作者简介:于文博(1993-),男,汉,吉林敦化人,西安石油大学机械工程学院,2012级本科生,机械设计制造及其自动化专业。
摘要:石油和天然气对于每一个国家来说都是关乎国计民生的重要资源。我国不断完善石油工程,经过多年的努力,我国的石油工程取得了长足的进步。石油和天然气的采集是重要的生产环节,随着油气田开发的推移,我国大多数油田都已转为机采。采油气机械在机采作业中发挥着重要的作用,它的发展直接关乎油气田的采收量与采收率,因此研究采油气机械有很大的实际价值与工程意义。本文介绍了采油气机械的新建设,希望可以对我国石油工程及采油气机械的发展有所帮助。
关键词:采油气机械;发展;新建设
一、 前言
我国石油工业经历了漫长的发展,凝练成了今天的较为完善的模式。石油工业在大动荡、大改组中以波浪式前进。[1]石油机械的发展经历了一个漫长的过程,工程服从地质,地面服从井下,装备服从工程,石油机械的发展也大致遵从这三个原则。组成油气开采成套设备的设备品种有几百种,而油气开采工业的高速发展使设备很快更新,并不断研制出新型号规格和结构的设备。[2]井的开采设备是非常关键的,它直接决定了井的生产量与采收率,采油气作业是整个油气开发的重要生产环节。井的开采设备有很多,主要有自喷井设备和机械采油设备两大类,采油气机械是在采油气作业中所使用的相关机械,离心泵、往复泵(采油作业中使用的压裂泵、注水泵、抽油泵)、抽油设备等都在采油作业中有所使用,其中核心的抽油设备是本文主要论述的对象。
了解采油气机械的最新建设是对采油气机械进行技术创新的关键,我国的采油气机械在技术创新方面还不够强,国内外各大石油公司主要采用外国的油田服务,这对我国的石油工程的发展是非常不利的。除此之外,了解采油气机械的最新建设也可以避免重复开发,还可以借鉴最新技术,以利于完善我国采油气机械的创新。本文检索了相关资料,撰写了采油气机械的最新建设,以期为我国采油气机械的发展提供一定的帮助。
二、采油气机械新建设
(一)哈里伯顿
哈里伯顿公司的电动潜油泵(ESPs)集工程,生产,测试于一体,有效提高使用寿命,抗磨损及抗腐蚀性很高,除此之外,在高扭矩变化下也依旧有很高的可靠性。离心电动潜油泵,举升量及电动机马力直接决定级数大小,所以可以以低消耗、低投入举升出量最多的油气,其生产效率很高。
哈里伯顿的SRP几乎适用于所有的油井,运输安装方便是它的一大优点。SROs实时调整,超长可变速自调节冲程,根据井内的动态流体高度选择最佳状态进行生产,其高度的自动化水平已经达到国际领先水平。SRP的日运行消耗小,因此可大幅节约成本,同时也受到国际各大石油投资者的青睐,它的优点还有:可减小干预情况、减少杆管偏磨等。
哈里伯顿公司的螺杆泵PCPs可仅仅通过转子及定子的正确移位,就可应对压力不足、重油、出砂井等油井条件,并可以有效提高效率。PCPs的液量体积变化范围广,粘度极限低。根据油管尺寸、放置深度、温度压力极限的不同,它可工作于5-3500BPD的范围内。哈里伯顿公司的PCPs可处理体积效率在75%-95%,粘度值超过30000cp,含砂量40%,含水量高达100%的情况。
(二)贝克休斯
贝克休斯公司的潜油电泵系统还是很有竞争力的,它可最大限度地提高可采储量,减少应用风险。即使井下条件非常恶劣,也可以保持良好的可靠性,可以减少成本的投入,增加公司利润。除此之外,它还可降低OPEX和停机时间,因此受到国内外许多石油投资者的青睐。
贝克休斯公司的螺杆泵系统着重于提高运行寿命,它提供了Centrilift电动潜油螺杆泵(螺杆泵)系统和Centrilift杆驱动螺杆泵(rdpcp)系统。该公司的螺杆泵在应对恶劣环境方面也处于国际领先水平,深锤潜油电泵系统也是该公司特色之一,在安装过程中,可减少恶劣环境下的过早老化损伤,除此之外,应对寒冷和沙漠条件也很可靠。其还具有安装、维修方便等优点。贝克休斯公司的气举系统可靠,成本低廉,对于井内能量不足的情况,气举系统通过降低流体密度可再次达到举升目的。
(三)斯伦贝谢公司
斯伦贝谢公司的雷达(REDA)电潜 泵系统(REDA Maximus电潜泵、REDA Hotline高温电潜泵系统、双电潜泵系统)应用广泛,它可以提供高效经济的举升方法。最重要的是,在存在出砂、高气油比(GOR)以及原油粘度较高的井,其适应性也很强。斯伦贝谢的气举产品(常规气举、PerfLift射孔层段气举系统、可回收式气举阀、偏心气举阀工作筒、地面流体控制阀、XLift)不但具有优良的品质,而且在应用上具有很大的灵活性。
斯伦贝谢公司的高级举升服务是一套高度集成的生产优化技术,它使用井下传感器,能对井下动态做最快的检测,其主要工作分为三步:监控与报告→监测与控制→诊断与优化,Phoenix井下传感器实时检测,可以获得井下油藏最新的相关数据,实时传输至计算机进行处理,可以说在井下安装了一双“眼睛”。当然,其优点也很明显:可以大幅提高原油的采收量,使公司获得更大的利益,这也是各大石油公司青睐它的原因。
(四)中国石油宝鸡石油机械有限公司
宝鸡石油机械有限公司主营的采油气机械是各类抽油机,CYJ、CY、CYJY、SKC系列是宝石厂的主营系列,它的抽油机基本处于自产自销,产品性能也不错。如::CYJ10常规式抽油机载能力大,运转平稳,冲次高。机架稳定性好,后腿可以拆开,方便运输。CYJY14异相曲柄抽油机节能效果好,光杆最大载荷减小及峰值扭矩减小,井口操作范围增大,结构与常规式抽油机相差不大,有利于常规式抽油机技术改造。SKC16数控抽油机上、下冲程可在大范围内无级调定、负荷可达200kN,冲程可长到12m、结构简单紧凑,占用空间很小,全部占地面积共3.2×2.1m2,特别适合海上平台采油、工作平稳,无冲击、主要构成部件为标准化组合,通用性强,100%互换,易维修、具有最佳的性能价格比,其特点:微机控制操作的数控技术;交流变频调速技术;稀土特种低能耗电机技术;精确的机械传动系统等。
近几年我国的采油气机械发展很快,势头很猛,其与外国的差距在不断减小。
三、结语
在石油工业快速发展,国际市场不断开辟的背景下,我国采油气机械的发展有很大的潜力,石油工程将以波浪形式发展,而采油气机械也在不断完善、创新中得以提升,为了应对不同的需求,采油气机械的种类也在不断增加。我国的采油机械存在一些问题如:产品性能质量不够稳定、一些基础性的配件元件质量欠佳、创新能力差、新产品新技术开发速度慢等等,诸多问题有望石油设备机械科研制造部门进行研究。[3]采油气机械在未来向着节能环保高效、技术创新、适应性及使用寿命提高的方向发展,而国内外对采油气机械的重视也在不断推动行业的发展。石油工程及采油气机械的发展不会停止,新技术、新材料、新功能将不断涌现,采油气效率会不断提高,最终使我国采油气机械迈向新的台阶。(作者单位:西安石油大学机械工程学院
参考文献:
[1]任晓娟.石油工业概论[M].北京:中国石化出版社,2012,7-17
[2]李继康.石油和天然气开采机械设备[M].北京:石油工业出版社,1991,6-14
[3]李有力.机械采油现状及存在问题[J].中国新技术新产品,2013(02):93