常规游梁式抽油机节能改造

江 涛

（新疆油田公司百口泉采油厂油田工艺研究所，新疆 克拉玛依 834011）

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。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重要措施。

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，减少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，更适用于在用的常规游梁式抽油机进行节能、升级改造。

一、常规游梁式抽油机机械能耗分析

目前新疆油田公司百口泉采油厂稀油老区常规游梁式抽油机的主要机型为CYJY10-3-53HB，该机能耗高，调参占产时间长，维护强度大，运行状况表现如下。

1.平衡特性差。常规游梁式抽油机的平衡率仅达到70%～85%。

2.启动力矩较大。配备的电机额定功率比正常运行功率高。

3.抽油单耗较高，效率较低。

4.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2.6kW，自然功率因数平均小于0.40。（2） 抽油百米吨耗0.912kW·h/t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。

二、改造方案及实施

功率利用率/%功率因数40.3 55.38 73.9 9.59 0.912 0.772扭矩利用率/% 平衡率/%单位原油耗电/kW·h百米吨液单耗/（kW·h/t·液）

1.改造思路。常规游梁式抽油机进行调径变矩节能改造，是采用调径变矩下偏平衡的原理，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与负载扭矩曲线吻合，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。常规型抽油机扭矩曲线见图1a。

2.改造内容。改造前后抽油机外观图如图2所示。

（1）将原常规游梁平衡抽油机曲柄更换为调径变矩节能曲柄。（2） 在抽油机游梁尾部加装调径变矩节能平衡装置，改造后的平衡方式由曲柄平衡改为游梁平衡。（3）增加游梁调冲程支撑装置。（4）将原机后向刹车改为侧向刹车。（5）增加抽油机防护装置。

三、实施效果

1.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.调径变矩节能改造方式经济指标见表2。

3.改造后抽油机减速箱峰值扭矩受力分析见图1b。

4.调径变矩节能改造内容少，工序简单，施工时间短。改造前后抽油机各项参数对比见表3。

表2 改造后机械能耗测试数据统计

表3 改造试验前后各项参数对比

四、经济效益

改造后，平衡方式改变，提高了抽油机承载能力。平衡率从70%～85%提高到95%～100%，平均节电率11%左右，预计在2.5年内可收回改造投资。