節(jié)能降耗技術(shù)在機(jī)械采油中的應(yīng)用

張 濤 董蘭玉

（玉門油田公司 老君廟采油廠，酒泉 735200）

石油資源是工業(yè)發(fā)展必不可少的戰(zhàn)略資源，為了提高石油產(chǎn)量，我國(guó)一直采用機(jī)械采油的方式進(jìn)行石油開采。在實(shí)踐生產(chǎn)中，人們發(fā)現(xiàn)，雖然機(jī)械采油的采油效率比較高，但是能耗也隨之升高，這就導(dǎo)致石油開采的成本居高不下。近年來(lái)，隨著綠色開采理念的普及，節(jié)能降耗技術(shù)在降低石油開采成本中起著越來(lái)越重要的作用，加強(qiáng)節(jié)能降耗技術(shù)在石油開采中的應(yīng)用，不僅在微觀層面有效地維護(hù)了石油企業(yè)的利益，也從戰(zhàn)略上維護(hù)了國(guó)家的能源安全。

1 機(jī)械采油的能耗分析

機(jī)械采油的過(guò)程就是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而采油設(shè)備中的大部分都屬于電氣設(shè)備，因此能耗主要指對(duì)電能的消耗。從國(guó)家采油設(shè)備的裝機(jī)總量來(lái)看，雖然機(jī)械采油系統(tǒng)只占采油總設(shè)備數(shù)量的三分之一，但是用電量占總用電量的二分之一。由此可以看出，機(jī)械采油的能耗問(wèn)題是非常值得研究的。由于節(jié)能降耗設(shè)備在我國(guó)采油行業(yè)中沒有得到很好的應(yīng)用，設(shè)備更新率不足，導(dǎo)致單位能源產(chǎn)品產(chǎn)量的能耗水平還是比較高。

2 幾種節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用

隨著國(guó)家綠色能源政策的出臺(tái)和國(guó)家對(duì)能源結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，近年來(lái)，在能源革命和環(huán)保節(jié)能思想的影響下，一批油氣開采方面的新型節(jié)能技術(shù)企業(yè)誕生，其推出的節(jié)能降耗技術(shù)在油氣開采行業(yè)中也逐漸得到應(yīng)用，這里介紹幾種主流的應(yīng)用技術(shù)。

2.1 螺桿泵采油技術(shù)

傳統(tǒng)的采油方式是使用抽油機(jī)進(jìn)行采油作業(yè)，抽油機(jī)的體積比較大，油耗高，價(jià)格不菲，污染較大，更多的采油企業(yè)已經(jīng)開始淘汰這種落后的系統(tǒng)。而螺桿泵采油技術(shù)具有體積小、價(jià)格低廉、維護(hù)簡(jiǎn)單、效率高產(chǎn)、使用方便和污染少的特點(diǎn)，在機(jī)械采油行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，前景看好。

螺桿泵的工作方式是可調(diào)節(jié)的，其結(jié)構(gòu)構(gòu)成是，通過(guò)螺桿與襯套組成一個(gè)嚴(yán)密的封閉式密封腔體，在抽取石油的過(guò)程中，操作人員可根據(jù)地下油層的供油能力來(lái)設(shè)定轉(zhuǎn)子的速度，使其運(yùn)行符合開采需求，從而達(dá)到降低用電量的目的。根據(jù)實(shí)踐反饋數(shù)據(jù)，該設(shè)備開采同等容量的石油，耗電量只有傳統(tǒng)抽油機(jī)的2/3，這樣就有效降低了開采成本。

螺桿泵比較適合稠油、含砂量高和含氣量較高的油井的開采。對(duì)于傳統(tǒng)抽油機(jī)來(lái)說(shuō)，在這樣的條件下進(jìn)行開采，容易造成井口氣鎖問(wèn)題，而螺桿泵的攜砂性能較好，不會(huì)泄露原油，這就使得該技術(shù)的適用性大大增強(qiáng)，更容易被采油企業(yè)所接受。

2.2 間歇采油技術(shù)

油氣資源的分布不均勻?qū)е铝擞途蜌赓Y源存儲(chǔ)的不均衡，這就要求在開采石油資源的過(guò)程中，必須視情況采取不同的開采技術(shù)。對(duì)于產(chǎn)量較低的油井，為保證開采工作的順利推進(jìn)，避免對(duì)油氣資源造成較大浪費(fèi)，人們研發(fā)出一種新型的開采技術(shù)，即間歇式開采技術(shù)。這種技術(shù)又分為兩種：活動(dòng)式螺桿泵間歇采油技術(shù)和提撈采油技術(shù)。

2.2.1 活動(dòng)式螺桿泵間歇采油技術(shù)

該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可以減少原油輸送環(huán)節(jié)，避免傳統(tǒng)抽油機(jī)復(fù)雜的油氣輸送處理環(huán)節(jié)，降低了耗電量。該技術(shù)的具體實(shí)施過(guò)程為：在井下通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)與螺桿泵的井口驅(qū)動(dòng)部分相連，在井上使用拖拉機(jī)動(dòng)力將原油從井下吸取傳送到油罐車油罐中，油罐車直接將原油送至油品處理基站進(jìn)行處理，通過(guò)聯(lián)動(dòng)操作，大大簡(jiǎn)化了采油程序，提高了采油效率，降低能源消耗。

2.2.2 提撈采油技術(shù)

抽油機(jī)由于自身的缺陷，運(yùn)行時(shí)的費(fèi)用消耗環(huán)節(jié)較多，如電費(fèi)、藥劑費(fèi)、洗井費(fèi)和作業(yè)成本費(fèi)用等，這些費(fèi)用造成抽油機(jī)的運(yùn)行成本很高，而提撈采油機(jī)不存在電費(fèi)和藥劑費(fèi)用，綜合運(yùn)行成本也遠(yuǎn)低于抽油機(jī)，這就減少了提撈技術(shù)的普及阻力。同時(shí)，提撈采油技術(shù)不需要專門配備電力設(shè)備和輸油管線等其他井用設(shè)備，這使得開采成本大大降低，縮短了投資成本的回收期限。

由于石油是不可再生資源，一些油井進(jìn)入開發(fā)后期以后，油氣資源逐漸枯竭，在這種情況下，再次使用復(fù)雜的采油設(shè)備會(huì)導(dǎo)致采油成本超出預(yù)期收益。出于降低生產(chǎn)成本，節(jié)約開發(fā)資源的考慮，在油田的后期開發(fā)中，提撈采油技術(shù)得到了大量的采用。

2.3 抽油機(jī)井上的節(jié)能改造

控制機(jī)械采油中的能耗，除了采用新技術(shù)以外，對(duì)原有抽油機(jī)進(jìn)行技術(shù)配套也是一種可行的方法。在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中，可以通過(guò)給抽油機(jī)加裝節(jié)能設(shè)備的方式達(dá)到降低能耗的目的。

節(jié)能抽油機(jī)的改造和裝備。由于抽油機(jī)是機(jī)械采油的主要設(shè)備，因此應(yīng)將抽油機(jī)節(jié)能改造作為首要的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)在機(jī)械采油方面采用的都是一種叫游梁式抽油機(jī)的設(shè)備，該抽油機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，可靠性高，但是在能耗方面存在明顯的不足，我國(guó)科研人員經(jīng)過(guò)對(duì)該抽油機(jī)長(zhǎng)期的摸索改造，開發(fā)出幾種新型的節(jié)能型抽油機(jī)：雙驢頭型和偏輪型抽油機(jī)。這三種抽油機(jī)在繼承游梁式抽油機(jī)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，彌補(bǔ)了其在節(jié)能降耗方面的不足，推動(dòng)了節(jié)能降耗技術(shù)在該系統(tǒng)中的進(jìn)步和創(chuàng)新。

2.3.1 雙驢頭型抽油機(jī)

該型抽油機(jī)的科學(xué)依據(jù)是，原有抽油機(jī)的四連桿結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出扭矩的變化與正弦的規(guī)律相同，因此在改造實(shí)踐中，科研人員以減少靜扭矩變化程度為目標(biāo)，將游梁后臂的設(shè)計(jì)形狀改變?yōu)閳A弧形，再在游梁與橫梁之間增加銜接部件，通過(guò)優(yōu)化傳統(tǒng)抽油機(jī)的四連桿結(jié)構(gòu)，真正實(shí)現(xiàn)了降低能耗的目的。

2.3.2 偏輪型抽油機(jī)

為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，研發(fā)人員以實(shí)現(xiàn)降低電動(dòng)機(jī)額定功率為著力點(diǎn)，通過(guò)摸索思考，發(fā)現(xiàn)抽油機(jī)的四連桿結(jié)構(gòu)如果改造成六桿結(jié)構(gòu)，將能更好地提高抽油機(jī)的能耗平衡性能。結(jié)合游梁式抽油機(jī)的技術(shù)基礎(chǔ)，科研人員在抽油機(jī)的后端增加兩根桿件，把抽油機(jī)后端、連桿鉸接成六桿結(jié)構(gòu)，這一創(chuàng)新降低了輸出扭矩的數(shù)值，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。

以上兩種改良型抽油機(jī)彌補(bǔ)了原有抽油機(jī)在節(jié)能降耗方面的缺點(diǎn)，提高了傳統(tǒng)抽油機(jī)的工作效率，有效地利用了舊有資源，避免了購(gòu)買新設(shè)備所花費(fèi)的大量資金，切實(shí)降低了油井開采成本，使得傳統(tǒng)抽油機(jī)得到更全面的開發(fā)和革新。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著石油資源儲(chǔ)量的不斷減少，石油資源的開采難度越來(lái)越高，相比西方發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)石油企業(yè)在單位開采收益上的能耗仍然較大，這就要求石油企業(yè)應(yīng)從維護(hù)國(guó)家能源安全的角度出發(fā)，一方面重視節(jié)能降耗技術(shù)在企業(yè)日常運(yùn)營(yíng)中的必要性，加大對(duì)節(jié)能降耗技術(shù)的研發(fā)和在石油開采中的應(yīng)用，另一方面應(yīng)加強(qiáng)與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)的交流合作，吸收先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)和節(jié)能降耗技術(shù)，提高在激烈競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中的贏利能力。