采油现场抽油机节能技术分析
（大庆油田有限责任公司第五采油厂第一作业区，黑龙江 大庆 163711）
摘 要：近些年来，为响应党中央及国务院决策部署精神，油气田开采行业以及相关企业主动将节能降耗、可持续发展等理念贯彻到生产现场当中。其中，对于采油生产现场而言，抽油机基本上可以视为保证采油产量以及效率的重要设备。然而在运行使用过程中，抽油机设备所涉及到的能耗问题相对明显，不利于采油经济效益。针对于此，本文主要立足于可持续发展理念以及节能降耗理念，对采油现场抽油机节能技术以及相关应用问题进行总结归纳，以供参考。
关键词：采油现场；抽油机；节能降耗；节能技术；应用分析
引 言
坚持贯彻落实绿色青山就是金山银山的发展理念始终是实现人与自然和谐发展的重要保障。为实现这一理念目标，党中央及国务院重点针对可持续发展战略部署问题进行了统筹规划。其中，为实现碳中和等节能降耗目标，以油气田为主的产业模式需要主动结合国家政策号召，对传统生产模式以及作业技术所存在的能耗问题进行重点解决。结合实际情况来看，油气田作为传统化石能源企业所涉及到的能量消耗问题比较严重，且部分生产技术以及设备类型所存在的能耗问题以及污染问题相对明显。如果不坚持贯彻绿色低碳发展理念，那么采油等现场生产工作就无法达成预期的生产目标。目前，为保障采油生产现场节能降耗目标顺利实现，相关企业方面需要重点针对抽油机等采油现场关键设备进行合理改造与优化。通过将节能技术以及相关手段应用于抽油机运转过程当中，提升采油产量以及经济效益。
1 采油现场抽油机能耗问题以及应用节能技术的可行性分析
1.1 能耗问题分析
结合以往的经验来看，采油现场所使用的抽油机设备需要根据油藏类型以及油层位置等因素进行考量分析。根据分析反馈结果，对抽油机设备布置情况以及使用数量进行合理配置。在长期运转过程中，抽油机设备内部结构所面临的损耗程度会严重加剧，将无法保证采油现场生产效益。以抽油机设备体系中的电动机为例，抽油机在正常运转过程中，电动机输出功率需要达到额定功率的60%~100%，才可以保障其工作效率达到额定效率的85%，而剩余的量就是电动机在运行过程中所产生的能量损耗问题。
一般来说，抽油机设备在正常运转过程中所涉及到的负荷变化问题相对明显。也就是说，输出功率可能长期处于不稳定状态，容易加剧抽油机电动机损耗功率。最重要的是，随着采油作业的频繁开展，井液水平会逐渐降低。在这一过程中，抽油机等关键设备所表现出的一般开采能力要明显超过油井实际负荷。此时，抽油机设备容易出现“长轻载”或者“空抽”问题。一旦出现这一问题，抽油机设备结构中的电动机功率因数会大幅度降低，同时也会严重加剧无效行程抽油程度，最终导致抽油设备发生能量损失，同时设备维修费用显著增加。
1.2 可行性分析
结合上述内容不难看出，采油生产现场所使用的抽油机设备所表现出的能耗问题相对明显，如果不加以及时控制，不仅无法实现可持续发展要求，同时也无法达到预期采油生产效率。目前，为确保节能降耗理念得以贯穿于采油生产现场当中，相关技术人员主动将节能降耗技术应用于抽油机等耗问题相对严重的设备当中。
在具体应用过程中，通过重点针对电动机、减速箱等关键结构装置进行节能优化，确保以往存在的能耗问题得以妥善解决。同时也可以通过合理应用变频调速装置，满足节能降耗要求。根据当前采油生产现场实际情况来看，基于节能技术的抽油机设备在运转过程中基本上可以消除传统运作模式所存在的能耗问题以及污染问题，最重要的是，基于节能技术的抽油机设备可进一步增强采油现场生产效益以及品质，具有重要的可行性价值。
2 基于节能降耗理念的抽油机节能技术应用及措施分析
2.1 优先使用节能型抽油机设备
结合采油生产现场节能降耗需求，市场上对于节能型抽油机研发设计工作进行了大量实践。结合应用反馈情况来看，异相曲柄抽油机、渐开线式抽油机以及双驴头抽油机等基本上可以视为当前市面上主要应用的节能型抽油机类型。因不同节能型抽油机设备在组成结构以及运行原理上表现不同，促使其在具体节能应用效率方面也存在差异。
其中，异相曲柄抽油机作为油田采油生产现场常用的节能抽油机类型。在具体应用过程中，可结合自身的功能结构特点如通过势能效应，减少运作机构在俯冲过程时所产生的能源消耗问题。与此同时，可通过依托于节能降耗理念进一步增强现场采油效率。
渐开线式抽油机基本上可以视为相对先进的采油设备类型，在研发制造过程中，主动结合国内外先进采油经验以及技术经验对传统抽油机设备结构体系存在的短板问题进行及时补齐。虽然这种抽油机设备并未得到全面拓展应用，但是从实际测算数值上来看，其所表现出的节能效率可以超过50%。
双驴头抽油机通过对原有游梁式抽油机结构形式进行改进优化，如通过增加驴头方式减少作业过程中产生的俯冲次数。这样一来，可以减少因俯冲所带来的能源损耗问题，保障抽油机在运转过程中可以实现节能降耗效益。以上三种节能型抽油机设备都可以体现出良好的节能效益，在具体使用过程中，应该根据采油生产现场实际需求以及造价成本控制要求进行合理配置与应用[3]。
2.2 优化电控装置节能设计效果
2.2.1 节能设计继电器
基于传统作业模式的抽油机设备主要以异步电动机作为动力装置，在抽油操作过程中容易产生电功率变化。为防止出现小马拉大车问题，技术人员必须以提高电动机额定功率方式保障现场抽油机得以高效运转。但是这种操作方式本身就会引发能源损耗以及污染问题，不利于提升采油现场节能效应以及管理效益。而通过将节能设计理念应用于继电器结构体系当中，可根据抽油机不同作业动作对当前电压进行适当调整。并通过采取定子绕组方式完成对电压升降过程的控制管理，减少能源消耗问题。
2.2.2 合理使用变频调速装置
抽油机设备在作业方式上基本上以24小时无间歇作业模式为主，在这一过程中所产生的能耗问题相对严重。最主要的是，如果油井中的原油储蓄量发生变化，此时油井中的原油储量可能会小于抽油机泵排放量数值。一旦出现此种情况，空抽现象就会出现。而基于传统模式的抽油机设备无法采用间歇式作业方式进行操控管理，不仅会造成电力资源浪费，同时也会对采油生产现场造成安全隐患影响。
为减少这一问题出现，技术人员主张将变频调速装置应用于抽油机设备体系当中，实现对电动机转速问题的调节处理。在具体应用过程中，可通过有效调节电动机转速，保障抽油机泵量合理，维持泵排量与油井原油储量平衡。这样一来，基本上可以有效避免空抽问题出现，真正实现节能降耗目标。需要注意的是，在变频调速装置的优化改进上，建议相关技术人员应该主动结合先进节能技术以及相关理念内容，不断健全完善变频调速装置运作体系，更好地为抽油机设备的高效运转以及节能应用提供保障。
3 采油现场抽油机节能技术发展趋势分析
结合当前国内油藏类型以及开采情况来看，在今后的发展过程中，抽油机节能技术在应用方面可逐步体现出以下特点：
一是呈现出自动化与智能化特征。随着信息技术以及自动化技术深入持续发展，研究人员对抽油机作业流程以及运作模式进行程序化设置与科学调整。并主动依托于计算机辅助操作模式，实现全过程智能化操作管理。
二是逐步提升适应性能力。抽油机设备在运作过程中应该根据油田产量变化以及油层类型变化对运作流程进行适当调整。因此，所选用的节能技术应该具备适应性能力，可根据不同油田类型对自身节能化程度以及运作流程进行改进优化，保障采油生产现场作业效率以及效益得以深化加强[5]。
4 结论
总而言之，石油需求量的不断增加促使油田开采力度不断增大。在这样的发展态势下，采油生产现场必须始终坚持贯彻绿水青山就是金山银山的理念，对采油生产现场所涉及到的节能降耗问题进行重点强调，尤其要重点针对关键设备的节能使用问题进行合理部署。其中，抽油机作为采油现场所应用的关键设备，应该结合节能降耗理念以及可持续发展理念，对当前抽油机系统运作期间所存在的能耗问题进行妥善解决。并采取科学合理的节能技术及相关手段，进一步实现节能减排目标。需要注意的是，在节能改造抽油机设备的过程中，相关技术人员应该主动结合节能降耗技术前沿发展情况，主动将新技术以及工艺应用于节能改造环节当中，进一步保障采油现场节能生产效益。
参考文献
[1] 刘凌飞,毛伟东. 科学精准推动绿色企业高效发展——TK7226井区节能降耗统计研究[J]. 中国石油和化工标准与质量,2022,42(01):98-101+104.
[2] 薛小宝,屈文强,甄浩,马江波,贺可可,李刚. 智能化抽油节能测控系统设计[J]. 非常规油气,2021,8(03):98-104.
[3] 陈栋,胡玲,李奎霖. 抽油机节能降耗技术应用分析[J]. 能源与环保,2021,43(05):165-171.
[4] 袁胜利.游梁式抽油机节能控制技术探讨[J]. 石油石化节能,2021,11(09):10-12+2.
[5] 徐洪兵,孟晓磊,王鑫. 抽油机节能方法与变频技术应用[J]. 中国设备工程,2020(18):169-170.
作者简介：董艳玲（1991- ) ，女，本科，助理工程师，从事采油气工程工作。
来源：化学工程与装备 - 官方网站 - 创刊于1972 2022年第12期 在线投稿 >>
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