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常見(jiàn)抽油機(jī)即游梁式抽油機(jī)是油田廣泛應(yīng)用的傳統(tǒng)抽油設(shè)備,通常由普通交流異步電動(dòng)機(jī)直接拖動(dòng)。其曲柄帶以配重平衡塊帶動(dòng)抽油桿,驅(qū)動(dòng)井下抽油泵做固定周期的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng),把井下的油送到地面。在一個(gè)沖次內(nèi),隨著抽油桿的上升/下降,而使電機(jī)工作在電動(dòng)/發(fā)電狀態(tài)。上升過(guò)程電機(jī)從電網(wǎng)吸收能量電動(dòng)運(yùn)行;下降過(guò)程電機(jī)的負(fù)載性質(zhì)為位勢(shì)負(fù)載,加之井下負(fù)壓等使電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài),把機(jī)械能量轉(zhuǎn)換成電能回饋到電網(wǎng)。

然而,井下油層的情況特別復(fù)雜,有富油井、貧油井之分,有稀油井、稠油井之別。恒速應(yīng)用問(wèn)題顯而易見(jiàn)。如拋卻這些不談,就抽油機(jī)油泵本身而言,磨損后的活塞與襯套的間隙漏失等都是很難解決的問(wèn)題,況且變化的地層因素如油中含砂、蠟、水、氣等復(fù)雜情況也對(duì)每沖次抽出的油量有很大的影響�？磥�(lái),只有調(diào)速驅(qū)動(dòng)才能達(dá)到最佳控制。

引進(jìn)調(diào)速傳動(dòng)后,可根據(jù)井下?tīng)顟B(tài)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖程頻次及分別調(diào)節(jié)上、下行程的速度,在提高泵的充滿系數(shù)的同時(shí)減少泵的漏失,以獲得最大出油量。尤其是采用變頻調(diào)速既無(wú)啟動(dòng)沖擊,又可解決選型保守、線路較長(zhǎng)等所致的功率因數(shù)偏低等問(wèn)題,獲得節(jié)能增效的同時(shí)又能提高整機(jī)壽命。尤其是油泵的壽命,減少機(jī)械故障提高可靠性。

一般都是劃分區(qū)域,然后有一個(gè)管理站集中管理,通常只是作些檢查記錄以及維護(hù)等.

抽油機(jī)其實(shí)和我們平時(shí)家里自己打的水井抽水的原理一樣,也是通過(guò)一個(gè)活塞拉桿(抽油桿)的抽汲作用把油抽上來(lái),然后通過(guò)地下埋的管道送走。唯一不同的地方就是這個(gè)拉桿的動(dòng)作是通過(guò)一個(gè)電機(jī)來(lái)帶動(dòng)的。

抽油機(jī)目前國(guó)內(nèi)有很多種形式,一般常見(jiàn)的就是電視上看到的那種帶有一個(gè)大大的扇形鐵塊那種,來(lái)回運(yùn)動(dòng),形象地成為"磕頭機(jī)"。也有直線電機(jī)帶動(dòng)的,體積小,據(jù)說(shuō)節(jié)能效果好些,但是成本比較高。

抽油機(jī)這樣的外形設(shè)計(jì)不是為了節(jié)能,而是從減少對(duì)電網(wǎng)影響的角度來(lái)考慮的,因?yàn)槲覀冎�道�?dāng)抽油桿下落是,電機(jī)是不做功的,相反還有電能回饋電網(wǎng),油田的抽油機(jī)比較多,這些回饋的電能使電網(wǎng)產(chǎn)生了嚴(yán)重的畸變,所以現(xiàn)在有的抽油機(jī)就帶了回饋制動(dòng)或者回饋逆變等多種處理方式。

抽油機(jī)的節(jié)電技術(shù)主要有兩大類:一是開(kāi)發(fā)不同類型的抽油機(jī)節(jié)能電機(jī),如超高轉(zhuǎn)差率電動(dòng)機(jī)、三相永磁同步電機(jī)、高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩雙定子結(jié)構(gòu)電機(jī)和電磁調(diào)速電機(jī)等。但由于資金投入太大,在許多油田用節(jié)能電機(jī)取代普通異步電機(jī)尚無(wú)法全面推廣。二是使用節(jié)能配電箱,采用改變定子繞組的接法可以改變電機(jī)電壓,但電機(jī)只能得到固定電壓,節(jié)電效果并不理想。

抽油機(jī)的節(jié)電技術(shù)采用變頻調(diào)速控制,則可以改變抽油機(jī)長(zhǎng)期處于低效做功的狀態(tài),使其工作方式與油井實(shí)際負(fù)荷相匹配,保證每次都抽油,減少低效甚至無(wú)效抽取,從而降低電費(fèi)開(kāi)支,減少維護(hù)成本,提高運(yùn)行效率。效果如下:

1、變頻器具有軟起動(dòng)功能起動(dòng)時(shí)電流較小,對(duì)電網(wǎng)沖擊小,起動(dòng)時(shí)能耗大為降低。避免了啟動(dòng)時(shí)的相當(dāng)于3~7倍的額定電流,避免了不必要的電能損耗。同時(shí)減少了對(duì)電動(dòng)機(jī),變速箱,抽油機(jī)等大機(jī)械的沖擊,延長(zhǎng)了相關(guān)設(shè)備的使用壽命。在工作中電機(jī)的功率因數(shù)可從0.2~0.5提高到0.9,減輕電網(wǎng)和變壓器的負(fù)擔(dān),降低線損,大量減少了無(wú)功損耗。

2、引進(jìn)變頻器控制可實(shí)現(xiàn)設(shè)備上,下行程自動(dòng)識(shí)別從而控制石油抽油機(jī)上、下行程的電機(jī)運(yùn)行頻率分別可調(diào),以改變抽油機(jī)上、下行程的運(yùn)行速度。解決了因更換皮帶輪調(diào)速造成的停產(chǎn),從而提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)達(dá)到滿足泵效的情況下耗用最少的電能。

3、由于抽油機(jī)下行時(shí)負(fù)載性質(zhì)為位勢(shì)負(fù)載,變頻器加裝能耗制動(dòng)功能后恰能適應(yīng)其工況。對(duì)于改變抽油機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)最佳工作狀態(tài)帶來(lái)很大方便。降低漏失,提高泵效。

塔架式數(shù)控抽油機(jī)

塔架式數(shù)控抽油機(jī)屬于"長(zhǎng)沖程、低沖次"機(jī)電一體化的抽油機(jī),是現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)、控制技術(shù)、功率電子技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)集成創(chuàng)新的完美結(jié)合它采取控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行,通過(guò)組合減速傳動(dòng)使抽油機(jī)的動(dòng)力源和終端負(fù)載作換向運(yùn)動(dòng),拖動(dòng)抽油桿上下反復(fù)運(yùn)行,抽油桿和配重形成了天平式的平衡,相互不斷地交換儲(chǔ)存和釋放勢(shì)能的過(guò)程,實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行時(shí)的平衡,使機(jī)械效率達(dá)到90%以上,無(wú)功損耗接近于零,起到了四兩撥千斤的效果,與常規(guī)抽油機(jī)相比節(jié)能效果達(dá)到30~70%,解決了常規(guī)抽油機(jī)機(jī)械效率低、難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程和高耗能的難題。

塔架式數(shù)控抽油機(jī)的主要特點(diǎn)是:

1、 采用牢固耐用的組合減速傳動(dòng)系統(tǒng),結(jié)合工業(yè)電腦數(shù)字化控制的永磁同步制動(dòng)電機(jī)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了柔性啟動(dòng)、加速、減速、超低速運(yùn)行,避免了抽油機(jī)在換向啟動(dòng)時(shí)的機(jī)械沖擊,做到了抽油機(jī)只保養(yǎng)無(wú)大修,延長(zhǎng)了抽油機(jī)的使用壽命。

2、采用簡(jiǎn)練機(jī)身,最大限度的利用空間位置,突破了常規(guī)抽油機(jī)最大沖程和最低沖次的局限,最大沖程可達(dá)8米、最低沖次0.5次。擴(kuò)大了抽油機(jī)的使用范圍,擴(kuò)展了抽油機(jī)的使用范圍,特別適合中高含水期大排量、深井、稠油井的重載強(qiáng)抽;延長(zhǎng)了抽油桿、抽油泵的使用壽命,適合了當(dāng)今大排量、低滲透、稠油井、深井的不同開(kāi)采的需要。

3、運(yùn)用變頻調(diào)速和程序自動(dòng)控制技術(shù),變傳統(tǒng)機(jī)械式抽油為現(xiàn)代智能化采油,運(yùn)行效率高、能耗少、使用可靠,一舉將傳統(tǒng)的機(jī)械采油裝備帶入了電子時(shí)代。采用無(wú)線遙控操作,液晶屏數(shù)字顯示,清晰可見(jiàn),調(diào)整參數(shù)(沖程、沖次)簡(jiǎn)便易行,無(wú)級(jí)分別調(diào)整上下沖程的沖次。可根據(jù)井下工況隨時(shí)改變參數(shù),達(dá)到最大泵效及工藝的要求。

4、獨(dú)特的配重設(shè)計(jì),能輕松、迅速地完成調(diào)整平衡的作業(yè)。

5、可靠的安全保障,運(yùn)行時(shí)運(yùn)動(dòng)件與人隔離;操作機(jī)器與高壓電隔離;調(diào)平衡時(shí)配重塊落地調(diào)整安全無(wú)憂,電腦全方位監(jiān)控抽油機(jī)運(yùn)行,具有過(guò)載、失載、缺相等多種保護(hù)功能并有自動(dòng)起機(jī)、不平衡報(bào)警、停機(jī)、顯示故障原因、歷史故障記錄等保護(hù)功能。

6、牢固耐用使用方便。抽油機(jī)裝卸載、調(diào)防沖距上提下掛、碰泵等不用輔助設(shè)備即可完成。

大慶油田采油十廠五礦自2007年至今已有176臺(tái)塔架式數(shù)控抽油機(jī)投產(chǎn)運(yùn)行,平均運(yùn)行功率1kw左右,維護(hù)簡(jiǎn)單、方便。

抽油機(jī)-深井泵采油

機(jī)械舉升采油方式是目前大慶油田的最主要的、也是應(yīng)用最為廣泛的是采油方式。在機(jī)械舉升工藝中,抽油機(jī)-深井泵采油是應(yīng)用井?dāng)?shù)最多的舉升工藝。在本章節(jié)中,重點(diǎn)介紹抽油機(jī)-深井泵采油的基礎(chǔ)理論、技術(shù)發(fā)展、測(cè)試技術(shù)以及節(jié)能新技術(shù)的應(yīng)用。

抽油機(jī)-深井泵抽油裝置及基礎(chǔ)理論計(jì)算

抽油機(jī)-深井泵采油方式,簡(jiǎn)稱為抽油機(jī)采油方式。本節(jié)介紹的主內(nèi)容是抽油機(jī)裝置的構(gòu)成,抽油機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及抽油機(jī)舉升工藝的基礎(chǔ)理論。

抽油機(jī)-深井泵抽油裝置

抽油機(jī)-深井泵抽油裝置 是指由抽油機(jī)、抽油桿、深井泵組成的抽油系統(tǒng)。它借助于抽油機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng),將動(dòng)力機(jī)(一般為電動(dòng)機(jī))的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)楣鈼U的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng),用抽油桿帶動(dòng)深井泵柱塞進(jìn)行抽油。

一、抽油機(jī)

抽油機(jī)是抽油機(jī)-深井泵抽油系統(tǒng)中的主要地面設(shè)備。游梁式抽油機(jī)主要由游梁-連桿-曲柄機(jī)構(gòu)、減速箱、動(dòng)力設(shè)備、輔助設(shè)備等四大部份組成。工作時(shí),動(dòng)力機(jī)將高速旋轉(zhuǎn)通過(guò)皮帶和減速箱傳給曲柄軸,帶動(dòng)曲柄軸做低速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),曲柄通過(guò)連桿經(jīng)橫梁帶動(dòng)游梁作上下往擺動(dòng),掛在驢頭上的懸繩器便帶動(dòng)抽油桿作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

游梁式抽油機(jī)按照結(jié)構(gòu)主要分為兩大類:即普通式游梁式抽油機(jī)和前置式游梁式抽油機(jī)。

隨著抽油機(jī)制造技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步,自20世紀(jì)90年代后,陸續(xù)開(kāi)發(fā)了不同形式的以節(jié)能為目的的抽油機(jī),節(jié)能抽油機(jī)仍然屬于普通式游梁式抽油機(jī)結(jié)構(gòu)。關(guān)于節(jié)能型抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),將在節(jié)能技術(shù)中加以介紹。

普通式游梁式抽油機(jī)和前置式游梁式抽油機(jī)兩者的主要組成部分相同,只是游梁與連桿的連接位置不同。普通抽油機(jī)一般采用機(jī)械平衡,而前置式抽油機(jī)最初多采用氣動(dòng)平衡,但由于技術(shù)上的不完善,后來(lái)使用機(jī)械平衡的方法,目前在我廠使用的前置式抽油機(jī)均為機(jī)械平衡。前置式抽油機(jī)上沖程曲柄轉(zhuǎn)角為195°,下沖程曲柄轉(zhuǎn)角165°,使得上沖程較下沖程慢。

二、抽油泵

抽油泵是抽油機(jī)-深井泵抽油系統(tǒng)中的井下設(shè)備。由于它的工作環(huán)境復(fù)雜,條件惡劣,而且它工作的好壞直接關(guān)系到油井的產(chǎn)量,因而應(yīng)滿足以下一般要求:

1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,強(qiáng)度高,質(zhì)量好。連接部分密封可靠;

2、制造材料耐磨,抗腐蝕性好,使用壽命長(zhǎng);

3、規(guī)格能滿足排量要求,適應(yīng)性強(qiáng);

4、便于起下。

抽油泵主要由工作筒、柱塞及固定凡爾、游動(dòng)凡爾組成。按照抽油泵在油管中的固定方式分為桿式泵和管式泵。在我廠主要應(yīng)用管式泵。

三、抽油桿

我國(guó)生產(chǎn)的抽油桿從級(jí)別上分有C、D、K三種級(jí)別。C級(jí)抽油桿用于輕、中型負(fù)荷的抽油機(jī)井;D級(jí)抽油桿用于中、重負(fù)荷的抽油機(jī)井;K級(jí)抽油桿用于輕、中負(fù)荷有腐蝕性的抽油機(jī)井。大慶油田使用的抽油桿為C級(jí)和D級(jí)抽油桿。由于各個(gè)抽油桿生產(chǎn)廠家采取的加工工藝不一,使用的加工材料不一,抽油桿的機(jī)械性能也各不相同。

晶變頻器對(duì)抽油機(jī)變頻改造的幾個(gè)好處

1、大大提高功率因數(shù)。減小供電電流,從而減小了電網(wǎng)及變壓器的負(fù)荷。

2、動(dòng)態(tài)調(diào)整抽取速度,一方面節(jié)能,同時(shí)增加原油產(chǎn)量。

3、實(shí)現(xiàn)真正"軟起動(dòng)"對(duì)電機(jī)變速箱抽油機(jī),避免過(guò)大機(jī)械沖擊,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

百年歷史的抽油機(jī)井系統(tǒng)仍存有一定的問(wèn)題。以大慶近4萬(wàn)口抽油機(jī)井為例,系統(tǒng)效率低,低產(chǎn)井系統(tǒng)效率不到10%,平均20-25%,游梁式抽油機(jī)年耗電達(dá)30-40億千瓦時(shí)、系統(tǒng)設(shè)備重量大,在用鋼鐵約60萬(wàn)噸、費(fèi)用高(僅一次投資達(dá)50億元)。存在的主要問(wèn)題是能量傳遞環(huán)節(jié)多、功能單一、能耗大,性能價(jià)格比低等,常規(guī)柱塞泵存在摩阻大、漏失大、壽命短、效率低等問(wèn)題;常規(guī)盤根盒主要存在易發(fā)生井口漏失,密封摩擦能耗較大,維護(hù)頻繁等,該系統(tǒng)能耗大、存在污染。國(guó)內(nèi)外能源企業(yè)在生產(chǎn)能源的同時(shí),也在消耗大量的能源,產(chǎn)生污染,不符合國(guó)家能源要求。因此,研制小型化、多功能、節(jié)能降耗、環(huán)保、安全、高效采油設(shè)備將符合社會(huì)發(fā)展的潮流,同時(shí)會(huì)為能源工業(yè)做出巨大的貢獻(xiàn)。