抽油机节能创新方法的研究与应用

　　本文阐述了抽油机用能在石油开采过程中所占的份额，分别论述了管理创新与技术创新在抽油机节能管理中的具体经验做法与效果，指出了冲次、平衡、电机的优选，在抽油机节能管理中所发挥的作用。

　　在石油开采中，电力成本约占操作成本的25%，而抽油机用电约占电力成本的33%，也就是抽油机用电消耗占原油开采过程中操作成本的8～9%。抽油机既是用电大户，也是生产经营活动中节能降耗的重点挖潜对象。我厂的抽油机管理，以油气生产为主线，立足安全平稳运行，从科技和管理入手，完善节能管理制度，积极应用节能新技术，努力降低采油单耗，使抽油机运行在经济节能状态，取得了较好的效果。现将我厂在抽油机节能工作方面所做的研究浅述如下：

　　管理创新节能

　　抽油机井平衡调整精益求精。在抽油机井平衡度检查与管理上，我厂每月抽查1/3的油井，确保每季度普查一遍，查出的不平衡抽油机井，分三个步骤进行调整。首先，对照功图，检查冲次是否合适，冲次不合适的，先调冲次，后调平衡，根据地层生产能力来决定抽油机工况，部分抽油机井在优化工作制度后，自然实现了平衡，减少了调平衡次数，从而促进了抽油机井供采匹配与平衡管理工作；其次，对于不需要调冲次或调冲次后依然不平衡的，由油藏经营管理区根据生产情况和整改通知单，按计划整改；第三步，对于抽油机平衡块调到头，仍然欠平衡的井，由装备科报厂调批准后，更换2块大级别的平衡块，也就是抽油机的4个曲柄平衡块，由2对不同重量级别的平衡块组合使用，既增强了抽油机平衡能力，达到了平衡要求，又最大限度节约了投入。

　　抽油机井冲次调整细化入微。在抽油机进冲次调整上，我厂每月过一次泵况，根据功图、产液等情况，细化抽油机冲次调整方案。为保证抽油机冲次调整落实到位，在皮带轮配套上，我们优化了外径系列尺寸，每20mm一个级差，能满足精细化调参需要，尤其是在降低低产低能井单耗上，我们推广应用12极、16极低速电机，在不借助其他减速装置的前提下，16极电机可把14型抽油机冲次降到1.8次/分钟。与8极电机相比，12、16极低速电机工况节能可达40%以上，日均节电量约100度/台，年均节电量36500度/台，年均节电创效23000元/台，节电量相当可观。

　　技术创新节能

　　平衡改造减少抽油机自耗。我厂改造及推广应用新式cyjy14-4.8-73hf/b型抽油机。该型抽油机在游梁尾部加装3.5吨的后配重，代替原来0.9t的游梁尾配重，增加了抽油机运行中的对称平衡份额，能削减抽油机的最大扭矩，改善了平衡状况，提高了平衡能力。平衡重受力点由减速器输出轴向游梁转移，减轻了减速器的直接负荷，使减速器及电机的运行更加平稳，减速器与电机的皮带传动效率得到提高，从而降低了电耗。尤其在配套深抽、出盐、稠油等特殊工况中，该型抽油机解决了井下负荷较重时难以实现平衡的问题。与原cyjy14-4.8-73hf型抽油机相比，新式cyjy14-4.8-73hf/b型抽油机节电率在20%左右，日均节电量约40度/台，年均节电量14000度/台，年节电创效8000元/台。

　　双功率自动可逆转换技术解决游梁式抽油机大马拉小车问题。游梁式抽油机最大优点是可靠性高，故障率低，最大缺点是与电机匹配性差，普遍存在装机功率远大于实际运行功率的“大马拉小车”问题，造成能耗较高确、功率因数低、效率低。这主要是由于起动的必须性和预防载荷波动的必要性引起的，起动载荷约为正常运行载荷的3～8倍，为了保证顺利起动，需要要按最大扭矩为其选配电机，另外运行中，当出现轻微砂卡等问题而载荷增大时，如果没有一定的功率富裕量，就会出现超载停机甚至烧毁电机，正是由于这种必须性和必要性，决定了我们只能为它配套较大功率的电动机，导致了不经济运行。但进一步从时间上分析，我们就会发现：“大马拉小车”现象的必须性，处在抽油机启动阶段，是短暂的，“大马拉小车”现象的合理性，建立在生产过程中的能力储备上，通常时间是不需要发挥的。为此，我们研制了双功率自动可逆转换拖动装置。大、小功率的自动可逆转换，做到了智能化，能满足油井不同工况需求。功率利用率可始终接近40%，远大于sy/t6374-2008《机械采油系统经济运行规范》不低于20%的标准规定。无需电容补偿，裸机功率因数通常在0.5到0.6，甚至可达0.8，超过了sy/t6275-2007《油田生产系统节能监测规范》不低于0.4的标准规定，单井节电率可达15%左右，日均节电量约40度/台，年均节电量14000度/台，年节电创效8000元/台。该类电机特适用于冲次在4次左右的主力油井，推广应用范围很大。

　　在抽油机管理中，合理匹配冲次，能减少无效劳动，做好平衡方式优化与平衡的调整管理，能降低抽油机自身损耗；抓好电机的优选，能减少电机自身损耗。从而提升机采系统效率，做到节能生产。（作者单位：西安石油大学材料科学与工程学院）

　　耿鹏