摘要：采油设备是石油企业的主要生产设备，能耗一般占油田总用电量的65%以上，其运行经济性直接影响到油田生产成本和企业的进步发展，历代油田的生产经营和工艺设备的管理者对采油设备的使用和管理都非常重视，也从来没有停止过对采油设备节能新技术的探索和推广。八面河油田自开发以来已经生产经营三十多年，采油设备从上世纪八十年代的成熟技术到新时代飞速发展的自动化和信息化，成为各种技术承前启后，更新迭代的舞台。本文就八面河油田采油设备在节能技术应用方面的实践成果、经验得失以及对未来发展的探索作阶段性论述。
关键词：八面河油田；采油设备；节能技术；实践与探索
八面河油田目前有采油生产设备1538台，其中抽油机1530台，占99.5%；螺杆泵5台；电潜泵3台。总装机容量约34兆瓦，2017年耗电量7100多万度，约占生产总电量的２/３。平均功率因数为0.64，平均系统效率为22.6%。抽油机设备中，游梁式抽油机1484台，占97%，皮带式抽油机（链条换向）41台，液压抽油机2台，变频调速电机换向皮带式抽油机（试用）3台。下面的节能技术分析以抽油机为主要研究对象。
一、抽油机存在的主要问题
1、结构型式单一
八面河油田现有游梁式抽油机1484台，占抽油机总量的97%。游梁式抽油机以其结构简单、性能可靠、安装操作维修方便、抗风险能力强等优点在近百年的历史上长期独占主角，在人们的心目中根深蒂固。但在倡导绿色环保、低碳节能、高效智能的新时代则略显老旧和笨拙，效率低、能耗高、保养周期短和参数调整费工费时等缺点逐渐暴露出来。
2、配套电机“大马拉小车”
抽油机的最大生产特点就是带负载启动，尤其是应用最多的曲柄平衡游梁式抽油机。为了满足启动电流大的需要，以及应对负载变化范围大的工况，一般都选用容量为运行功率２－３倍的配套电机，因此实际运行功率因数低、效率低，能源浪费大，是最典型的“大马拉小车”。
3、电机特性不匹配
抽油机的配套电机多选用普通异步电机，存在转速高、扭矩小、启动电流大的缺点，与抽油机的低冲次、大负载和交变性载荷特点极不相配，导致运行效率低下。
4、冲程、冲次受限
游梁式抽油机因结构设计的局限，冲程可调范围较小。八面河油田使用的游梁式抽油机.冲程在3.0－４.２米，皮带式抽油机冲程在５米和６米且不可调，在很大程度上限制了油田生产参数的选择，缺乏灵活性和适应性。
二 抽油机节能技术改造实践和探索
1、固定式尾平衡节能技术
抽油机的尾平衡节能技术就是利用在游梁的尾端加装重物使游梁两端受力平衡这一原理，与原有的曲柄平衡一起构成了复合平衡，又称为复合平衡抽油机。
固定式尾平衡节能技术适用于井下负荷偏重，抽油机平衡块调到头还达不到平衡要求的生产井，其实施方案是在游梁的尾端先焊上方形法兰，然后在法兰上联接铸铁配重件，以铸铁配重件的重量力矩平衡一部分井下负载力矩，减轻减速箱传动轴上的力矩，从而减小电机输出扭矩和功率，达到节能的目的。2003年八面河油田在北部油区的深井重负荷抽油机上应用固定式尾平衡节能技术，不仅解决了重负荷抽油机平衡率低的问题，而且获得了节能15%以上的效果，每年节省电耗约30×10４KWh。
2、双驴头抽油机
双驴头抽油机从1995年开始在各油田应用，随后推广到八面河油田。双驴头抽油机的结构特点是游梁两端都安装了驴头，采用钢丝绳柔性联接的方式，前端连接井下负载，后端通过横梁和连杆连接曲柄。其主要优点一是实现了井下负载与减速箱输出动力的同步运行，消除了原来硬联接结构上的内部自损功耗；二是尾驴头和钢丝绳的搭配实现了平衡力矩与曲柄平衡力矩的对应互补，优化了抽油机的平衡效果。双驴头抽油机大大降低了配用电机的功率，十型抽油机原配的37ＫＷ电机换成了22ＫＷ，节电率达到30~40%。
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3、二次减速器
二次减速器是在抽油机电机到减速箱的皮带传动之间再加装一级皮带传动的装置，目的也是增大传动比，降低抽油机的冲次。和大传动比减速箱的抽油机相比，它保持了原抽油机结构不变，安装方便，操作简单，而且还可以通过更换不同大小的皮带轮继续改变传动比，具有很大的可操作性。普通十型抽油机安装二次减速器后和大传动比减速箱的抽油机一样具有启动扭矩小、冲次低、匹配电机小的优点，原配37ＫＷ的电机可以降到15ＫＷ，只是增加了一级皮带传动，传动系统效率有所降低，但解决了稠油重负荷井抽油机启动难的问题，综合节电率还可以达到10~20%。
三 各种新技术的优缺点综合分析
1、固定式尾平衡：优点是结构简单，现场改造方便。节能效果15%，缺点是抽油
机维修、吊装不方便。适用重负载、平衡难调的生产井。
2、双驴头抽油机：优点是结结构简单，游梁两端力矩同步，平衡效果好。节能效
果30%~40%，缺点是抽油机启动操作、吊装不方便。适用大多数生产井。
3、二次减速器：优点是传动比大、冲次低、易启动。节能效果10%~20%，缺点是增
加了皮带磨损和维护工作量。适用低冲次生产井。
四 观点和建议
八面河油田生产开发30多年来，在抽油机的应用、革新、创新等方面，无数的生产管理人员都在不停地实践和探索，其目的都是为了提高抽油机的适用性、便捷性、经济性和更加低碳环保、节能高效，谋求企业持续稳定发展。在综合上述各项创新技术优缺点的基础上，形成如下观点和建议：
1 不推荐使用双驴头抽油机
双驴头抽油机因维修、调参、换电机和井口操作时都需要吊车配合，工作效率低、成本高。
2 当前值得推广的技术
（1）尾平衡技术值得推广，但目前的固定式尾平衡和变臂式尾平衡在安装、搬迁时都不方便，有进一步改进发展的空间；
（2）二次减速器在稠油、重负荷、难启动的井上使用效果最好，可以针对性使用。
3新型抽油机朝智能化方向发展
随着油田企业信息化的发展，油田生产采油设备也将具备远程监测和控制功能，可以通过电脑设置和调整相关生产参数，自动检测故障和调整平衡运行状态；具备声光或可视化报警以及自动保护功能等等。具有结构简单，操作维护方便，性能稳定，安全可靠，节能高效和低碳环保的特点。目前国内已经有厂家开始研究和生产智能化抽油机，只是限于成本因素、安全性能、电控技术和维护难度等还有待进一步完善，相信在不久的将来八面河油田可以应用到智能化抽油机。
５ 抓好制度落实，体现管理效益
“管理出效益”不是一句空话，再好的产品再好的技术，没有科学和精心的管理最终都会是没有灵魂的工具，难以创造令人满意的效益。抽油机的管理应充分体现全过程设备管理的理念，从设备的选型到安装质量控制、生产参数匹配与调整、维护保养、状态监测等等，都需要严格落实规章制度。管理人员和操作人员从思想上要重视，在技术上要有扎实的理论基础和丰富的实践经验。只要齐抓共管、制度落实到位、勇于开拓创新，采油设备的节能降耗和降本增效工作一定会大显成效。
参考文献：
[1]、王钊等《抽油机节能电机的应用分析》 出版源《石油矿场机械》2007，36（8）；58-61
[2]、吕传毅等 《关于“二次平衡”节能的进一步探讨》 出版源《节能技术》1994（5）；9-12
作者简介：
陈珍（1970.9-），女，汉，湖北省黄梅县人，工程师，本科，单位：中国石化股份公司江汉油田分公司清河采油厂，研究方向：地面工程建设和设备管理
论文作者:陈珍
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/7
标签：抽油机论文; 油田论文; 电机论文; 节能论文; 八面论文; 力矩论文; 传动比论文; 《基层建设》2019年第23期论文;