油田常規抽油機節能改造

設萏·嚴■油田常規抽油機節能改造劉長(cháng)勝(勝利油田分公司孤東采油廠(chǎng))摘要常規游梁式抽油機因可靠性好、操作維護方便、運行成本低等原因成為各油田抽油作業(yè)的首選。新抽油機杋型因可靠性不足,有的遭到了淘汰,而游梁抽油杋通過(guò)改進(jìn)開(kāi)發(fā)了雙驢頭、下偏杠鈐、彎游梁等杋型抽油杋,可靠性較好,且又具有節能優(yōu)勢,無(wú)游梁式抽油機則在黏稠油開(kāi)采上具有常規抽油杋無(wú)法比擬的優(yōu)越性,判斷一種抽油機是否節能,要考慮很多環(huán)節。選用抽油機時(shí)要根據油井產(chǎn)液量大小、動(dòng)液面深淺、含水率及原油黏度等因素進(jìn)行統籌考慮,以達到節能的目的關(guān)鍵詞油田抽油機節能降耗措施D0:10.3969/j.issn.2095-1493.2011.08.009我國各大油田機械采油抽油機用量大、耗能間分別不超過(guò)1d、1.5d高,約占油田總用電量的70%,是影響油田采油能假設以每年停機3d計算,中石油在用的10耗和成本的重要因素。近20年來(lái),國內大油田及10臺抽油機,則需要有2460多個(gè)維修隊伍365d制造企業(yè)在抽油機的節能增效上做了各種努力和嘗(8hld)忙于抽油機的維護。目前正在試用的新型試。市場(chǎng)上先后出現了很多類(lèi)型的抽油機產(chǎn)品及節抽沖機,可靠性遠遠達不到上述要求,保守一點(diǎn)能裝置,僅試驗、應用的各種新型抽油機就有一百說(shuō),這些機型年累計維護時(shí)間不會(huì )少于10d。多種、數萬(wàn)臺。如果在試驗階段,試用的數量小,這10d的維護時(shí)間不是大問(wèn)題,假如推廣到10×10臺則數字1常規抽油機機型的絕對優(yōu)勢令人震驚。即意味著(zhù)需要有8000個(gè)維修隊伍365d通常來(lái)說(shuō),油田選用什么抽油機設備,用戶(hù)說(shuō)(8hd)忙于抽油機的維護。這不僅使維護的人了算。只有他們最清楚需要什么樣的抽油機。油田力、直接費用難以支撐,同時(shí)將意味著(zhù)每年要影響企業(yè)對抽油機的選用首先是可靠性高,故障率低,300×10t的原油產(chǎn)能(3td)、75×10元收入安全性好(2500元/t)抽油機的工作環(huán)境和條件十分惡劣,要求:無(wú)抽油機可靠性對油田的意義由此可見(jiàn)一斑,常人值守地運轉;除了維護、修井時(shí)間以外,1年規抽油機在耐用方面獨領(lǐng)風(fēng)騷。僅此一項,就將需365d每天24h不停地工作;在野外露天、嚴寒酷要經(jīng)常維護的機型在市場(chǎng)上一一淘汰出局。暑、風(fēng)霜雨雪等環(huán)境下全天候地工作。為帶動(dòng)抽油另外,常規抽油機的操作維護方便、運行成本桿上下抽油,抽油機每天要換向數千至數萬(wàn)次,隨低。調查結果顯示,目前常規抽油機及在其基礎上著(zhù)換向其載荷不斷地大幅度正負變化。正因為嚴酷革新的新機型,即游梁式節能抽油機每年維修成本的工作條件要求抽油機有高度的可靠性。般在2000元左右。市場(chǎng)上的新品,即無(wú)游梁式目前國內對抽油機的“可靠性”要求,暫時(shí)還節能抽油機的維修成本通常在8000~10000元之沒(méi)有明確的標準。據統計,中石油抽油井平均有效間,是游梁式抽油機的4-5倍;維修時(shí)間因各種機開(kāi)機時(shí)率約95%,即平均每口井每年有1825d處于型有所不同,大致上無(wú)游梁式抽油機維護時(shí)間是游停機狀態(tài)。而加拿大、印尼要求抽油機每年停機時(shí)梁式抽油機的2倍以上,且對維修人員素質(zhì)要求較高作者簡(jiǎn)介:劉長(cháng)勝,1994年畢業(yè)于勝利石油學(xué)校,2005年畢業(yè)于目前由于各油田采油公司成本壓力均較大,維中國石油大學(xué)(東營(yíng)),高級I程師,從事采油技術(shù)管理工作,E-mal:liuchangsheng.slyt(esinoper.com,地址:山東東營(yíng)勝利油修人員較為王游式抽油機節能效果不中國煤化分公司孤東采油廠(chǎng),257237錯,但與游僅維修時(shí)間CNMHGe0年第日期石油石化節能25Equipment Product長(cháng)、費用高,同時(shí)還因停機時(shí)間較長(cháng)影響原油產(chǎn)2)現場(chǎng)連續試驗時(shí)間不夠長(cháng)(至少需要一個(gè)量,而且對采油維修人員素質(zhì)要求更高等,不太適大修周期6a),有些問(wèn)題暴露不足應油田的實(shí)際,推廣難度較大。3)批量應用后,有些在少量試驗時(shí)不成問(wèn)題基于上述兩點(diǎn),至今游梁式抽油機仍在抽油機的問(wèn)題上升為不能接受的大問(wèn)題。例如,在幾臺抽大軍中占有絕對多數,仍然是各油田抽油作業(yè)的首油機試驗時(shí),即使每臺設備每年累計需要30d的維選。據統計,中石油現有油井數約14×10°口,其修時(shí)間,對于維修工來(lái)說(shuō)并不是應付不了的,但假中抽油機井數1.5×10′口,在用10.3×10口。使如應用到1000臺,即使每臺設備年累計維修時(shí)間用常規抽油機6.1×10′臺,占59%,節能型抽油機需要10d,油田也承受不了。4.2×10‘臺,占41%。全國超過(guò)20x10口抽油機近百種抽油機的試驗推廣和退出市場(chǎng),不僅給中,使用常規抽油機的應在60%以上。制造廠(chǎng)家帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟損失,中石油、中石化2新抽油機機型可靠性不足也為此付出了巨大的原油產(chǎn)量損失和人力、物力損失。近20年來(lái),隨著(zhù)國家和石油公司對節能降耗種好的抽油機產(chǎn)品要結構簡(jiǎn)單,可靠性高的逐步重視,不斷有大量的節能型抽油機、節能電節能效果好且成本較低,其中,可靠性是首要因動(dòng)機、節能配電柜等產(chǎn)品在油田現場(chǎng)進(jìn)行試驗應素。作為抽油設備之一,抽油機產(chǎn)品首先要滿(mǎn)足基用,其中試驗應用的各種新型抽油機有一百多種,本需要,如果達不到可靠性這一要求,節能效果再數萬(wàn)臺。大部分由于設計、質(zhì)量、安全、操作維護好也是不夠的。等方面的原因,可靠性遠遠達不到上述要求而被由此看來(lái),要打破常規,必須先讓用戶(hù)真正信淘汰。服,歸根結底在于抽油機產(chǎn)品本身。如果能在經(jīng)濟新型抽油機在油田經(jīng)過(guò)近20年來(lái)的應用考性較好的情況下,大大提髙可靠性,就有可能逐步驗,只有少數機型(雙驢頭、下偏杠鈴、彎游梁、擴大推廣應用的數量,甚至,將來(lái)某一天會(huì )取代游偏置式、低矮型、鏈條寬帶等)得到了用戶(hù)的認梁式抽油機的優(yōu)勢地位?？?逐步推廣應用至今,其余近百種機型由于設計、制造等方面原因,可靠性差、故障率高、維修3改造游梁式抽油機復雜,無(wú)法適應油田現場(chǎng)的使用而被淘汰基于常規抽油機結構簡(jiǎn)單、可靠耐用、操作維上世紀80年代,曾批量在遼河黏稠油田上推修方便等優(yōu)點(diǎn),抽油機生產(chǎn)企業(yè)在游梁式抽油機的廣的鏈條抽油機,十多年間應用了3200多臺,但基礎上,改進(jìn)開(kāi)發(fā)了雙驢頭、下偏杠鈴、彎游梁、終因軌跡鏈條故障多這個(gè)致命缺陷,全部退出了市偏置式、低矮型等抽油機。這些機型既保留了原來(lái)場(chǎng)。摩擦式抽油機,2002年在大慶、遼河、吉林小優(yōu)點(diǎn),又具有節能優(yōu)勢,深受油田用戶(hù)好評范圍地進(jìn)行了推廣應用,通過(guò)幾年的試用,由于產(chǎn)經(jīng)調查,目前在大慶、遼河、新疆等7家油田品可靠性較差、小毛病不斷(2-3個(gè)月需進(jìn)行一次企業(yè)中,節能型抽油機共計36361臺,其中,游梁維修保養)及設計不合理(電動(dòng)機、減速箱在抽油式抽油機有35670臺,主要以雙驢頭抽油機、偏置機頂部),維修保養存在一定安全隱患,現已基本(異相曲柄)抽油機、下偏杠鈴抽油機及彎游梁抽被淘汰。曾經(jīng)廣泛推廣應用的自啟動(dòng)永磁異步電油機為主,約占節能型抽油機的981%。經(jīng)過(guò)油田機,最多時(shí)曾用到1萬(wàn)多臺,雖然在初時(shí)節能效果實(shí)際工況條件的考驗,這些機型得到認可,已成為較好,但使用一段時(shí)間后逐漸退磁,退磁后能耗更目前中石油新機井和替換老機井中采用的主力大,現已基本退出市場(chǎng)。還有許多機型沒(méi)能到小批機型。量試驗就已退出市場(chǎng)。以上這些未成功的機型,雖目前國內仍然有很多在用的老機井,如何降低然在推廣初期都有明顯的節能效果,批量推廣應用這些常規抽油機的能耗,成為各油田抽油機節能工后很快就出現了各種問(wèn)題,逐步被市場(chǎng)淘汰。作的重點(diǎn)。遭淘汰的原因主要有3點(diǎn)據了解,目前中石油各油田主要采取以下1)初期試驗數量小,廠(chǎng)家往往由專(zhuān)人盯在現做法:場(chǎng),選配電動(dòng)機、維護調整都比較到位,出現問(wèn)題◇將常中國煤化工如改造成雙不等油田用戶(hù)知道,廠(chǎng)家就已經(jīng)自行解決。驢頭抽油機CNMHGWww設百·嚴品◇給常規抽油機加裝節能拖動(dòng)裝置,實(shí)施節皮帶抽油機采用了鏈條抽油機“軌跡鏈條換向結能改造構”核心技術(shù),獨創(chuàng )的“長(cháng)軌形齒條換向結構”主◇在抽油機電控柜加裝電容器對無(wú)功功率進(jìn)要是以齒條代替鏈條,以進(jìn)一步提高可靠性;同行就地補償。時(shí),又進(jìn)一步縮短傳動(dòng)鏈,提高機械效率。通過(guò)上述措施,均取得了不同程度的節電效發(fā)明者顧心懌院士表示,這是一次新的努力。果。如采用承德石油機械有限公司生產(chǎn)的高轉差電當然,由發(fā)明到成熟,再到通過(guò)實(shí)踐的檢驗和業(yè)內動(dòng)機,通過(guò)十多年來(lái)38000多臺高轉差電動(dòng)機使用的認可接受,還需一個(gè)過(guò)程。據稱(chēng),該抽油機近來(lái)效果來(lái)看,此項節能措施是一項投入少、見(jiàn)效快的已經(jīng)得到很好的應用。便捷方法。另外,一些油田根據油田實(shí)際工況選用多功率電動(dòng)機、雙速電動(dòng)機等,也取得了較好的節5系統節能能效果。抽油作業(yè)是一個(gè)系統,抽油機只是其中一個(gè)主要環(huán)節,節能還要看整個(gè)系統。油田的井下情況很4開(kāi)發(fā)無(wú)游梁式抽油機復雜,判斷一種抽油機是否節能,還要考慮很多游梁式抽油機的結構原理決定了耗能較多,這環(huán)節。給各種新型抽油機提供了一個(gè)機遇。這些年來(lái),中首先,“量體裁衣”很重要。在選用抽油機石油、中石化各大油田及制造企業(yè)進(jìn)行了積極有效時(shí),要根據油井產(chǎn)液量大小、動(dòng)液面深淺、含水率的嘗試。及原油黏度大小等因素統籌考慮。小泵、深抽要考開(kāi)發(fā)的新型抽油機有鏈條抽油機、皮帶抽油慮抽油機額定懸點(diǎn)載荷的滿(mǎn)足及用長(cháng)沖程保證泵機、液壓抽油機、塔架式電動(dòng)機正反轉的抽油機效;淺井、大泵要考慮減速器額定扭矩的滿(mǎn)足;淺……這些抽油機都有各自的優(yōu)點(diǎn),如平衡效果好、井小泵可考慮采用玻璃鋼抽油桿和短沖程高沖速抽節能、抽油沖程長(cháng)、質(zhì)量輕、占地小等。但總的來(lái)油機諧振抽油;原油黏度高、動(dòng)液面深的油井,需說(shuō),在運轉可靠性方面,均遜于號稱(chēng)“老黃?！钡囊L(cháng)沖程、低沖速的抽油機等。常規游梁抽油機。其次,細化抽油機管理,依靠管理節能,非常盡管如此,無(wú)游梁式抽油機易于實(shí)現長(cháng)沖程、關(guān)鍵。一方面,根據油井實(shí)際載荷,選配適合功率懸點(diǎn)接近勻速直線(xiàn)運動(dòng)等特點(diǎn),在黏稠油開(kāi)釆上具的電機,避免“大馬拉小車(chē)”;另一方面,及時(shí)調有常規抽油機所無(wú)法比擬的優(yōu)越性。在稠油較多油整抽油機平衡度。在不少新機型上井試驗中,這點(diǎn)田區塊,如遼河油田,“長(cháng)沖程、低沖速”黏稠油效果很明顯。正如一位業(yè)內人士所言:“管理水平開(kāi)采給這類(lèi)抽油機提供了較大的發(fā)揮空間就是節能?！睋私?在中石油應用無(wú)游梁式抽油機主要以據國內外專(zhuān)家研究稱(chēng),單純在抽油機上節能挖塔式皮帶機為主,其中,鏈條寬帶抽油機用得最潛,節能不會(huì )超過(guò)8%。實(shí)際上,抽油機節能是好。鏈條寬帶抽油機(8m沖程,2次/min)在遼河個(gè)系統的節能,從變壓器、低壓電路、電控柜、電油田6年多的改進(jìn)完善,可靠性不斷增強,在遼河動(dòng)機、抽油機、抽油桿、抽油泵等組成的系統中綜油田已基本得到認可。合節能。加強抽油機的運行管理,同樣是節能降耗另外,在中石油大港油田、大慶油田的一些采的有效途徑。油廠(chǎng),有兩種新機型正在試用。一種是試用1年多的復式永磁電動(dòng)機抽油機,由于其效率和功率因數(收稿日期:2011-08-19)高,簡(jiǎn)化了機械傳動(dòng)環(huán)節,比普通電動(dòng)機節電35%~57.6%;另一種是試用近2年的曲拉式抽油機,該機型結構簡(jiǎn)單,鋼材用量少,通過(guò)優(yōu)化滑輪位置優(yōu)化力的傳輸實(shí)現節能,比普通機節能44.5%。以上2種新機型,雖然在設計方面有獨到之處,但若批量試用尚需2~3年時(shí)間。中國煤化工中石化勝利油田發(fā)明了長(cháng)環(huán)形齒條抽油機。該CNMHGe口年第日期石油石化節能27