摘要：隨著科技生產(chǎn)力的發(fā)展，通過抽油機(jī)的發(fā)展而衍生出來的技術(shù)已在開采井下石油時被得到了普遍的應(yīng)用，本文主要重點(diǎn)分析了針對上述技術(shù)進(jìn)行了分析，同時更從抽油機(jī)的防堵防卡技術(shù)、曲柄的平衡調(diào)整計算以及效果預(yù)測等方面進(jìn)行涉獵和介紹。
　　關(guān)鍵詞：抽油機(jī) 抽油泵平衡調(diào)整計算以及預(yù)測效果技術(shù)
　　中圖分類號：TE933文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1672-3791(2012)03(a)-0000-01
　　1 抽油機(jī)的工作原理
　　抽油機(jī)是作為深井泵抽油程序中的地面上主要設(shè)備，所以可以看出它是非常重要。根據(jù)不同作用的種類也會不同。隨著抽油機(jī)的技術(shù)的不斷發(fā)展，從20世紀(jì)90年代后，不斷開發(fā)了多種形式的抽油機(jī)。有普通式的抽油機(jī)，也有其他形式的。普通抽油機(jī)一般情況下采用機(jī)械平衡，而前置式抽油機(jī)一開始大多采用氣動平衡，但是因?yàn)榧夹g(shù)上的發(fā)展不完善，后來利用機(jī)械平衡的方法才得到一定程度的改善。前置型抽油機(jī)上沖程曲柄旋轉(zhuǎn)的角度是195度，下沖程曲柄旋轉(zhuǎn)的角度為165度，導(dǎo)致上沖程較下沖程的速度低。有一種叫做游梁式的抽油機(jī)大部分是利用游梁-連桿-曲柄機(jī)構(gòu)、減速箱、動力設(shè)備、輔助設(shè)備這四個部分組成。開始工作的時候，動力機(jī)帶動高速旋轉(zhuǎn)動經(jīng)過皮帶與減速箱傳遞到曲柄軸，促使曲柄軸作較慢的旋轉(zhuǎn)工作，曲柄利用連桿經(jīng)橫梁帶著游梁作上下運(yùn)動，掛在頭上的懸繩器便帶動抽油桿作上下來回運(yùn)動。
　　2 抽油機(jī)的防堵技術(shù)
　　抽油機(jī)的使用大大增加了石油的開采效率，節(jié)約了人力，同時也為節(jié)約資源做出了大量的貢獻(xiàn)，抽油機(jī)節(jié)約能源的技術(shù)是不容小覷的，抽油機(jī)的節(jié)約能源的技術(shù)可以分為兩種類型:一種按照開發(fā)不同類型的抽油機(jī)節(jié)能電機(jī)，比如特高轉(zhuǎn)差率電動機(jī)、三相永磁同步電機(jī)和高啟動轉(zhuǎn)矩雙定子結(jié)構(gòu)電機(jī)和電磁調(diào)速電機(jī)等一些節(jié)能電機(jī)。但是由于投入的資金量較大，在很多油田用節(jié)能電機(jī)替代普通異步電機(jī)還不能推廣到市場被廣泛利用。第二種是利用節(jié)能配電箱，利用改變定子繞組的方法就能改動電機(jī)電壓，但因?yàn)殡姍C(jī)只能得到固定電壓，節(jié)能效果并不理想。
　　抽油機(jī)是一種技術(shù)設(shè)備，在各大油田開采石油時廣泛使用，抽油機(jī)還有一個別稱，叫做 “磕頭機(jī)”，利用加大壓力的辦法把石油從井里抽出。當(dāng)抽油機(jī)開始運(yùn)作時，油管彈性開始收縮向上運(yùn)動，并帶著機(jī)器解堵采油器一起往上運(yùn)動，碰撞滑套產(chǎn)生振動；所謂解堵采油器的原理就是當(dāng)抽油機(jī)上沖程時，油管彈性收縮向上運(yùn)動，帶動機(jī)械解堵采油器向上運(yùn)動，撞擊滑套產(chǎn)生振動；同時，正向單流閥關(guān)閉，變徑活塞總成封堵油套環(huán)形油道，使正向單流閥下方區(qū)域形成負(fù)壓區(qū)，相當(dāng)于對地層產(chǎn)生了一個強(qiáng)大的抽吸力，同時，正向單流閥關(guān)掉，變徑活塞總成封堵油當(dāng)抽油機(jī)下沖程的時候，油管彈性伸長作向下運(yùn)動，帶動機(jī)械解堵采油器向下運(yùn)動，碰撞滑套產(chǎn)生振動；同時，反向單流閥部分關(guān)掉，變徑活塞總成仍然堵住油套環(huán)形油道，使反向單流閥下方區(qū)域變成高壓區(qū)，這種運(yùn)動還可以對地層里面的油流通道產(chǎn)生了另一種方向的沖擊力。
　　3 抽油機(jī)的平衡調(diào)整計算以及效果預(yù)測
　　抽油機(jī)采油是我國使用的采油方面的最常用的采油方式，抽油機(jī)在我國油井被使用的百分比為80％。有關(guān)抽油機(jī)井的設(shè)計和平衡調(diào)整的文獻(xiàn)有很多。經(jīng)過很多專家研究發(fā)現(xiàn)，根據(jù)一些文獻(xiàn)所闡述的方法都要要很多的抽油機(jī)特征數(shù)據(jù)和井下桿管的有關(guān)數(shù)據(jù)，不容易計算，而且忽略了考慮抽油機(jī)的運(yùn)動和桿柱的振動，只是一種類似的方法，與實(shí)際情況有較大的出入，只可以利用于新井設(shè)計。有人研制出一種抽油機(jī)功率曲線付立葉分解方法，那種方法對于抽油機(jī)的電耗檢驗(yàn)之后，只需知道平衡塊數(shù)目、重量與目前的安裝位置三個相關(guān)數(shù)字，就可以計算出平衡塊的最佳位置，并可以對調(diào)節(jié)后的電能參數(shù)、扭矩曲線和節(jié)能情況進(jìn)行估計。
　　3.1 抽油機(jī)的平衡調(diào)整計算
　　目前看來，我們國家生產(chǎn)的抽油桿按級別上劃有C、D、K三種級別。C級抽油桿被用于輕、中型負(fù)荷的抽油機(jī)井；D級抽油桿被用于中、重負(fù)荷的抽油機(jī)井；K級抽油桿被用于輕、中負(fù)荷有腐蝕性的抽油機(jī)井。大多數(shù)油田使用的抽油桿為C級與D級抽油桿。因?yàn)楦鱾€抽油桿生產(chǎn)廠家采取的加工工藝不相同，所以使用的加工材料也不一樣，抽油桿的機(jī)械性能也各不相同
　　一般來講，抽油機(jī)的負(fù)荷特點(diǎn)在很大程度上決定了一旦選用普通的異步電動機(jī)來驅(qū)動抽油機(jī)的話，那么就會不可避免地形成“大馬拉小車”現(xiàn)象的出現(xiàn)。而形成這種現(xiàn)象的原因首先是因?yàn)槌橛蜋C(jī)在最初起動的時候都是帶載起動，慣性矩較大，同時更重要的是總是在上下死點(diǎn)處進(jìn)行起動，所以造成了油田在選配電機(jī)時為了達(dá)到起動順利同時不影響生產(chǎn)的目的，一般都是按照最大扭矩的規(guī)格來選配電機(jī)的，同時抽油機(jī)起動后進(jìn)行正常工作時平均轉(zhuǎn)矩同最大的扭矩相比又較低，所以就造成了電機(jī)在輸入功率方面表現(xiàn)出來的狀態(tài)僅有額定功率的三分之一，這就是最終形成“大馬拉小車”的主要原因；另外一個方面，由于油田在選配電機(jī)時通常都會考慮到油井工況異?，F(xiàn)象的存在，較為明顯的比如砂卡結(jié)蠟的狀況發(fā)生時，不僅會導(dǎo)致起動困難同時還可能造成電動機(jī)的燒毀，所以當(dāng)油井因?yàn)樾蘧确矫娴脑虼嬖诙罱K導(dǎo)致負(fù)荷變大時不必采取頻繁地更換電動機(jī)的方式，因?yàn)檫@種方式不僅會人為地增大裕量，同時還會加劇“大馬拉小車”這一現(xiàn)象所帶來的不良影響。
　　3.2 抽油機(jī)的效果預(yù)測
　　因?yàn)槌橛蜋C(jī)從很大程度上講是按照油井最大化的抽取量來最終進(jìn)行選擇的，更重要的是在最后的設(shè)計方面還留有設(shè)計余量。所以隨著油井由淺入深的抽取，井中的液面會逐漸地下降，泵的充滿度也變得越來越不足，直到最后空抽現(xiàn)象的發(fā)生。在這種情況下，如果不對于抽油井的整體工作狀況加以控制的話，那么就會在很大程度上白白地浪費(fèi)大量的電能，同時也無法完成最終的效果預(yù)測的工作。因?yàn)閷τ谶@種油井而言，較為簡單的效果監(jiān)測方法是實(shí)行間抽，指的是當(dāng)油井出液量不足或者發(fā)生了空抽的現(xiàn)象時，就采取關(guān)閉抽油機(jī)的措施，這樣的做的目的一方面是等待井下液量的蓄積，只有當(dāng)液面超過一定深度時，然后才可開啟抽油機(jī)，這樣以來就會使得抽油機(jī)的工作效率大大提高，避免了大量的電能浪費(fèi)，同時也保證了效果預(yù)測的穩(wěn)定性和正確性。
　　通過上述方法針對抽油井的效果進(jìn)行預(yù)測不僅縮短了抽油時間，同時也實(shí)現(xiàn)了能量消耗方面的大大減少。但是，需要注意是：在使用人工控制以及定時自動來針對抽油井的工作時間進(jìn)行控制時，因?yàn)轭櫦暗轿譁p產(chǎn)方面的影響，在大多數(shù)情況下幾乎都會發(fā)生實(shí)際抽油時間和必要的抽油時間相比，前者的時間會超出后者很長的情形的存在，所以有此我們可以知道空抽現(xiàn)象的存在是無法從根本上避免的。另外一個方面，通過傳感器信號來最終實(shí)現(xiàn)針對閉環(huán)控制條件下的智能間抽控制（IPOC），不僅可以實(shí)現(xiàn)在檢測到空抽時立即將抽油機(jī)進(jìn)行關(guān)閉處理，這樣不僅避免了空抽現(xiàn)象的存在和發(fā)生，同時也可以平均可多節(jié)約能量20%～30%左右。更重要的是：相對于人工間抽以及定時間抽來講，智能間抽控制因?yàn)樵诤芏鄷r候都達(dá)到了較低的平均液面，更是在一定程度上增加了單位時間內(nèi)的總體產(chǎn)量。這是因?yàn)椋^低的液面在相當(dāng)大的程度上行不僅僅意味著較低的井底流壓，同時更代表著在這種情況下結(jié)果會有較多的液體流入到井底，最終也可實(shí)現(xiàn)1%～4%的增產(chǎn)。
　　4 結(jié)語
　　抽油機(jī)實(shí)際上與家里打水的負(fù)壓原理是一樣的，當(dāng)你向下壓下時，缸體內(nèi)部形成真空，把水吸上來，當(dāng)返回時，缸體下部的閥門自動閉合，水從上部閥內(nèi)流出，如此重復(fù)，就把水引上來了，其實(shí)就是一個活塞兩個單向閥。也是通過一個活塞拉桿的抽汲壓力把油抽上來，并通過地下面的管道運(yùn)輸出去。不同的地方就是抽油機(jī)的拉桿是要有一個電機(jī)帶動的。抽油機(jī)在現(xiàn)代有很多中形式，一般常見的就是我們平時看到的那種帶有一個類似于的扇形鐵塊那種，形象地成為“磕頭機(jī)”。也有直線電機(jī)帶動的，體積小，節(jié)能效果更好，但是成本相對高。 抽油機(jī)這樣的外表設(shè)計不是因?yàn)楣?jié)能，是因?yàn)檎驹跍p少對電網(wǎng)影響的角度來設(shè)計的，由于我們知道當(dāng)抽油桿下落的時候，電機(jī)是不運(yùn)作的，相反還有電能回潰電網(wǎng)（做無用功甚至作負(fù)功），油田的抽油機(jī)很多，這些回潰的電能使電網(wǎng)產(chǎn)生了嚴(yán)重的變形，所以現(xiàn)在有的抽油機(jī)就帶了回潰制動或者回潰逆變等多種方法。
　　
　　參考文獻(xiàn)
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