩大，节约能耗、降低生产成本成为油田面临的重要课题。抽油机作为油田最主要的耗电设备，加强节能型抽油机的研究具有重要意义，必须结合油田生产实际，研究具有自动化、智能化、长冲程、大载荷及精确平衡的抽油机，为油田节能降耗、深入挖潜做出新的贡献。

参考文献：

[1]辽河油田抽油机选型及运行参数优化研究[D]. 范禹.东北石油大学2017.

[2]电机系统节能在游梁式抽油机上的使用[J]. 黄先锋，宿伯萍.电机与控制应用.2016（08）.