摘要：抽油机是油田生产的必要组成部分。在原油开采过程中，抽油机设备的投入是保障采油产能状况的必要措施。采油开发至中后期，油井自产能力会逐步递减，利用抽油机的作用能够继续进行生产。这样抽油机的工作效率就直接决定了原油的产能，而其中抽油机的成本投入也决定了企业效益，在世界经济的大环境作用下，效益是各大企业的追逐目标。因此降低抽油机能耗成本从另一方面来说就是为企业赢得更多利益。因此，本文主要通过探讨抽油机节能技术，针对目前的抽油机能耗现状，同时进一步探讨如何改进抽油机促使达到更优的节能水平。
关键词：有杆抽油机；能耗；节能；
抽油机的工作主要是通过机械力量促使抽油杆做往复直线运动，完成抽吸作用。但是抽油机存在能耗大的问题，油田电力消耗成本主要来自于抽油机部分。能耗问题是采油生产成本投入的主要问题。目前所采用的抽油开采方式是我国油藏地质条件所决定的，低产、低渗的情况造就必须采取这样的开采模式。随着世界能源发展及人们对石油能源需求量逐步增大，针对石油生产的效率问题应该提出新的要求。因此提升抽油机设备经济性、效率显得尤为重要，一方面通过改善抽油机效率促进了开采能力的提升，另一方面高效率作用下降低了成本投入。通过节能改造进一步保障采油效益。
一、抽油机能耗因素分析
（一）地上因素
地上因素主要是指地面设备的能耗影响，一般包括电动机、皮带、减速器等因素。其中电机因素主要是电动能耗，电动机是提供抽油机运动的能源，一般电动机工作过程中所需要的启动转矩较大，且电机载荷率波动较大，因此电机存在寿命短、负载率低、电流波动大等问题，造成了大量的能量损耗。根据电动机铜损与相电流的平方及绕组电阻关系比较计算，目前油田抽油机的电动机普遍效率较低；而传动因素的能耗主要表象为皮带与转轮之间的能量损失，皮带工作时的能量损失有两种：一种载荷无关，如皮带与轮槽的摩擦损失及风阻损失等；第二种与载荷成正比，如皮带与轮槽间纵向及径向的滑动损失等；减速箱是有杆抽油系统中将高速运动转化为低速运动的主要部件，减速箱中齿轮啮合及摩擦损失是主要能耗损失因素。
（二）井下因素
盘根盒的主要作用是房子井液漏失，盘根盒的松紧决定了井口漏失情况，过松的盘根盒会使得井口漏失严重，过紧的盘根盒又会造成摩擦阻力的增大使得能耗增加，且过大的摩擦力会促使填料寿命过低，易损坏；抽油杆与举升液体间及抽油杆与油管间的摩擦损失是抽油杆主要能耗形式，在油田开发中后期，随着油井含水率逐步上升，出沙量增大，进一步造成油杆与油管的摩擦，造成能量损耗；抽油泵的能量损耗主要抽油泵将井下液体提升至地面过程中存在一定的能量损失，其中主要表现为设备机械损耗、容积损耗和水力损耗。
（三）管理因素
管理因素主要是指操作人员对抽油机系统设置不正确所造成的能量损耗，其中包括对抽油机抽汲参数、平衡度以及设备保养等管理设置不到位。由于管理问题导致抽油机不能极大限度发挥自身能效，进而造成地面与井下效率的降低。因此管理因素占能耗主导地位。
（四）空抽因素
随着油井不断开发，油储量的变化会导致油井在进行由浅入深的抽取时，往往会出现油面逐渐下降、地下油量越来越少、抽油泵充满度越来越不足的现象，这种想象就叫做空抽现象。空抽现象的出现造成抽油机所做的功都为无用功，不仅仅生产效率低下，反而会致使设备故障，最终影响设备寿命。
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（五）运行环境恶劣
设备老化是能耗损失的又一表现，抽油机的老化主要与抽油机所处的运行环境有极大的关系。采油机布置一般都处于荒山之中，风吹日晒，而机械设备如果不能及时维护会使得设备容易老化损坏，从而造成资源浪费损失。
二、提高抽油机效率的措施
（一）节能电机
电机节能主要通过配电节能措施或者改变输入输出机械特性。配电措施主要采用三级补偿，抽油机单井第一无功就地补偿、配电网高压无功分散补偿、变电所高压无功自动跟踪补偿。通过改变输入机械特性改变电源频率从而实现与负荷特性的柔性配合；或者根据改变其转速差实现电动机与抽油机的配合；再者提高电动机的功率因数和负荷率。如采用超高转差电动机、采用永磁电动机等节能电动机来改变异步电动机的机械特性，降低抽油机的启动能耗。国内节能电机均是以提高电机功率利用率原理来提高电机效率的，如超高转产率电机、电磁调速电动机、永磁同步电机、双功率电动机、双定子结构电机、变频调速电动机等。
（二）变频调速
利用变频调速进行动态调整，电动机功率与转速成正比，通过动态改变电动机转速使得井下泵排量与原油地层渗透率相互适应，并且根据出油量及出液量，自行变频调整电动机转速，从而达到节能的效果。采取变频控制进一步提高了电机功率因数，使供电电流减小，减轻了电力设备负担，降低线路功率损耗。
（三）特种抽油杆
采用特种抽油杆，在抽油杆往复运动过程中采用新型材料进一步降低摩擦阻力，目前像玻璃钢、铝合金、钢丝绳等抽油杆已经逐步进入采油设备市场，这些特种材质的抽油杆拥有单位长度重量轻、抗拉强度高的特点，可使井下功率损失减小，进一步提升节能效果。
（四）管理节能措施
针对抽油机进行节能管理，主要对抽油机运行过程中的抽汲参数、平衡度及沉没度等进行严格管控。避免因为参数指标不合格所造成的能量损耗以及设备损耗。有关平衡度的设置主要是针对不同型号抽油机采取相适应的平衡调整措施，使得抽油机平衡度维持在合理范围区间。对抽汲参数的调整应当根据油井生产能力，供液能力综合计算进行设置，对“低泵效，低产量，大冲程”供液能力较差的生产井在不影响产量的情况下优化生产参数；对“高泵效，高液量，高含水”具有自喷能力的井采取停井自喷生产方式；对稠油井采用“大泵，大冲程，低冲次”生产制度。对正常井采用增大沉没度减少气体影响，增大泵充满度等。选择合理的沉没度用以提高泵效，从而减少能量损耗。
结语
本文所探讨的节能措施是提升抽油机能效的主要做法及措施。文中所应用的改进措施最终会形成新型节能型抽油机。针对性改变地面、井下、管理措施等方法进而使得抽油机更具节能生产的能力，一方面为企业创造了更多的效益。另一方面符合了集团公司对节能生产的基本要求，是目前石油企业发展的主要目标方向。
参考文献：
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论文作者:姜振风1,马庆2,张艳芳1
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/4
标签：抽油机论文; 电动机论文; 节能论文; 损失论文; 因素论文; 电机论文; 油井论文; 《基层建设》2019年第10期论文;