機(jī)械采油節(jié)電技術(shù)分析

秦小婭 歐子毓 李虹萱 王疆維

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各行各業(yè)使用的能源越來(lái)越多，最重要的不可再生能源是石油資源，石油生產(chǎn)是一項(xiàng)巨大的能源消耗工程，在建設(shè)節(jié)能社會(huì)的指導(dǎo)思想下，石油企業(yè)應(yīng)該考慮如何降低石油生產(chǎn)過(guò)程中的能耗，如何利用有限的石油創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，石油生產(chǎn)需要企業(yè)加大科技投入，提高利用率，本文對(duì)節(jié)能降耗在石油生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，找出了解決辦法，分析了提高資源利用率的途徑。

關(guān)鍵詞：節(jié)能降耗;機(jī)械采油;應(yīng)用;現(xiàn)狀分析;原理

前言

目前，油田的采油方法有兩種，一種是利用油層壓力的能量將原油提升到地表，這種方法適合新開(kāi)發(fā)的油田或有足夠石油儲(chǔ)量的油田。另一個(gè)是使用機(jī)器將原油提升到地面，這種方法主要用于油田生產(chǎn)的中后期。而當(dāng)前采油業(yè)都進(jìn)入了自動(dòng)化、半自動(dòng)化行業(yè)，機(jī)械采油規(guī)模大，正確使用自動(dòng)化設(shè)備可以降低人力投入成本，提高采油效率。目前，我國(guó)油田基本上處于開(kāi)發(fā)中后期，為了降低石油生產(chǎn)成本，機(jī)械采油過(guò)程中需要使用節(jié)能技術(shù)和設(shè)備，加強(qiáng)節(jié)能降耗，充分運(yùn)用自動(dòng)化設(shè)備、科技，結(jié)合人力，提高采油工程的整體質(zhì)量[1]。

1機(jī)械采油技術(shù)的工作原理及現(xiàn)狀分析

目前，我國(guó)油田的產(chǎn)油以機(jī)械為主，從地下抽油，機(jī)械采油包括抽油機(jī)、電機(jī)、變壓器等設(shè)備，電機(jī)的主要?jiǎng)恿κ请娏?，機(jī)械采油技術(shù)以抽油機(jī)為主，有桿抽油可實(shí)現(xiàn)對(duì)原油的沖擊舉升，抽油機(jī)具有獨(dú)特的工作負(fù)荷特性，機(jī)械能和電能在有桿升降過(guò)程中不斷相互轉(zhuǎn)換，當(dāng)兩個(gè)沖程相互轉(zhuǎn)換時(shí)，由于抽油機(jī)的慣性，曲柄減速器可磨損，可產(chǎn)生負(fù)扭矩，電機(jī)輸出功率波動(dòng)較大。為了實(shí)現(xiàn)正常啟動(dòng)，通常使用最大功率，正常啟動(dòng)后功耗遠(yuǎn)低于最大功率，在抽油機(jī)的工作過(guò)程中，輸出負(fù)載波動(dòng)很大，這使得大型抽油機(jī)的能耗巨大，電力不能有效利用。根據(jù)科學(xué)計(jì)算，每道工序的抽油機(jī)需要石油總產(chǎn)量的三分之一，整個(gè)油田的電能消耗占電力消耗的一半。我們可以看到，傳統(tǒng)的機(jī)械能消耗是一個(gè)巨大的，電壓不穩(wěn)定時(shí)，耗電量比平時(shí)多3倍，用電量相當(dāng)大，經(jīng)濟(jì)效益降低，油田開(kāi)發(fā)會(huì)消耗大量電能，增加額外支出[2]。

2機(jī)械節(jié)能技術(shù)在采油中的應(yīng)用分析

2.1采用新型節(jié)能抽油機(jī)

傳統(tǒng)游梁式抽油機(jī)具有能量利用率低、工作條件不穩(wěn)定，甚至發(fā)動(dòng)機(jī)在死點(diǎn)燃燒等弊端。必須吸收大量的電能，耗電量很大。當(dāng)抽油機(jī)工作時(shí)，輸油管道的彈性可以導(dǎo)致收縮的向上運(yùn)動(dòng)的形成，促使抽油機(jī)移動(dòng)，形成固定周期內(nèi)上下抽油運(yùn)動(dòng)，新型節(jié)能抽油機(jī)具有可靠性，耐用性等優(yōu)點(diǎn)，提高了節(jié)能效果。目前，除我國(guó)發(fā)展抽油機(jī)外形外，節(jié)能效果明顯，與傳統(tǒng)的四連桿相比也有一定的節(jié)能效果。

2.2智能電機(jī)控制系統(tǒng)

當(dāng)向抽油機(jī)提供動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的負(fù)荷大于抽油機(jī)所產(chǎn)生的負(fù)荷時(shí)，電能會(huì)被浪費(fèi)，能量供給在高沖程后不能輸出電能，在使用過(guò)程中，智能調(diào)節(jié)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)器和運(yùn)行狀態(tài)完全由處理器監(jiān)控。信息反饋到CPU后，調(diào)節(jié)電機(jī)輸出電壓頻率，在抽油機(jī)上升沖程結(jié)束時(shí)，能及時(shí)快速切斷電源，或開(kāi)關(guān)電源。

近年來(lái)，在電子技術(shù)飛速發(fā)展的基礎(chǔ)上，智能型電機(jī)控制系統(tǒng)，能準(zhǔn)確調(diào)節(jié)抽油機(jī)工作狀態(tài)的電壓、頻率，整個(gè)智能監(jiān)控系統(tǒng)能及時(shí)監(jiān)控抽油機(jī)的功率，快速響應(yīng)小電流變化，準(zhǔn)確調(diào)節(jié)電機(jī)，保證抽油機(jī)正常運(yùn)行，該模型在保證抽油機(jī)正常運(yùn)行的前提下，能更有效地實(shí)現(xiàn)電能的節(jié)約，從而大大提高抽油機(jī)電能的利用率[3]。

2.3采油配套供電節(jié)能技術(shù)

在油井開(kāi)發(fā)過(guò)程中，不同時(shí)期、不同地點(diǎn)的油井往往分散在遙遠(yuǎn)的地方，呈輻射狀分布。傳統(tǒng)的單井單變壓器供電方式使電力系統(tǒng)小，而且安全性和可靠性低，故障率高，維護(hù)費(fèi)用增加，配電系統(tǒng)具有線損功率低，大的特點(diǎn)，集中供電的思想可以在這種情況下進(jìn)行有效的改善。

集中供電的技術(shù)特點(diǎn)。布置在油井中心區(qū)域的配電室，一種大容量變換器，用來(lái)替代許多功耗較高的變換器，對(duì)多口油井的同步供電，由于特殊的能耗特性，所有油井通常不會(huì)一次達(dá)到峰值或峰值，集中供電可以提高變壓器的負(fù)載率，減少供電線路的損耗，最終達(dá)到節(jié)省電能的目的，模型效益能有效提高供電線路的可靠性，降低故障率，在集中式供電電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該做均勻的設(shè)計(jì)。當(dāng)選擇和配置一條線時(shí)，指出提高設(shè)備安全性能應(yīng)遵循的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)鍵部件的選擇應(yīng)結(jié)合電源電壓和絕緣電源可靠性，目前國(guó)內(nèi)油田采用的兩種主要抽油方式，如油井泵抽油機(jī)組，集中供電系統(tǒng)[4]。

供電系統(tǒng)的中心能輻射到最大的供電范圍，把能源供應(yīng)集中在某一地區(qū)，減少變壓器的數(shù)量，以及改善電力供應(yīng)，增加變壓器的容量，將變壓器的負(fù)荷提高到75%以上，會(huì)有明顯的節(jié)能效果，在供電系統(tǒng)中心，有完善的保護(hù)系統(tǒng)，可降低故障率，配電室變壓器可防止竊電，降低支路高壓，提高供電可靠性。

2.4加強(qiáng)企業(yè)管理，提高采油技術(shù)

在開(kāi)發(fā)油田之前，應(yīng)該建立嚴(yán)格的監(jiān)督制度，進(jìn)行綜合分析，確保采油方案和設(shè)備的選擇能夠滿足現(xiàn)有的技術(shù)要求和資金投入，技術(shù)人員和企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行理論和實(shí)踐研究，合理的設(shè)計(jì)，科學(xué)，在技術(shù)人員的指導(dǎo)下，科學(xué)合理地開(kāi)采員工石油，分析影響能耗的因素，一個(gè)組織的領(lǐng)導(dǎo)者必須激發(fā)員工的熱情，振興大氣生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)，照顧員工免受個(gè)人問(wèn)題的困擾，規(guī)避隱患，確保經(jīng)濟(jì)效率，提高員工的職業(yè)歸屬感，提高整體素質(zhì)，增強(qiáng)集體意識(shí)，團(tuán)結(jié)同事，而不搞陰謀，加強(qiáng)員工和技術(shù)人員的職前培訓(xùn)，建立獎(jiǎng)懲制度，優(yōu)勝劣汰，對(duì)員工給予優(yōu)良的物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)，對(duì)經(jīng)常犯錯(cuò)誤，給公司造成巨大財(cái)務(wù)損失的員工，應(yīng)予以勸阻和解雇。

3總結(jié)

石油生產(chǎn)中機(jī)械能消耗高是化石燃料價(jià)格上漲的原因之一，如果石油開(kāi)采的機(jī)械能消耗能下降，石油開(kāi)采成本可以降低，提高采油機(jī)械節(jié)能效率是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要從實(shí)際出發(fā)，每個(gè)油田都有自己的特點(diǎn)，節(jié)能思想要結(jié)合設(shè)備性能和油田實(shí)踐，這說(shuō)明我國(guó)油田開(kāi)發(fā)與國(guó)際接軌還有很長(zhǎng)的路要走。企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員促進(jìn)自我管理，并建立健全企業(yè)監(jiān)督機(jī)制，加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，以及現(xiàn)階段采油設(shè)備的優(yōu)化改造，不合理的采油技術(shù)不能提高工程的整體安全系數(shù)，確保建筑安全，消除公司中普遍存在的不良?xì)夥?，要時(shí)刻考慮完善設(shè)備管理，采取對(duì)策，多采用節(jié)能設(shè)備，多推廣節(jié)能思想，最終達(dá)到提高油井經(jīng)濟(jì)效益的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮洪升.節(jié)能降耗技術(shù)在機(jī)械采油中的應(yīng)用[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2017（18）：127-128.

[2]徐燦，王尚磊，蘇金國(guó)，薛升科，都軍景.節(jié)能降耗技術(shù)在機(jī)械采油中的應(yīng)用研究[J].化工管理，2014（11）：213.