淺析油田開采中抽油機(jī)節(jié)能技術(shù)的研究運(yùn)用

趙娜娜

[摘 要]隨著各行業(yè)對(duì)石油需求量的進(jìn)一步增大以及過去對(duì)自然資源的“破壞性”開發(fā)，使得目前石油開采的困難程度不斷增大。因此，為了提高原油產(chǎn)量與質(zhì)量，同時(shí)達(dá)到節(jié)能減排的要求，研發(fā)新的節(jié)能控制技術(shù)勢(shì)在必行，本文試圖在現(xiàn)有抽油設(shè)備入手，通過了解抽油機(jī)的各項(xiàng)機(jī)能，并研究其設(shè)備節(jié)能性的改造，在提高抽油機(jī)工作效率與使用壽命的同時(shí)，達(dá)到節(jié)約資源，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。

[關(guān)鍵詞]油田生產(chǎn)；抽油機(jī)；節(jié)能控制技術(shù)；研究運(yùn)用

中圖分類號(hào)：TE933.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）15-0385-01

當(dāng)下國內(nèi)各大主要油田對(duì)原油的開采方式多集中在機(jī)械采油方面。機(jī)械采油方式又可以分為抽油機(jī)采油、螺桿泵采油以及電泵采油。其中抽油機(jī)采油在當(dāng)下的油田開采作業(yè)中的應(yīng)用廣泛，成為了開采裝備中必不可缺的一項(xiàng)內(nèi)容。但隨著開采難度的加大以及浪費(fèi)資源現(xiàn)象嚴(yán)重，傳統(tǒng)的抽油機(jī)因自身需要高速運(yùn)轉(zhuǎn)，使得起動(dòng)沖擊大，運(yùn)行耗能多，繼而造成效率過低、出現(xiàn)斷桿、燒電機(jī)等諸問題。因此，降低現(xiàn)有的抽油機(jī)能耗，開發(fā)關(guān)于抽油機(jī)節(jié)能技術(shù)的相關(guān)運(yùn)用，不僅能夠延長(zhǎng)抽油機(jī)的使用壽命，而且也會(huì)為油田的生產(chǎn)節(jié)約大量成本，進(jìn)一步提高油田經(jīng)濟(jì)效益。

一、抽油機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

抽油機(jī)使用距今已經(jīng)超過了100多年，我國自20世紀(jì)50年代以來，所使用的抽油機(jī)多數(shù)為前蘇聯(lián)的游梁式抽油機(jī)。隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國工業(yè)水平也在逐步穩(wěn)定的發(fā)展提高，到80年代，我國在抽油機(jī)的使用方面，已逐步將前蘇聯(lián)的外表設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)功能全部完成了國產(chǎn)化，也逐步發(fā)展起了自己的品牌，可以說這是我國石油在開采作業(yè)與生產(chǎn)發(fā)展的極大突破。

近年來的抽油機(jī)發(fā)展趨勢(shì)主要邁向了可靠性、經(jīng)濟(jì)性和發(fā)展性的方向，并逐漸地能夠適應(yīng)日益增大的工作量以及高效的工作要求，縮小了了工作的變化范圍與形式，進(jìn)一步提高了工作性能。不僅如此，隨著技術(shù)的不斷精進(jìn)，機(jī)器體積也進(jìn)一步縮小，更加節(jié)能環(huán)保，在維持高性能的基礎(chǔ)上再次擴(kuò)大了適用范圍，降低了對(duì)環(huán)境的適應(yīng)要求，強(qiáng)化了遠(yuǎn)程控制與自測(cè)能力的檢測(cè)。

二、采油系統(tǒng)節(jié)能控制技術(shù)應(yīng)用必要性

我國石油開采作業(yè)中，最為常見的是使用常規(guī)游梁式抽油機(jī)，這種開采方式最終形成的油量能夠占到全部機(jī)械采油油量的百分之八十以上。使用這種抽油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有很多，例如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、可靠性高、耐久性好、維修方便等特點(diǎn)，但也正是這些特點(diǎn)同樣也使得常規(guī)游梁式抽油機(jī)在采油作業(yè)中容易出現(xiàn)載荷率低、效率低和能耗大等缺點(diǎn)，由于我國百分之九十以上的油井在進(jìn)行開采作業(yè)中均需要抽油機(jī)采油，使得抽油機(jī)能耗占到了采油成本的百分之四十以上，浪費(fèi)了大量的物力與財(cái)力。

另外，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種新型抽油機(jī)也不斷涌現(xiàn)在市面上，例如國產(chǎn)數(shù)控抽油機(jī)、鏈條式抽油機(jī)、液壓抽油機(jī)等，雖然這些新型抽油機(jī)為油田企業(yè)的開采作業(yè)提供了多種選擇性，但它們也多多少少也有一些缺點(diǎn)，象是價(jià)格較傳統(tǒng)機(jī)型更為昂貴、性能的不確定性、后期維修保養(yǎng)系統(tǒng)不完善以及操作技術(shù)要求高等，這些問題也使得新型機(jī)型無法得到進(jìn)一步的推廣使用。因此，在進(jìn)行新機(jī)型的研發(fā)過程中要注重對(duì)節(jié)能技術(shù)的研究運(yùn)用，在能夠降低采油作業(yè)成本的同時(shí)，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，做到國家對(duì)節(jié)能減排的要求。

三、抽油機(jī)節(jié)能控制技術(shù)的研究運(yùn)用

（一）進(jìn)一步改進(jìn)抽油機(jī)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式

主要是指對(duì)抽油機(jī)四桿機(jī)構(gòu)以及抽油機(jī)平衡方式進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，通過改變抽油機(jī)曲柄軸的凈扭矩曲線，來滿足負(fù)扭矩降低的目的，從而使扭矩波動(dòng)較之過去更為平穩(wěn)，降低抽油機(jī)周期載荷系數(shù)，提高電動(dòng)機(jī)的工作效率，最終完成節(jié)能的要求。這種利用改進(jìn)抽油機(jī)結(jié)構(gòu)的方式而形成的新一代節(jié)能機(jī)型，包括有異相曲柄平衡抽油機(jī)、漸開線抽油機(jī)、雙驢頭抽油機(jī)、直線電機(jī)式抽油機(jī)、前置式抽油機(jī)等，這種新型節(jié)能機(jī)型不僅能夠延續(xù)傳統(tǒng)游梁式抽油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，還降低了能源損耗率、提高系統(tǒng)效率等。

（二）加快研發(fā)電機(jī)定子繞組調(diào)壓控制技術(shù)

從傳統(tǒng)游梁式抽油機(jī)的裝機(jī)功率來看，由于技術(shù)有限，使得功率過大導(dǎo)致啟動(dòng)后的負(fù)荷運(yùn)用，實(shí)驗(yàn)表明，游梁式抽油機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下，其工作的功率僅為裝機(jī)功率的三分之一左右，造成了大量能源的消耗浪費(fèi)。針對(duì)這種現(xiàn)象需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)壓，可以繼電接觸器來對(duì)抽油機(jī)的電動(dòng)機(jī)定子繞組進(jìn)行切換，從而滿足降壓節(jié)能的效果。此外，由于抽油機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的需求量大，因此在啟動(dòng)過程張可以將定子繞組接成三角形，在正常工作時(shí)，可以改變定子繞組的變接方式為星接法，通過改變電機(jī)定子繞組的接法來實(shí)現(xiàn)減壓的功能，降低資源的損耗率。

（三）節(jié)能控制裝置的研發(fā)利用

目前關(guān)于節(jié)能的控制裝置一般分為兩種，變頻控制裝置以及電能跟蹤回饋裝置。所謂變頻控制裝置也就是說可以通過改變電源頻率的方式來降低電機(jī)轉(zhuǎn)速和功率，從而進(jìn)一步改善電網(wǎng)環(huán)境，再一次實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)，達(dá)到降低能耗的目的。但這一裝置的缺點(diǎn)就在于當(dāng)頻率降低時(shí)，沖次量降低，從而影響油井的產(chǎn)量。

電能跟蹤回饋裝置是指使用晶閘管調(diào)壓調(diào)流控制技術(shù)，同時(shí)利用集成控制模塊動(dòng)態(tài)，來對(duì)電機(jī)的電壓與電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，使電流在抽油機(jī)工作狀態(tài)下始終保持正常值，以此確保電機(jī)的輸出功率與負(fù)荷需求的匹配。這種裝置的最大優(yōu)點(diǎn)就在于能夠利用自動(dòng)跟隨控制，可以在不減少抽油量的前提下繼而來實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

四、結(jié)語

隨著工業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展，各行業(yè)對(duì)石油的需求量也在逐步上升，如何對(duì)油田的開采作業(yè)做到更加高效、環(huán)保的作業(yè)成為各油田企業(yè)發(fā)展面臨的重要課題。抽油機(jī)作為開采過程中的重要裝置，對(duì)其節(jié)能技術(shù)的研究更成為重中之重，從而進(jìn)一步滿足日益企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

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