抽油機(jī)歷史現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)分析

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1、抽油機(jī)歷史現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)分析摘要:抽油機(jī)是把地層中的石油提升到地面最重要的機(jī)械設(shè)備，發(fā)展新技術(shù)，節(jié)能降耗，挖潛增效是油田開(kāi)發(fā)永恒的主題，也是抽油機(jī)技術(shù)發(fā)展的方向。文章通過(guò)抽油機(jī)分類和發(fā)展歷程分析，敘述了抽油機(jī)技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn)，剖析發(fā)展面臨的問(wèn)題和制約因素。通過(guò)對(duì)比抽油機(jī)制造企業(yè)的產(chǎn)品規(guī)范、用電節(jié)能情況，結(jié)合目前我國(guó)能源供求狀況和油田生產(chǎn)實(shí)際情況，指出抽油機(jī)技術(shù)將向無(wú)游梁、低功耗、通用系列化、智能化、高適應(yīng)模塊化方向發(fā)展。關(guān)鍵詞:抽油機(jī);歷史與現(xiàn)狀;節(jié)能;發(fā)展趨勢(shì)抽油機(jī)是有桿抽油系統(tǒng)中最主要舉升設(shè)備。根據(jù)是否有游梁，可分為游梁式抽油機(jī)和

2、無(wú)游梁式抽油機(jī)［1］。經(jīng)過(guò)一百多年的實(shí)踐和不斷的改進(jìn)創(chuàng)新，抽油機(jī)不管是結(jié)構(gòu)形式還是在使用功能上，都產(chǎn)生了很大的變化。特別是近幾十年來(lái)，世界對(duì)原油的需求量不斷加大，對(duì)油田深度開(kāi)采的能力有了更進(jìn)一步的要求，在很大程度上加快了抽油機(jī)技術(shù)發(fā)展的速度，催生出多種類型。本文總結(jié)國(guó)內(nèi)抽油機(jī)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，提出發(fā)展趨勢(shì)，以期為抽油機(jī)技術(shù)的發(fā)展提供指導(dǎo)。一、抽油機(jī)分類和發(fā)展主要特點(diǎn)20世紀(jì)50年代，我國(guó)主要以進(jìn)口前蘇聯(lián)CKH常規(guī)型游梁式抽油機(jī)為主，修配為輔。60～70年代，在仿前蘇聯(lián)的基礎(chǔ)上制造出常規(guī)型游梁式抽油機(jī)。1975年后制定并完善了國(guó)產(chǎn)抽油機(jī)

3、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，80年代起實(shí)現(xiàn)了抽油機(jī)全部國(guó)產(chǎn)化，不僅滿足自給，而且部分出口［2］。據(jù)統(tǒng)計(jì)［3］，我國(guó)的機(jī)械采油井占油井總數(shù)的90%以上，其中，由抽油機(jī)—抽油機(jī)桿—抽油機(jī)泵組成的三抽井占80%左右，產(chǎn)量占75%以上。抽油機(jī)主要制造廠有十幾家，三十多種規(guī)格，產(chǎn)品類型已經(jīng)多樣化，主要以游梁式抽油機(jī)為主，約占抽油機(jī)總數(shù)的98%～99%。我國(guó)現(xiàn)有6大類共45種新型抽油機(jī)，同時(shí)每年約有30種新型抽油機(jī)專利，10多種新試制抽油機(jī)，并已形成了系列，基本上滿足了陸地油田開(kāi)采的需要［2］。根據(jù)抽油機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可分為游梁式抽油機(jī)和無(wú)游梁式抽油機(jī)。其中，游梁式

4、抽油機(jī)又可分為常規(guī)型、適應(yīng)型、節(jié)能型和自動(dòng)型;無(wú)游梁式抽油機(jī)又可分為低矮型、滾筒型、塔架型、增程型和缸體型。根據(jù)油井深度對(duì)沖程的要求，可分為常規(guī)沖程抽油機(jī)和長(zhǎng)沖程抽油機(jī)。在長(zhǎng)沖程抽油機(jī)中，有增大沖程游梁式抽油機(jī)和臥式長(zhǎng)沖程無(wú)游梁抽油機(jī)。根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式，抽油機(jī)分為普通異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)型、變壓異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)型、大轉(zhuǎn)差率電機(jī)驅(qū)動(dòng)型、超過(guò)轉(zhuǎn)差率電機(jī)驅(qū)動(dòng)型、天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)型以及柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)型等。近年來(lái)，抽油機(jī)發(fā)展的主要特點(diǎn):增強(qiáng)了可靠性、經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性;降低工作載荷變化范圍和形式，改善了工作性能，運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn);工作效率更高，更加節(jié)能;在減小體積和整體

5、質(zhì)量的同時(shí)，擴(kuò)大了使用范圍，降低了對(duì)工作環(huán)境的要求;采用智能模塊化設(shè)計(jì)，提高了自動(dòng)化與智能化程度，加強(qiáng)了遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)監(jiān)測(cè)能力。自問(wèn)世以來(lái)，游梁式抽油機(jī)一直占有絕對(duì)統(tǒng)治地位。其主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用范圍廣、可靠耐用、制造維修成本低、技術(shù)成熟。世界各國(guó)都有自己的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，得到廣泛的應(yīng)用;但也存在比較明顯的缺點(diǎn)，體積龐大、系統(tǒng)效率低、能耗高。雖然經(jīng)過(guò)多方面改進(jìn)，游梁式抽油機(jī)在有桿抽油泵全系統(tǒng)的總效率在國(guó)內(nèi)一般地區(qū)只有12%～23%，先進(jìn)地區(qū)至今也不到30%。美國(guó)的常規(guī)型抽油機(jī)系統(tǒng)效率較高，但也僅有46%［4］。近年來(lái)，開(kāi)發(fā)了多種游梁式

6、新機(jī)型，在某種程度上緩解了這些弱點(diǎn)，提高了電能利用率和載荷提升能力。但是平衡效果沒(méi)有根本改善、加速度高、載荷大，降低了有效載荷利用程度和抽油機(jī)使用壽命。因此，新型無(wú)游梁式抽油機(jī)一直具有非常誘人的發(fā)展?jié)摿?，每年都?huì)有新機(jī)型出現(xiàn)。傳統(tǒng)的問(wèn)題解決了，新的問(wèn)題和不足也隨之出現(xiàn)，普遍可靠度不高、對(duì)工作環(huán)境的要求有一定限制、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格參差不齊、維修比較麻煩。另外，抽油機(jī)工作環(huán)境十分惡劣，而且是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，無(wú)人監(jiān)護(hù)。由于技術(shù)不夠成熟，普遍推廣應(yīng)用能力不強(qiáng)，大多只在局部地區(qū)試驗(yàn)性應(yīng)用。二、抽油機(jī)發(fā)展面臨的主要問(wèn)題1．中后期水淹井、稠油井增多，開(kāi)采難度加

7、大20世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)東部各主要油田相繼進(jìn)入中高含水開(kāi)發(fā)期。為確保高效生產(chǎn)，對(duì)抽油機(jī)的要求呈現(xiàn)兩個(gè)特點(diǎn):一是急需采用長(zhǎng)沖程抽油機(jī)，以增加油井的產(chǎn)液量;二是為了降低油井的單位生產(chǎn)成本，對(duì)抽油機(jī)的節(jié)能性提出了更高的要求。據(jù)金融界網(wǎng)2009年8月報(bào)道，大慶油田自上世紀(jì)末，開(kāi)始出現(xiàn)儲(chǔ)量和產(chǎn)量雙遞減的狀況，儲(chǔ)量替補(bǔ)率小于1，這標(biāo)志著它已進(jìn)入穩(wěn)產(chǎn)階段的后期。1990～2003年，平均遞減率為0.85%;2000～2003年為2.34%，但2003年總產(chǎn)量仍達(dá)到4840×104t。如果按“有計(jì)劃減產(chǎn)”的預(yù)期，2010年其產(chǎn)量將為3000×1

8、04t。2003～2010年，平均年減產(chǎn)330.3×104t，年遞減率7.84%。隨著油田中后期采出程度的加深，油井含水量逐漸上升，動(dòng)液面不斷下降，出現(xiàn)水淹甚至強(qiáng)水淹現(xiàn)象。在維持穩(wěn)定的產(chǎn)量情況下，產(chǎn)液量要求相應(yīng)加大。水驅(qū)采油是油田中后