抽油机节能现状与节能降耗效果分析.doc

抽油机节能现状与节能降耗效果分析摘要：中石化胜利油田开发普遍采用常规抽油机作为机械采油的设备。介绍了常规抽油机的优势，指出了新型抽油机可靠性不足。指出抽油机节能要看系统，需通过改造游梁式抽油机，开发无游梁式抽油机等措施，以改善节能降耗效果。主题词：油田 抽油机 节能降耗 措施0 引言中石化胜利油田机械采油抽油机用量大、耗能高，约占油田总用电量的70%，是影响油田采油成本的重要因素。近20年来，国内大油田及抽油机生产企业在抽油机的节能降耗上做了很大的努力和尝试。市场上先后出现了很多类型的抽油机产品及节能装置，仅试验、应用的各种新型抽油机就有一百多种、数万台。1 常规抽油机优势特点通常来说，油田企业对抽油机的应用首先要求是可靠性高，故障率低，安全性好。抽油机的工作环境和条件十分恶劣：一是要求无人值守地运转；二是除了维护、修井时间以外，要求一年365天每天24小时不停地工作；三是在野外露天、严寒酷暑、风霜雨雪等环境下全天候地工作；四是为带动抽油杆上下抽油，抽油机每天要换向数千至数万次，随着换向其载荷不断地大幅度正负变化。正因为严酷的工作条件要求抽油机有高度的可靠性。目前国内对抽油机的“可靠性”要求，暂时还没有明确的标准。据统计，中石油抽油井平均有效开机时率约95%，即平均每口井每年有18.25天处于停机状态。而加拿大、印尼要求抽油机每年停机时间分别不超过一天、一天半。假设以每年停机3天计算，中石化在用的2万台抽油机，则需要有800多个维修队伍365天忙于抽油机的维护。目前正在试用的新型抽油机，可靠性远远达不到上述要求，保守一点说，这些机型年累计维护时间不会少于10天。如果在试验阶段，试用的数量小，这10天的维护时间不是大问题，假如推广则数字令人震惊。这不仅使维护的人力、直接费用难以支撑，同时将意味着每年要影响很大的原油产能。抽油机可靠性对油田的意义由此可见一斑，常规抽油机在耐用方面独领风骚；仅此一项，需要经常维护的机型在市场上会被一一淘汰出局。其次是操作维护方便、运行成本低。调查结果显示，目前常规抽油机及其基础上革新出来的新机型，即游梁式节能抽油机每年维修成本一般在2000元左右，市场上的新品，即无游梁式节能抽油机的维修成本通常在800010000元之间，是游梁式抽油机的4-5倍；维修时间因各种机型有所不同，大致上无游梁式抽油机维护时间是游梁式抽油机的2倍以上，且对维修人员素质要求较高。由于各油田成本压力均较大，维修人员较为紧张，虽然无游梁式抽油机节能效果也不错，但与游梁式节能抽油机相比，不仅维修时间长、费用高，同时还因停机时间较长影响原油产量，而且对采油维修人员素质等要求更高，不太适应油田的实际，推广难度较大。基于上述两点，至今游梁式抽油机仍在抽油机大军中占有绝对多数，仍然是各油田抽油作业的首选。2 新抽油机机型可靠性不足近20年来，随着胜利油田对节能降耗的重视，不断有大量的节能型抽油机、节能电机、节能配电柜等产品在油田现场进行试验应用，其中试验、应用的各种新型抽油机有数十种。大部分由于设计、质量、安全、操作维护等方面的原因，可靠性远远达不到上述要求而遭淘汰。新型抽油机在油田经过近20年来的应用考验，只有少数机型双驴头、下偏杠铃、弯游梁、偏置式、低矮型、链条宽带等）得到了用户的认可，逐步推广应用至今，其余近百种机型由于设计、制造等方面原因，使其可靠性差、故障率高、维修复杂等还比较稚嫩，无法适应油田现场的使用要求被淘汰。例如：上世纪八十年代推广的链条抽油机，因轨迹链条故障多这个致命缺陷，已全部退出了市场；摩擦式抽油机，通过几年的试用，由于产品可靠性较差、小毛病不断及设计不合理，维修保养存在一定安全隐患，现已基本被淘汰；曾经广泛推广应用的自启动永磁异步电机，虽然在初时节能效果较好，但使用一段时间后逐渐退磁，退磁后能耗更大，现已基本退出市场。还有许多机型没能到小批量试验就已退出市场。以上这些未成功的机型，虽然在推广初期都有明显的节能效果，批量推广应用后很快就出现了各种问题，逐步被市场淘汰。遭淘汰的原因主要有三点：第一，初期试验数量小，厂家往往由专人盯在现场，选配电机、维护调整都比较到位，有点问题不等油田用户知道，厂家就已经自行解决；第二，现场连续试验时间不够长，有些问题暴露不足；第三，批量应用后，有些在少量试验时不成问题的问题，将会上升到不能接受的大问题。一种好的抽油机产品要结构简单，可靠性高，节能效果好且成本较低，其中，可靠性是最主要的、首要因素。作为抽油设备之一，抽油机产品首先要满足基本需要，如果达不到可靠性这一要求，光说节能是不够的。3 改造游梁式抽油机基于常规抽油机结构简单、可靠耐用、操作维修方便等优点，后来，抽油机生产企业在游梁抽油机的基础上，改进开发了双驴头、下偏杠铃、弯游梁、偏置式、低矮型等机型抽油机。这些机型既保留了上述优点，又具有节能优势，深受各大油田用户好评。经调查，目前在各大油田主要以双驴头抽油机、偏置（异相曲柄）抽油机、下偏杠铃抽油机及弯游梁抽油机为主，约占节能型抽油机的98.1%。经过油田实际工况条件的考验，这些机型得到应用环境条件的认可。但国内仍然有很多在用的老机井，如何降低这些常规抽油机的能耗，正成为各油田抽油机节能工作的重点。据了解，目前各油田主要采取了多项作法：一是将常规机分批进行节能改造，如改造成双驴头抽油机、下偏杠铃抽油机等。二是给常规抽油机加装节能拖动装置，实施节能改造。三是在抽油机电控柜加装电容器对无功功率进行就地补偿。通过上述措施，均取得了不同程度的节电效果。4 开发无游梁式抽油机游梁式抽油机的结构原理决定了耗能较多，这给各种新型抽油机提供了一个机遇。这些年来，中石化大油田及制造业进行了积极有效地尝试。后来开发的新型抽油机有链条抽油机、皮带抽油机、液压抽油机、塔架式电机正反转的抽油机这些抽油机都有各自的优点，如平衡效果好、节能、抽油冲程长、重量轻、占地小等。但总的来说，在运转可靠性方面，均逊于号称老黄牛的常规游梁抽油机。无游梁式抽油机易于实现长冲程、悬点接近匀速直线运动等特点，在粘稠油开采上具有常规抽油机所无法比拟的优越性。在稠油较多油田区块，如辽河油田，“长冲程、低冲次”粘稠油开采，给这类抽油机提供了较大的发挥空间。在中石化胜利油田，日前发明了长环形齿条抽油机。该皮带抽油机采用了链条抽油机“轨迹链条换向结构”核心技术，独创的“长轨形齿条换向结构”，主要目的是以齿条代替链条，以进一步提高可靠性；同时，又进一步缩短传动链，使机械效率有所提高。发明者顾心怿院士表示，这是一次新的努力。当然，由发明到成熟，再到通过实践的检验和业内的认可接受，还得有一个过程。据称，该抽油机近来已经得到很好的应用。5 抽油机节能要看系统抽油作业是一个系统，抽油机只是其中一个主要环节，节能还要看整个系统。油田的井下情况很复杂，判断一种抽油机是否节能，还要考虑很多环节。首先，“量体裁衣”很重要。在选用抽油机时，要根据油井产液量大小、动液面深浅、含水率及原油粘度大小等因素，统筹考虑。小泵、深抽要考虑抽油机额定悬点载荷的满足及用长冲程保证泵效；浅井、大泵要考虑减速器额定扭矩的满足；浅井小泵可考虑采用玻璃钢抽油杆和短冲程高冲次抽油机谐振抽油；原油粘度高、动液面深的油井，需要长冲程、低冲次的抽油机等。其次，细化抽油机管理，依靠管理节能，非常关键。一方面，根据油井实际载荷，选配适合功率的电机，避免“大马拉小车”；另一方面，及时调整抽油机平衡度。在不少新机型上井试验中，这点效果很明显。正如一位业内人士所言：管理