关键词：抽油机;节能;效率
1 节能概念的提出及意义
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。油田更是如此，注水开采，以水换油、以电换油，基本都是依靠能源换取能源。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。目前采油过程中，采油设备电力损耗成了开发经营成本的重要开支。目前我们的抽油机平均采油率在26%左右，与国外水平相比我们的采油率相对较低。以游梁式抽油机为例，通过简要计算得出其效率基本在12%-20%左右，从数据分析得出，现在所应用的抽油机存在效率低、能耗大、经济性差的问题。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。
2 抽油机能耗因素分析
2.1 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。
2.2 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。
2.3 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。
2.4 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。
3 提高抽油机效率的措施
3.1 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。
3.2 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。
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3.3 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。
3.4 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。
3.5对抽油机的结构进行合理优化
为了有效提高抽油机的节能效果，相关技术人员需要对抽油机的结构进行合理调整，尤其是需要对抽油机的四连杆结构进行合理调整，使其形成一个相对稳定的负荷曲线，通过这样的方法可以极大的降低抽油机在使用的过程中对能源的消耗。
3.6在抽油机中合理利用节能装置
技术人员可以通过在抽油机中利用节能装置来提升抽油机的节能效果。例如加大对间歇抽油控制器的应用，由于人们对石油资源需求量的不断加大，我国的石油储量越来越少，这就导致油田中石油的液面层次比较低，这个时候如果使用抽油机对油田进行不断的抽油工作，不仅会影响抽油机的使用效率，还会降低石油的采收量。而采用间歇式抽油机可以有效的解决这一问题，其工作原理是，在抽油机中安装一个感应器，时刻对油井的负荷情况进行监控，通过这样的方法可以对油田的采油工作进行自动化的管理，跟军监控对油井负荷信息的提供，从而对抽油机的负荷状态进行合理的调整，极大的提升石油的开采效率。
3.7对石油机才设备进行合理配置
抽油机使用过程中，设备的选择是十分重要的，可以在抽油机中安装自动调节装置，这样就可以通过对电压的分析来对电动机的功率和运行电流的参数进行调整，从而对发电机的电压进行有效控制，进而降低电机的电能消耗。例如如果油井中地层中供油量比较充足，可以提高采油系统的运行效率，提高对石油的开采效率。如果油井地层中供油量不足，则可以使采油系统处在待机状态，使地层中的原油进行积累，当其累计到一定的供油量之后再进行开采，提高石油的开采效率。
3.8对抽油机的设备进行更新和优化
石油开采工作中，之所以抽油机能源消耗量大，其中一个原因就是由于采油设备老化，个零件磨损造成的，因此石油企业应该定期对采油设备进行检查，如果发现采油设备出现老化的情况，应该进行更换，采用新的采油设备。其次是需要在采油设备中引进高科技术，不断优化采油设备的采油效率，从而提高石油开采效率。另外需要做好采油设备的后期保养工作，定期对采油设备进行检查和维护，如果发现采油设备出现问题，则应该立即对其进行维修，对其中的老化零件进行替换，从而保证采油设备的运行效率，保证石油开采工作的顺利进行。最后技术人员需要严格按照操作技术来对抽油系统进行操作，从而提高抽油机的使用效率。
4结语
随着社会经济的不断发展，人们对石油资源的需求量越来越大，石油企业也加大了对石油资源的开采力度。石油开采过程中，会使用到抽油机这类采油设备，抽油机在使用的过程中由于能耗消耗大、采油效率低等问题，从而提高了石油开采成本，因此石油企业需要采取一定的节能降耗措施，从而有效提高抽油机的使用效率，降低石油开采成本。
参考文献：
[1]张云钊，王桂林，姚庆童，等.抽油机变速运行控制节能效果评价[J].石油石化节能，2019（02）：41-43.
[2]张宇.油田抽油机电机节能运行技术研究[J].石化技术，2018，25（08）：317.
论文作者:张猛
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/3
标签：抽油机论文; 石油论文; 设备论文; 效率论文; 节能论文; 电动机论文; 油井论文; 《工程管理前沿》2020年第1期论文;