浅谈评价抽油机节能的几个误区

吉效科，许 丽，张 浩

（1.西南石油大学机电工程学院，四川成都 610550；2.中国石油长庆油田公司设备管理处）

近些年，随着国家对节能环保的重视，节能型设备的开发与推广不断为人们所接受，各行各业都在提倡设备的节能技术。油田作为生产性企业是耗能大户，从原油开采、输送、处理都需要消耗能量，油田装备制造企业也开展了研发和制造采油、输油等方面的新型节能设备，各种节能设备相继出炉，种类繁多，据不完全统计，2000年以来国家新型节能抽油机及其配套设备专利有100多项，一些抽油机厂家努力推荐自己的节能产品和技术，拿着正规的国家或地方的专业检测机构的节能检测报告，从节能数据反映都有很好的节能效果，但是，其实不然。那么，如何去辨别是否真的节能，节能数据是否可靠可信，设备是否适合油田使用在实际工作中评价抽油机节能工作存在很多误区。

1 节能测试报告缺乏可靠性

设备是否节能经常需要和其他同类型设备做比较才能知道，对于抽油机节能通常需要选择常规或者其他节能抽油机做比较，比较的前提是要有相同的条件。抽油机对比有两种方式，即同井不同机比较、不同井不同机比较。不同井不同机需要平衡度、参数（冲程、冲次、悬载）、井口回压、测试时间、控制方式、测试手段等一致或接近，同井不同机需要冲次、冲程、平衡度、测试时间、控制方式、测试手段等一致，而且油井工况要稳定。但是我们常常会看到在权威节能检测机构提供的节能监测报告中不明确抽油机对比方式，油井工况参数、抽油机冲程、冲次等参数不尽一致，对比抽油机不平衡而节能抽油机处于最佳平衡，在这些情况下测试得出的节能数据是不可靠的，不具有说服力。因此我们在看节能测试报告的时候不能只看综合节电率等结论性的数据，一定要看节能测试的条件和重要参数，看二者是否具有可比性，如果甲抽油机严重不平衡，参数过大，而乙抽油机平衡良好，参数合理，则不能说乙抽油机比甲抽油机节能。

2 节能效果人为因素扩大化

这种误区主要有两个方面的情况，一是抽油机节能的效果被人为扩大。抽油机节能的原理大致有结构优化、控制方式、参数优化、配套电机等，这些节能的原理和方式是有区别的，在通常情况下，一些研发和制造厂家将抽油机井参数调整、改变控制方式等实现油井节能误认为是抽油机节能，新型抽油机真正意义上的节能应该是结构优化使得本身的效率提高而实现节能，在目前油田使用的采油装备中，无杆泵由于没有杆柱和地面能量损耗，因此节能效果比有杆采油装备好，无游梁抽油机由于没有了游梁式抽油机具有的曲柄配重的旋转和游梁驴头的摆动而产生的换向功，因此其节能效果比游梁式抽油机好，游梁式抽油机中游梁平衡比复合平衡节能，复合平衡比曲柄平衡节能，原因就是三者随着曲柄配重的增加使得换向功增加而造成的。另外抽油机本身的节能主要是在减少摩擦损耗，但是如电机、减速器、轴承等部件存在能耗是难免的，只能优化减小不能完全消除。因此抽油机本身的节能是比较小的，新型节能抽油机本身综合节电率每提高5%都是非常好的效果，通常我们看到一些新型节能抽油机综合节电率30%、40%、50%以上，系统效率提高15%以上等等这些数据都是虚假的，并不是新型抽油机本身节能，肯定参入了参数调整、改变控制方式等实现的节能。

二是人为想办法让抽油机具有较好的节能效果，每个研发和制造新型节能抽油机及节能技术的厂商盼望取得良好的节能效果，只许成功不许失败，因此在委托节能监测机构时可能要进行关系沟通，作为监测机构碍于面子问题，会给厂商一定的照顾，即使测试节能效果不明显，也常常会看到一些新型节能抽油机厂家介绍的节能效果好的离谱。

为了消除人为因素的影响，我们对试验的新型节能抽油机编制测试方案，自行进行对比测试，节能测试数据都比厂家介绍的节能数据要低，甚至有些新型节能抽油机或者节能技术不具有节能效果。因此所谓新型节能抽油机或者节能技术是否真正有节能效果，还需要用户自己测试，真抓实干，甩开人为因素的影响，真实体现客观事实，防止人为误导。

3 节能宣传报道过于激进化

通常一项先进技术、一种新型设备从研发到批量推广都需要经历较长的时间，需要实践的检验，很多新产品成熟前都会有这样那样的问题，需要不断的改进、试验、定型，而在油田新型设备在试验期间或者刚安装投产，就有“应用成功”和“取得效果”的报道，太过于抢先，而这些激进的报道过早的下结论后导致设备推广决策的失误。复式永磁电机抽油机曾经在2009年3月《贵州商报》上以题为《贵州造抽油机成油田节能王》报道，被誉为“绿色抽油机”的电机抽油机，综合节能率可以达到50%。这一报道距离该抽油机研发现场试验只有1年多的时间，但是这种抽油机的造价、实用性等受到很大考验，其结构主要是采用复式永磁电机及控制系统解决了立式抽油机的换向、低速度的问题。其实，现在成熟推广的开关磁阻电机、变频调速电机、链条换向、齿条换向配套控制系统照样实现了复式永磁电机解决的问题，而且他们组成的抽油机价格、结构、体积等都比复式永磁电机抽油机有优势。

4 一味追求节能忽视可靠性、安全性等综合因素

结构简单、安全可靠、便于维修操作、易损件寿命、投资与维护费用低、节能高效等是评价抽油机是否具备推广价值的主要依据。但是在实际管理中，大家对抽油机一味的追求节能高效，却忽视了可靠性、安全性等重要因素。目前，国内对抽油机的可靠性要求暂时还没有一个明确的标准。据统计，拉夫金生产的抽油机，在加拿大应用中故障率在7%以下，平均每台抽油机年累计用于维护、润滑及故障处理的时间不超过2小时。中国石油所用的抽油机对该时间没有进行系统的统计，预计累计时间不会低于10小时，也就是说抽油机由于设备的原因开机率99.86%。假设以10小时计算，中国石油在用的10万台抽油机，则需要有340多个维修队伍365天（8小时／天）忙于抽油机的维护。目前正在试用的一些新型节能抽油机，可靠性远远达不到上述要求，保守一点说，这些机型年累计维护时间不会少于5天。在试验阶段因为应用的数量小，这5天的维护时间并没感觉到有什么大问题，假如推广到1000台，将意味着需要有40多个维修队伍365天（8小时／天）忙于抽油机的维护；推广到1万台，将意味着需要有400个维修队伍365天（8小时／天）忙于抽油机的维护。这不仅是维护的人力、直接费用难以支撑，同时将意味着每年要影响上百万吨的原油产能、几十亿元收入。由此也可以看出抽油机可靠性、安全性等其它因素的重要。

5 节能产品高价投入短期收回成本

通常所见节能抽油机价格都要比同机型游梁式抽油机价格要高，要价高的理由就是高价投入短期内就会收回成本，将节能降低成本作为价格的筹码。比如，10型游梁式抽油机配套的Y系列三相异步电动机价格3200元左右，而稀土永磁电机、双功率电动机、高（超高）转差电动机等的价格10000～15000元左右，是Y系列三相异步电动机的3～5倍；Y系列三相异步电动机在油区维修技术简单成熟，维修单位较多，方便维修，而特殊电机维修技术和工序复杂，油区较少有专业维修队伍和手段，很多需要专业厂家返厂维修，维修费用高，维护时间是游梁抽油机的10倍以上。目前，由于各油田采油厂成本压力均较大，维修人员较为紧张，虽然一些特殊电机配套抽油机节能效果也不错，但与普通Y系列三相异步电动机相比，不仅维修时间长、费用高，同时还因停机时间较长影响原油产量，而且对采油维修人员素质等要求更高，不一定能适应油田的实际。

6 片面追求抽油机配置最小化

抽油机井节能是一个系统工程，只有综合优化才能有效果，如抽油机电机为了追求降低无功损耗，而降低电机配置功率，甚至低于抽油机正常运行所需电流，导致电机烧坏的问题，故障率增加，其实无功在计算综合节电率时所占有的损耗是非常小的部分，如二种配11kW普通电机的8型抽油机对比，吨液百米提升高度有功耗电量从5.84 kW·h／（102 m·t）降至4.54 kW·h／（102 m·t），吨液百米提升高度无功耗电量从7.88 kW·h／（102 m·t）降至3.88 kW·h／（102 m·t），综合节电率为24.72%，但是无功在综合节电率中仅占4.38%，不能一味追求无功损耗低而降低电机配置功率，引发抽油机别的不可靠方面的问题。抽油泵从φ32 mm下降至φ28 mm，现在有人提出来φ25 mm，可能导致泵的部件强度降低，性能下降，甚至引起因加工难度增加而使成本增加，其实对于低液量油井在配有φ28 mm抽油泵，抽油机低冲次的情况下完全可以实现高效率的。

总之，抽油机的节能主要是通过一些手段优化调整油井参数，使抽油机运行贴近理想工况的目标值，使得抽油机系统效率最大化，从而达到节能的目的，因此参数调整是抽油机节能的关键。评价抽油机节能需要录取第一手资料，综合排除影响因素，系统分析可靠的数据，正确认识节能抽油机或者配套节能装置的效果，切莫轻易听信别人所言节能，切莫人为扩大节能效果，切莫急于宣传报道成功，切莫仅仅追求节能降耗，切莫片面追求最小配置，而应遵循客观规律，让时间和实践检验节能抽油机或者配套节能装置，真正为油田推出经得起考验的节能抽油机或者节能技术。