摘要：目前我国采油最重要的技术就是机械采油，但是目前的机械采油系统具有耗能大的特点，采油的效率不高，不符合我国的可持续发展策略，因此对机械采油系统进行分析，加强机械采油系统的节能降耗技术十分关键，其不仅有利于采油效率的增强，还有利于对能源的节约，保证我国的可持续发展。
关键词：机械采油；节能；降耗；措施
机械采油系统为我国带来了巨大的油田经济收益，对油田的发展具有重要意义，是目前我国采油最主要的方式。机械采油主要是利用大型的机械设备对油田油井进行采集，但是目前的机械采油系统中还存在着耗能较多、效率不高的问题，这些问题的出现大大增高了我国采油的成本不利于我国油田的持续发展。因此对机械采油系统节能降耗技术进行研究，提高机械采油的效率具有重要意义。
1机械系统能耗影响因素
1.1电动机因素的影响
1.1.1电动机是机械采油系统中重要的机械设备，因此电动机的工作效率对机械采油系统的工作效率具有直接的影响。通过对我国现有电动机的研究发现，目前影响电动机工作效率的因素主要是电动机的负载率。电动机的负载率和电动机的效率具有直接的关系，一旦电动机的负载率过低，就会导致电动机效率降低，不利于机械油田系统工作效率的提升。电动机负载率与电动机效率的具体关系如下图：
图1 电动机负载率与电动机工作效率、功率因素关系图
在我国早期对油田的采集主要是使用异步电机，异步电机的工作效率与额定功率有关，只有额定功率到达一定的数值才能使异步电机的工作效率达到最高。即额定功率在运行时功率因素和电机效率达到最大，在负载率降低的情况下，电机效率和功率因素都出现了下降，但是在此过程中没有损耗的增加。
1.1.2在电机工作的过程中可能会出现功率不高的现象，导致机械采油系统的工作效率不能提升，因此需要对工作状态的电机进行研究，分析产生电机工作效率不高的原因。在我国早期采集油田的过程中主要是使用异步电机进行，因此需要设置较高的电机配备额定功率才能保证电机的正常工作，但是设置较高的电机配备额定功率容易造成电机能源的消耗，不利于机械采油系统的节能降耗工作。另外在电机运行过程中可能会出现扭矩波动较大的现象，严重的可能会出现负扭矩现象影响电机的正常使用，因此需要电机在较宽的载荷范围内仍然具有较高的工作效率且需要电机抽油机的机械特征符合工作要求，目前的异步电动机不能符合以上要求，因此应该取缔异步电机的使用。
1.2摩擦阻力因素的影响
在机械采油系统的运行过程中摩擦阻力也可能对机械采油的工作效率进行影响。通过对我国机械采油系统的研究发现，目前影响我国机械采油系统的摩擦阻力分别是以下几个方面：第一，机械采油系统内的光杆和盘根盒相摩擦影响机械采油系统的工作效率。在机械采油过程中如果出现了盘根盒密封过紧的现象就会导致盘根盒和光杆的摩擦增大。另外光杆的对中性较差也是造成盘根盒和光杆摩擦阻力增大的其中一个原因。第二，杆、管与泵之间的摩擦。在使用机械采油系统对油田进行开采的后期可能会由于出现较多的现象而导致抽油杆与油管之间摩擦阻力增大，同时可能会造成抽油泵以及柱塞之间的摩擦阻力增加。第三，在使用机械采油系统对稠油井进行开采的过程中，可能会由于稠油井内的原油黏度较大而导致抽油杆采集工程中出现采出液和油管之间的摩擦阻力增大的现象。同时可能会由于高粘度的原油在机械内流动而增大机械的摩擦阻力，出现机械采油系统工作效率不高的现象。
1.3电泵因素的影响
通过对机械采油系统中使用的常规电泵调查发现，电泵在使用一段时间后就很容易出现多种问题，比如泵密封性较差、泵阀漏失增大等，这种现象的出现不仅导致电泵的使用寿命减少还不利于机械采油系统工作效率的增强。另外，由于油田产出的液体可能会造成电泵的腐蚀，也会对电泵的工作效率进行降低。随着近些年油田开发的规模不断增大，对抽油泵的使用也越来越多，如果不能对电泵进行合理的养护，很容易造成抽油泵工作频率增加出现抽油泵不能满足人们油田开采要求的现象。
2机械采油系统节能技术
2.1对生产参数进行优化
由于不同油田开采的方式不同，因此在对生产参数进行调整时应该根据油田的具体情况进行。对于一些供液充足的油田，既需要对油田的沉没度进行保证，又要对泵的深度进行调整，保证抽油泵的工作效率，避免出现单井产液量不高的现象。另外还需要对油井的挖掘潜力进行分析，保证在挖掘时使用最小的输入功率达到最佳的挖掘效率。对于一些供液不充足的油井，可能是由于地层供液不足造成油井的供液不充足，也可能是因为抽油机的抽汲参数调整不合理而导致抽油泵无法对油井内的供液进行提取的现象。在开采过程中如果遇到供液不充足的油井，就需要油井不充足的原因进行分析，并对冲次进行降低，减少抽油泵的输送功率，促进抽油泵工作效率的增强。在机械采油系统对油田进行开采的过程中，可能会出现抽油机偏磨的现象，此时应该对抽油机的生产参数进行合理调整，保证抽油泵抽油工作的顺利靠站，减少抽油杆的偏磨。另外还可以在抽油杆上安装旋转装置避免出现抽油杆偏磨现象，旋转装置的安装不仅可以避免抽油杆的磨损还有利于增强抽油杆的使用年限。部分油田开采地区可能具有地层能量充足的特点，对于这些地区可以对提泵挂进行设置，保证抽油杆的磨损均匀。
2.2采油节能设备
2.2.1节能型抽油机
之前我国在油田开采时使用的抽油机一般为传统游梁式，这种抽油机的机身结构不合理，机身的平衡度就会对工作效率产生直接影响，因此在工作时要对抽油机的平衡性进行保证，工作效率相对不高，还可以在开采过程中产生大量的能量消耗，不利于节能降耗工作的开展。因此可以对新型节能抽油机进行使用，节能型抽油机主要使用特殊的平衡原理进行，对避免油田开采过程中出现大量的能源消耗具有重要意义。目前我国在油田开采过程中经常使用的抽油机为以下几种：双驴头型、低矮型、摆杆型等，在油田开采过程中对节能抽油机的使用可以有效提高油田开采的效率，降低能源的消耗。
2.2.2节能型电机
电机在使用过程中具有装机功率不高且启动扭矩高的特点即为最佳的电机，因此可以对稀土永磁同步电机、双速双功率电机等进行使用，保证电机的工作效率。在使用双速双功率电机进行油田开采时，可以对电机绕组进行自动切换，大大增加了电机的工作效率，降低了电机使用过程中产生的能源消耗，比如在电机负载较重时可以对大功率绕组进行开启；在负载较轻时可以对小功率电机进行开启。在油田开采的过程中使用高转差电机也可以降低电机使用过程中能源的消耗，这主要是因为高转差电机具有启动力矩大且电流较小的特点，在使用时可以对抽油机的加速度进行减少，保证油田开采的顺利进行，防止出现抽油杆的断脱。
2.2.3变频控制系统
在油田开采过程中使用变频控制系统可以对抽油机的功损降低以及能量回馈等功能进行实现。在使用变频控制系统对抽油机进行控制时可以保证抽油机开启时使用较少的电流，对电机装机功率进行降低，提高抽油机以及电机的工作效率。在使用变频控制系统对抽油机的冲程进行控制时，可以有效控制冲程的速度，对抽油泵工作效率进行提升。
结束语
随着我国油田开采事业的不断扩大，对机械采油系统进行节能降耗十分重要，因此可以在油田开采过程中对生产参数进行不断优化，还可以使用节能设备对油田进行开采，降低油田开采过程中消耗的能源，提高油田开采的效率。
参考文献
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论文作者:陈安秋1,董维江2,李铁男3,孔德江4
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/11
标签：油田论文; 机械论文; 电机论文; 工作效率论文; 系统论文; 过程中论文; 电动机论文; 《基层建设》2019年第17期论文;