趙 平

（遼河油田金海采油廠，遼寧盤錦 124010）

1 大慶油田機械采油工藝現(xiàn)狀及問題

1.1 抽油機井配套技術(shù)

（1）抽油機井優(yōu)化設(shè)計及降機型技術(shù)。由于3次技術(shù)被大慶油田廣泛使用，油井的產(chǎn)油量也大不如前，開采出的油液性質(zhì)也發(fā)生了一定變化。原有的開采方案會使得負(fù)載計算出現(xiàn)較大的誤差，并且會因為沒有充分考慮抽油機的結(jié)構(gòu)而造成抽油機井存的選型出現(xiàn)偏差、設(shè)備之間不匹配、負(fù)載能力偏低等問題。所以，需要對選型設(shè)計方案進行優(yōu)化處理，以有效降低能源消耗，提升抽油機井的工作產(chǎn)量。

（2）抽油機參數(shù)優(yōu)化技術(shù)。抽油機參數(shù)對設(shè)備運行的狀態(tài)有直接的影響?，F(xiàn)階段，國內(nèi)外主要利用二次皮帶減速裝置、變頻器控制裝置和超低轉(zhuǎn)速大啟動扭矩電機來實現(xiàn)抽油機低沖次，但都存在著傳動效率低，可靠性差等缺點。為此，大慶油田研制了抽油機專用大傳動裝置，經(jīng)過實際操作，發(fā)現(xiàn)這種操作方式能夠大大節(jié)省電量。同時，大慶油田還開發(fā)了多杯等流型氣錨，利用它可以將油氣分離開來，能有效地提高抽油機井原油產(chǎn)量。此外，抽油泵工作時，油管會在上、下沖程時進行伸長和縮短。在這個過程中，抽油泵的沖程就會有損失。此外，載荷交變的頻率也會影響油管的使用壽命。為提高泵的工作效率，防止泵筒與套管之間發(fā)生相對位移，用油管錨定技術(shù)對油管柱的伸縮量進行科學(xué)把控，以增加產(chǎn)液量。

1.2 螺桿泵井配套技術(shù)

螺桿泵采油是一新興的人工舉升采油方式，對于潛油電泵、抽油機柱塞泵、水力活塞泵等機采方式相比較而言，螺桿泵采油的成本少，能適應(yīng)大多數(shù)的作業(yè)環(huán)境，因設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單也使操作更加方便。

（1）大慶油田是從1986年采用螺桿泵采油的，從引進螺桿泵技術(shù)到熟練掌握螺桿泵技術(shù)，再到現(xiàn)在自主開發(fā)技術(shù)，大慶油田不斷克服技術(shù)中出現(xiàn)的定子橡膠脫膠、螺桿泵定轉(zhuǎn)子抱死等技術(shù)問題，目前在機械采油工藝核心技術(shù)上和配套技術(shù)上獲得了不同程度的成就。游梁式抽油機和潛油電泵已經(jīng)不再受到人們的青睞，取而代之的是地面驅(qū)動桿式螺桿泵，此種采油技術(shù)已相對成熟，能很好的適應(yīng)三元復(fù)合驅(qū)和聚合物驅(qū)，在我國的吉林以及哈薩克斯坦等國內(nèi)外油田均有使用。

（2）“十一五”以來，隨著我國科技的不斷發(fā)展，螺桿泵技術(shù)也得到了進一步優(yōu)化和完善，特別是在大慶油田的原油開采中被充分利用。螺桿泵的特點：一是產(chǎn)能新井使用了1600多臺螺桿泵，約占新井總數(shù)的15%；二是通過舉升方式的調(diào)整將抽油機、電泵轉(zhuǎn)換成螺桿泵的井，總計1000多口。螺桿泵井?dāng)?shù)在2005～2009年實現(xiàn)了快速增長，從2000口螺桿泵井增到近6000口，占比從5%增長到9.5%。此外，利用螺桿泵技術(shù)減少了耗電量，年耗電量只占總耗電量的一成。

1.3 外圍低產(chǎn)井配套技術(shù)

（1）提撈采油技術(shù)。提撈車和罐車是提撈采油時用到的作業(yè)工具，兩者需相互配合、缺一不可。提撈采油技術(shù)是根據(jù)供液不足的井提出的，其相關(guān)配套技術(shù)符合小井眼、深井、黏稠井等不同類型井開采的要求。提撈采油技術(shù)不僅能降低生產(chǎn)成本，對三低油田的開發(fā)也有一定幫助。截止到2008年，大慶油田的提撈采油井?dāng)?shù)量占總數(shù)量的7%。

（2）間歇采油技術(shù)。抽油機長期處于輕載狀態(tài)可以通過間歇采油節(jié)能技術(shù)解決。間歇采油節(jié)能技術(shù)可以減少采油的無效流程，從而提高了工作效率。不僅如此，此種技術(shù)還能降低機器的磨損率，延長機械的使用壽命，節(jié)省了維修機器的成本。以此為基礎(chǔ)對采油工作方式進行優(yōu)化，從2009～2010年，間歇采油井?dāng)?shù)量達到332口。

1.4 機采設(shè)備節(jié)能再制造技術(shù)

近些年大慶油田在節(jié)能方面獲得的成績，與使用節(jié)能電機、節(jié)能抽油機等節(jié)能設(shè)備有著密且關(guān)系。節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用有效控制了能源的消耗量。但因節(jié)能抽油機的使用還沒完全普及，所以只占抽油機總數(shù)的27%。

（1）常規(guī)抽油機節(jié)能再制造技術(shù)。對老機型抽油機進行改造一直是這幾年大慶油田主要的工作內(nèi)容，改造對象是下偏杠鈴抽油機和雙驢頭抽油機。因為下偏杠鈴抽油機和雙驢頭抽油機比較容易操作，并且節(jié)能效果比其他抽油機效果好，所以先選擇這兩種抽油機進行試點。通過對比發(fā)現(xiàn)，在相同的測試環(huán)境下，前者節(jié)電24.5%，后者節(jié)能23.8%。

（2）常規(guī)電機節(jié)能再制造技術(shù)。從大慶油田目前的情況來看，將電機全部換成節(jié)能電機需要的資金投入非常大，為能有效地對普通電機進行節(jié)能改造，大慶油田結(jié)合自身發(fā)展情況，制定了一系列的整改方案，并不斷地進行嘗試，最終取得了一定成效。例如，把常規(guī)電機改造成雙功率電機或雙速雙功率電機等，都可以有效地節(jié)省能耗。

2 新型節(jié)能舉升工藝開發(fā)

2.1 等壁厚定子螺桿泵舉升工藝

影響設(shè)備的使用性能和壽命的重要零件是螺桿泵定子。由于螺桿泵定子的橡膠襯套的厚薄不同，所以在工作時的溶脹、溫脹也會有所差異。由于橡膠最厚的地方也是產(chǎn)生熱量的最主要部分，而造成橡膠襯套形線尺寸不精準(zhǔn)，降低了定轉(zhuǎn)子的嚙合作用，最終導(dǎo)致泵的使用壽命減少，增加了投入成本，降低了工作效率。通過對定子橡膠襯套的厚度進行調(diào)整，將其設(shè)計成厚度均勻即等壁厚定子螺桿泵。另外增強橡膠襯套形線的精準(zhǔn)度，保證泵能夠高效地工作。等壁厚定子的使用不僅能延長泵的使用壽命，還能提高大慶油田的經(jīng)濟收益。自采用等壁厚定子以來，已表現(xiàn)出不錯的應(yīng)用效果。

2.2 地面直驅(qū)螺桿泵舉升工藝

防反轉(zhuǎn)機構(gòu)安全性能不好、驅(qū)動系統(tǒng)傳動效率低下等，是普通螺桿泵普遍存在的問題。為此，大慶油田研制了低速大扭矩高效永磁同步電機。相較于普通的驅(qū)動方式，該設(shè)備更易于操作，節(jié)能效果更加突出，且運轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)。改造后的螺桿泵比改造前節(jié)電17%，螺桿泵明顯優(yōu)于改造前。

2.3 全平衡抽油機舉升配套工藝

新型全平衡抽油機是針對每天約5 m3低產(chǎn)低效油井研制的。改進后的抽油機可以通過改變其運動方式對泵的工作速度進行調(diào)控。此外，可以通過精確平衡的手段對其平衡狀態(tài)進行調(diào)整和改善。同時，外轉(zhuǎn)子直驅(qū)電機的采用對整個系統(tǒng)的工作效率有較大提升，有效降低了開采成本。目前大慶油田已經(jīng)對2口井進行測驗，測驗發(fā)現(xiàn)，抽油機的工作效率能提高10%以上。

2.4 潛油柱塞泵水平井舉升工藝

鑒于大慶油田下泵深度較深、外圍低產(chǎn)低滲透的現(xiàn)狀，相關(guān)技術(shù)人員研發(fā)了往復(fù)式潛油柱塞泵舉升工藝。它是以直線往復(fù)潛油電機為核心，通過電機驅(qū)動抽油泵運動。潛油柱塞泵水平井舉升工藝可有效實現(xiàn)小排量井高效舉升，能最大限度地滿足生產(chǎn)需要。目前潛油柱塞泵水平井舉升工藝，已應(yīng)用在大慶油田采油七廠、八廠、九廠等外圍油田。應(yīng)用效果好，未發(fā)現(xiàn)其他問題。

2.5 機采系統(tǒng)自動控制技術(shù)

機采系統(tǒng)自動控制技術(shù)對油田開采十分重要，目前大慶油田使用的自動控制技術(shù)是伺服拖動系統(tǒng)。該伺服拖動系統(tǒng)是一個通過調(diào)整被控對象的位移情況，使被控對象能自動連續(xù)的根據(jù)指令完成相關(guān)工作的閉環(huán)控制系統(tǒng)。自動控制技術(shù)具有自適應(yīng)調(diào)整功能，在一定程度上能實現(xiàn)采油的遠(yuǎn)程控制，并能節(jié)省能源。

3 結(jié)語

大慶油田通過試驗和對試驗結(jié)果進行不斷總結(jié)，研制開發(fā)了很多節(jié)能舉升的工藝，并獲得良好效果。這說明，自主創(chuàng)新對于油田機械采油工藝技術(shù)改進十分重要。同時，相關(guān)部門或單位應(yīng)加大科學(xué)技術(shù)方面的投入力度，不斷對機械采油工藝技術(shù)進行完善和改進，保證工作能夠順利高效地開展。在貫徹實施國家節(jié)能減排政策的同時，建設(shè)起低碳經(jīng)濟和綠色油田來。