论抽油机节能技术的现状及发展

杜广纯 大庆油田装备制造集团抽油机公司



论抽油机节能技术的现状及发展

杜广纯 大庆油田装备制造集团抽油机公司

摘 要：近些年来，随着油气资源在国民生产生活中所占比重的增加，我国油田的勘探开发技术有了长足的进步，在采油厂抽油机节能技术方面尤为突出。目前，我国绝大多数油田仍使用抽油机进行采油作业，研究抽油机节能技术，有效降低生产过程成本，能够适应现阶段油价低迷的市场现状，符合油田节能降耗的方针政策，有利于油田未来的平稳发展，提升经济效益。

关键词：抽油机 节能技术研究 现状 发展趋势

在国际原油市场价格普遍低迷的背景下，各油田及相关生产单位要从自身角度出发，尽可能降低内部消耗，减少原油生产成本，一定程度上提高油田效益，度过原油市场的“冰封期”。而研究抽油机节能技术，提升抽油机工作效率，则是油田降低内耗的重要方面，能够大幅度降低原油生产中的能源消耗。而本文从实际出发，研究抽油机节能技术的重要性及现状，进一步分析抽油机节能技术的发展趋势，在一定程度上为油田生产提供参考价值。

一、抽油机节能技术应用的必要性

油田原油开采作业方式有两种，一种是利用油藏储层自身能量将原油举升至地面，即自喷式采油，多用于高储量的新开发油藏。另一种方法是人工举升式采油，也称之为机械采油，适用油藏大多处于开发的中后期，油藏自身能量不足以使原油喷出地面，需要辅以其他能量。与中东地区的高产油田不同，我国的绝大多数油藏为低孔低渗油藏，油藏可采储量较低且难以满足自喷条件。在生产过程中，需要通过注水等提高采收率方式将孔隙内剩余油驱替出来，流动汇入井筒之中，通过抽油机或者机械泵提供能量将原油举升到地面，实现生产。在此过程中，抽油机消耗的电力能源极多，在原油开采成本中电力费用占有相当比例。因此，在实际生产中，油田都十分看重电能节约问题，并落实到油田的方方面面。随着技术的发展进步和节能减排观念的深入，油田中超过30%的油井使用了节能降耗设备，采用节能型抽油机或者为抽油机配备节能电控装置。这样既保证了能源的高效合理利用，又减少了能源的浪费，降低了原油生产成本，提升油田的市场竞争力，有利于石油行业的长远发展。我国抽油机总体数量超十万台，年电耗量百亿千瓦时，而抽油机平均工作效率却低于30%，生产中极大程度地浪费了电能，因此抽油机节能技术的研究和推广势在必行。

二、抽油机节能技术现状

目前，我国抽油机节能技术主要从两个方面入手实施，一种是直接使用新型节能型抽油机，另一种则是通过添加节能电控装置实现的，下面就从这两方面具体介绍：

（一）节能型抽油机的使用

作为实现抽油机节能的重要设备，节能型抽油机种类繁多，节能效率不同，例如异相曲柄抽油机、双驴头抽油机、渐开线式抽油机等。异相曲柄抽油机在油田中经常使用，属循环式抽油机系列，在采油作业中，该抽油机利用自身不对称性，利用势能效应缩短下冲程耗时，提高井下工作效率，较常规抽油机节能6%左右，节能效果显著。对于双驴头抽油机，其主要在原有游梁式抽油机的基础上，根据多年的工作经验及相关研究改进而来，通过增加驴头的方式在原抽油机优良性能不变的前提下，减少作业中的冲次，降低电能消耗的同时，提高抽油机工作效率。而渐开线式抽油机则综合考虑了国内外采油设备经验，科学性较强，其发明时间较短，属于一种新式抽油机类型，与传统及改造型抽油机相比，渐开线式抽油机节能效果更好，相同生产条件下可节能50%以上。

（二）抽油机节能电控装置的使用

抽油机节能电控装置实现节能作用的机理在于改变电源频率实现负荷的柔性配合或者改变电动机负荷参数和功率。

（1）继电接触器的使用

在抽油机使用异步电动机进行生产时经常性地出现“大马拉小车”的现象。在生产中，电动机启动抽油机工作时载荷较高，惯性矩大，往往从死点处出发，需要电机提供的扭矩大，正常启动后工作扭矩相比最大扭矩又较小，由于最大扭矩决定了电机功率，造成抽油机用电机额定功率过大，而且电机选择时也考虑到井下突发事故引起的载荷增大，为保证电机安全，选用电机裕量极大，造成了极大浪费。而继电接触器通过调压作用解决了这一显著矛盾，其主要通过切换电子定子降压，在抽油机启动时，定子绕组呈三角形，电机扭矩大；正常工作时，继电接触器调节定子绕组分成两部分，呈三角形、星形混合组，电机消耗功率降低，节能效果明显。

（2）变频调速装置的使用

变频调速器的应用主要处理油井无间歇式工作与井底产量变化间的矛盾。在生产中，地下渗流能力小于抽油机泵排量时，会出现抽油机空抽现象，该种情况下由于油井井下复杂问题、油井开采以及产量因素等，抽油机无法进行间抽或停机作业，导致抽油机电能浪费，工作效率降低。变频调速器则能够通过改变电机转速来调节泵量，实现泵排量与油井产量的协调，极大程度降低泵效损失。而且变频调速装置成本较低，适合油田进行大面积推广使用。

三、抽油机节能技术发展趋势

（1）自动化、智能化趋势。随着技术的发展进步，抽油机的程序化控制会逐步加强，利用计算机根据井下情况智能控制抽油机工况，寻求最优化生产方案，最大限度节约电能。（2）适应性趋势。由于油田地质结构不同，各油井的形式和产量差异大，因此抽油机设计时应注重其适应性，也可根据地层研发性能不同的抽油机，符合程度高则节能效果好。（3）变频控制趋势。与国外相比，我国的变频控制技术差距较大，在未来的发展中变频调速将是一大趋势，其原理简单，适用于现有抽油机的升级改造，节能效果立竿见影。

四、结束语

总之，近年来我国抽油机节能技术正处于飞速发展阶段，抽油机的改造和研发工作成果斐然，节能电控装置效果突出，技术的发展节约了电能的消耗，降低了开采成本，但未能从根本上解决抽油机工况问题。因此油田应从现实出发，把握抽油机节能技术现状，预测其未来发展趋势，抓住机遇找准目标深入研究，最终实现抽油机的高效节能目标。

参考文献：

[1]于昌波. 浅析抽油机新型节能技术的研究应用[J]. 科技研究, 2014（09）.

[2]席宇, 邢晓宁, 赵晨. 抽油机发展现状及节能技术探析[J]. 中国机械, 2014（11）.