抽油机采油系统节能技术分析

陈楷文

摘要：石油资源的分布条件复杂，这种分布的复杂性使得在石油资源的开发过程中往往需要借助于先进的采油工艺与设备。在当前采油过程中，抽油机已经成为不可或缺的设备，虽然其应用为采油提供了便捷性，但是，采油时抽油机的运行也存在高能耗的情况，如果采油以能源消耗为代价，这是不符合行业现代化的发展趋势的。因此，在当前的发展背景下，抽油机采油系统的节能技术应用极为关键，通过节能技术的应用，能够有效降低抽油机运行时的能耗，创造更大的经济与社会效益。

关键词：抽油机;采油系统;节能技术

近年来，为缓解石油资源的供需矛盾，各个油田企业都扩大了其生产规模，应用了先进的采油工艺，以提高采油效率与产量，满足石油资源的使用需求。原油开发的过程中，抽油机是其中的关键设备，采油系统作为该种设备中的核心构成，其在运行时存在着巨大的能源消耗，不利于采油环节的经济效益实现，无法满足可持续发展的目标。基于此，本文分析了抽油机采油系统的节能技术，对于促进油田的可持续发展具有重要的指导价值。

1.抽油机采油系统的消耗损失分析

抽油机在采油过程中的作用不可替代，其运行实现了电能向动能势能的转换，在具体的采油过程中，抽油机是其中的一种重要设备，虽然其为采油提供了便捷，但是，能量转换与传输的过程中，存在着较大的能耗，主要体现在：

1.1电动机

根据有关研究，在抽油机运行的过程中，电动机的输出功率只有达到了额定功率的60%～100%时，其工作效率才能够达到额定效率的85%，而其余的15%就是其运行时存在的能量损耗与消耗。抽油机在运行时，负荷变化非常大，输出功率常常存在着较大的变化，当其输出功率极其不稳定时，抽油机电动机损耗功率也就相对较大。

1.2传送带

传送带在运行时，同样存在着传动损失，这部分损失主要来自弯曲损失与弹性滑动损失。根据传送带传动损失的类型，如果以与载荷有关与无关划分，主要包含了两种。从我国各个油田企业的采油工艺发展、应用现状来看，稠油的开发比例逐年增大，但是，在这一趋势下，皮带轮的包角却日益减小，当接近打滑极限时，也就会造成一定的滑动损失。

1.3减速箱

抽油机运行时，减速箱损失不可避免，这部分损失往往是由轴承与齿轮直接诱发的。根据经验，齿轮的传动功率损失往往仅占到了总体损失的2%～3%。从抽油机的总体结构来看，减速箱中包含了三对齿轮，损失相对较大，如果在抽油机运行过程中，变速箱的齿轮润滑效果较差，其功率损失将更大。

1.4换向器

在换向器中，四连杆机构是其中的重要组成，在运行过程中同样伴随着一定的损失，比如，轴承摩擦损失、钢丝变形损失等，两种功率损失分别占总损失的3%、4%～5%。

1.5盘根盒

抽油机运行的过程中，盘根盒同样会存在一定的损失，尤其是光杆与盘感之间存在一定的摩擦力，此摩擦力会造成一定的功率损失，虽然这部分功率损失的占比相对较小，但是，一旦在抽油机使用时光杆与盘根的安装不合适，其功率损失将是非常大的。

1.6抽油杆

抽油机运行时，抽油杆处于往复循环状态下，而此运动过程水的抽油杆与油管之间存在着较大的摩擦力，同样会诱发一定的能量损耗，如果采油时的原油粘度相对较高，抽油杆的摩擦力将会进一步增大，造成的能量、功率损耗更大。

2.抽油机采油系统节能技术

2.1抽油机节能

2.1.1双头驴游梁抽油机

双头驴游梁抽油机具有较好的节能性，其包含了两种样式：（1）前置型双驴头抽油机，这一类抽油机应用上，可以有效降低扭矩波动，对于缓解由于平衡问题所造成的抽油机过度损耗极为有效，工作原理是变矩技术的应用，在传统抽油机中应用变矩技术，使得悬挂平衡重与偏置平衡重能够起到共同作用，有效避免了传统游梁抽油机的平衡问题，具有更好的节能效益。（2）异形双驴头抽油机，其设计特点是在游梁的后壁上方安装第二个驴头，将传统的连杆用驱动绳来替代，这种设计方式下，游梁与连杆的连接更为灵活，在抽油机运行时，曲柄转角能够驱使游梁后臂的长度加以调整，进而将曲柄净扭矩降至最小。

2.1.2调径变矩形抽油机

传统游梁抽油机的游梁多以直梁为主，在运行时存在较大的能源消耗，而调径变矩形抽油机的游梁为弯游梁设计，其运行时可以使得曲柄平衡转变为游梁平衡，组成弯游梁吊臂的截面形成了一种渐变截面，这种截面形式使得风的阻力明显降低。此外，吊臂下端的平衡中可以进行下置幅度的调整，达到良好的平衡效果，节约能耗。

2.1.3異相曲柄型抽油机

异相曲柄型抽油机在设计时，游梁后壁长度明显缩短，这种设计方式下，减速箱的位置逐步向后移，轴承中心与曲柄中心的水平距离、游梁后壁长度差也就成为了曲柄的半径值，在实际的运行过程中，游梁与曲柄同处于水平位置，偏置角就是曲柄与平衡两者中心线的夹角，其节能原理是将曲柄净扭矩的波动、电动机的电流波动加以减小，提升其运行效率。

2.2节能电动机

传统的游梁抽油机的电动机，其性能在很多时候是与抽油机的性能不匹配的，在这种情况下，设备的工作效率低下，在运行时的能源消耗较大。因此，如果要提高抽油机采油系统的节能效益，必须要保障电动机的性能与抽油机的负荷相匹配，以达到节能目的。以双定子电动机为例，这种电动机内部存在双定子，在抽油机运行时，在初期的运转阶段，起动力矩非常大，两部分的定子将会被串入电动机中，这种情况下，电动机的输出力矩大大增加。当抽油机处于正常运转的状态下时，能源消耗也将相对变小，虽然其节能消耗明显，但是其总体的成本较高，在未来还需要进一步加以改进。

2.3抽油机设备的维保

为了能够全面地提升抽油机设备的运行质量水平，就应该采取有效的维护与保养措施，加大力度进行巡查和检测，掌握其可能存在的安全隐患和问题，防止在运行中出现严重的事故问题。尽量减少抽油机的停机次数，全面提升设备的利用率。在抽油机设备的日常保养过程中，应该进行各个螺栓的检测，保证其稳定性合格、松紧度适中，然后检测机油液位，并且要对需要润滑位置适当注入一定量的润滑油。检查确定减速箱是否存在漏油的问题，如果发现存在，应该及时采取措施进行处理。还应该进行盘根松紧度的检测，防止由于该部分的漏失而出现油液无法正常输送的情况。建立更具科学性的维护与保养管理制度，明确具体的维护保养周期，进行必要的设备维修管理，从而可以保证设备的运行效率和质量满足要求，尽量延长设备的使用寿命，也能够给油田企业产生更高的经济效益。

3.结束语

抽油机作为采油过程中的关键设备，其在运行的过程中常常存在着较大的能量损耗，如果要保持抽油机的稳定、可靠运转，降低其运行时的功率损失与能源消耗，就必须加强节能技术的应用，通过节能改造来提高抽油机的节能性。

参考文献

[1]林雪琴，罗惠，王艳利，等.抽油机采油系统节能技术探讨[J].工业，2016（3）：231.

[2]李梦雅.浅谈抽油机采油系统节能技术[J].中国化工贸易，2018（36）：161.

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