龔加菊，孫海榮，關(guān)東玉，李永賓，張德路

中原油田采油四廠，河南濮陽(yáng) 457073

曳引式抽油機(jī)的推廣與應(yīng)用

龔加菊，孫海榮，關(guān)東玉，李永賓，張德路

中原油田采油四廠，河南濮陽(yáng) 457073

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，能源問題變得越來越緊迫，在尋找能源的同時(shí)，節(jié)能是關(guān)鍵的也是目前最直接有效的重要措施。隨著油田的不斷發(fā)展，節(jié)能項(xiàng)目在油田也在不斷的推廣和應(yīng)用。對(duì)于油田而言，能源消耗在于電能、天然氣、柴油等等，而電能的消耗最大。僅采油廠的一臺(tái)常規(guī)式抽油機(jī)的日耗電量就在400度左右，一年下來就是七八萬元的電費(fèi)。隨著市場(chǎng)的需求一種低耗能，高效率的抽油設(shè)備——曳引式抽油機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。曳引式抽油機(jī)是一種機(jī)、電一體化，節(jié)能、減排、高效的新型無游梁式抽油機(jī)。

電能；曳引式；抽油機(jī)；節(jié)能；變頻

1 曳引式應(yīng)用技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)及其優(yōu)點(diǎn)

該設(shè)備動(dòng)力系統(tǒng)采用外轉(zhuǎn)子稀土永磁同步電機(jī)，具有低轉(zhuǎn)速、大扭矩、低耗能的性能特點(diǎn)?？刂葡到y(tǒng)采用變頻器和PLC，具有數(shù)字化、智能化、自動(dòng)化控制功能特點(diǎn)。由于兩者的有機(jī)匹配，不僅可以使電機(jī)無須變速箱便可在超低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，而且可以有規(guī)律地正反轉(zhuǎn)，據(jù)此原理，抽油機(jī)便可帶動(dòng)抽油桿和抽油泵直接抽吸原油，動(dòng)載小，運(yùn)行平穩(wěn)。

1.1 創(chuàng)新點(diǎn)

1）該抽油機(jī)與常規(guī)游梁式抽油機(jī)相比，省去了減速箱和游梁-連桿-曲柄機(jī)構(gòu)等中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，因此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，占地面積?。?/p>

2）由于采用了外轉(zhuǎn)子稀土永磁同步電機(jī)和變頻控制技術(shù)，采用直接平衡方式，在曳引系統(tǒng)中采用動(dòng)滑輪，使電機(jī)負(fù)荷小，節(jié)電效果顯著；

3）外轉(zhuǎn)子電機(jī)具有大扭矩、低轉(zhuǎn)速的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程、低沖次，適用于稠油井、大泵強(qiáng)采井和供液不足的低產(chǎn)井；

4）采用天平式重力平衡，抽油機(jī)平衡率高，并且抽油機(jī)調(diào)整平衡操作簡(jiǎn)便；

5）采用變頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)沖程和沖次無級(jí)可調(diào)，并具有缺相保護(hù)功能、超載保護(hù)功能、失載保護(hù)功能和電機(jī)過熱保護(hù)功能、短路自動(dòng)停電保護(hù)功能。啟動(dòng)電流小，正反轉(zhuǎn)換向平穩(wěn)，無沖擊，整機(jī)振動(dòng)??；

6）通過調(diào)節(jié)變頻控制柜面板的旋鈕來調(diào)節(jié)抽油機(jī)的沖次，配合改變上止點(diǎn)傳感器和下止點(diǎn)傳感器的位置改變沖程，通過改變配重平衡塊的重量來調(diào)節(jié)抽油機(jī)的平衡，因此調(diào)整沖程、沖次簡(jiǎn)單，且易操作；

7）采用電液制動(dòng)系統(tǒng)，制動(dòng)安全性提高。

1.2 該設(shè)備與常規(guī)型抽油機(jī)相比有以優(yōu)點(diǎn)

1）運(yùn)行平穩(wěn)，整機(jī)動(dòng)載小，節(jié)電效果突出。平均一臺(tái)設(shè)備日節(jié)電240度左右；

2）常規(guī)型游梁式抽油機(jī)靠減速箱進(jìn)行減速、扭矩輸出，而曳引式抽油機(jī)依靠位于塔頂?shù)耐廪D(zhuǎn)子電機(jī)進(jìn)行輸出扭矩?？芍苯訙p少每年齒輪油的費(fèi)用及因不法分子破壞而導(dǎo)致的直接和間接損失；

3）電機(jī)依靠專用鋼絲繩進(jìn)行牽引，減少了常規(guī)抽油機(jī)的三角皮帶的支出；

4）有別于常規(guī)四連桿抽油機(jī)無需定期黃油軸承保養(yǎng)，提高設(shè)備運(yùn)行時(shí)率；

5）利用變頻技術(shù)啟動(dòng)通過控制柜即可實(shí)現(xiàn)對(duì)沖程、沖次的調(diào)整，最大沖程可達(dá)7.3m。

2 現(xiàn)場(chǎng)推廣應(yīng)用情況

油藏經(jīng)營(yíng)管理一區(qū)分別于2009年6、7月對(duì)側(cè)10-16井、10-19井安裝了曳引式抽油機(jī)。截止目前，兩口抽油機(jī)已正常運(yùn)轉(zhuǎn)近6個(gè)月，油井抽油系統(tǒng)運(yùn)行正常。試驗(yàn)前后測(cè)試的抽油系統(tǒng)工況表明：新型塔架式節(jié)能抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，2臺(tái)抽油機(jī)平均日節(jié)電240.5kwh，平均節(jié)電率37.2%，累計(jì)節(jié)電36 895kwh，節(jié)電效果明顯

2.1 抽油機(jī)參數(shù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)比

試驗(yàn)前后2口抽油井井抽汲參數(shù)、日產(chǎn)液、日產(chǎn)油、含水、動(dòng)液面、泵效等數(shù)據(jù)見表1。

表1

由上表可以看出，文10-19井在泵徑（φ44mm）不變的情況下，電機(jī)功率由45 kW降到14.8 kW；沖程4.8 m增加到5.4 m；沖次由4 n/min降到3 n/min，日產(chǎn)液基本穩(wěn)定。文側(cè)10-16井于2009年6月21日安裝新型塔架式節(jié)能抽油機(jī)后，因地質(zhì)提液的需要，于2009年10月14日上作業(yè)泵升級(jí)（φ44mm↑φ70mm）。在70*5*2.2工作制度下生產(chǎn)穩(wěn)定。從目前的供液情況看該井仍有加大沖程，加快沖次的空間。

由以上兩口井分析來看在電機(jī)功率減小的情況下，油井仍能保持穩(wěn)定的產(chǎn)液量，抽油泵泵效大幅提高。

2.2 抽油泵工況對(duì)比

10-19工況對(duì)比圖

側(cè)10-16工況對(duì)比圖

由以上抽油泵示功圖對(duì)比可以看出，文10-19井安裝新型節(jié)能抽油機(jī)前示功圖嚴(yán)重供液不足，泵日產(chǎn)液量9.3t；安裝新型節(jié)能抽油機(jī)后示功圖明顯變好，泵充滿系數(shù)提高，在理論排量減少6.57m3/d的情況下，泵效由22.1%提高到29.3%，提高了7.2個(gè)百分點(diǎn)。

文側(cè)10-16井安裝新型節(jié)能抽油機(jī)后示功圖接近理論示功圖，泵效由58.5%提高到64.7%，提高了6.2個(gè)百分點(diǎn)。

2.3 試驗(yàn)前后測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比

文10-19井試驗(yàn)前常規(guī)游梁式抽油機(jī)電機(jī)功率45 kW，上行最大電流43A,日耗電289kwh/d。試驗(yàn)后電機(jī)功率14.8 kW，上行最大電流32A，電量計(jì)量76天，平均日耗電為186.5 kwh/d，日節(jié)電102.5kwh/d，節(jié)電率35.5%。截止2009年11月20日該井已累計(jì)生產(chǎn)123天，累計(jì)節(jié)電12 607 kW.h。

文側(cè)10-16井試驗(yàn)前常規(guī)游梁式抽油機(jī)電機(jī)功率45 kW，上行最大電流61A，日耗電356kwh/d。試驗(yàn)后電機(jī)功率22 kW，上行最大電流28A，電量計(jì)量20天，平均日耗電為218kwh/d，日節(jié)電138kwh/d，節(jié)電率38.7%。 截止2009年11月20日該井已累計(jì)生產(chǎn)176天，累計(jì)節(jié)電24 288kwh

[1]石油機(jī)械，2002（9）.

[2]新型抽油機(jī)的研制.哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2002.

TE933

A

1674-6708（2010）23-0187-02