曳引式抽油机的推广与应用

龚加菊，孙海荣，关东玉，李永宾，张德路

中原油田采油四厂，河南濮阳 457073

曳引式抽油机的推广与应用

龚加菊，孙海荣，关东玉，李永宾，张德路

中原油田采油四厂，河南濮阳 457073

随着社会的不断进步与科学技术的不断发展，能源问题变得越来越紧迫，在寻找能源的同时，节能是关键的也是目前最直接有效的重要措施。随着油田的不断发展，节能项目在油田也在不断的推广和应用。对于油田而言，能源消耗在于电能、天然气、柴油等等，而电能的消耗最大。仅采油厂的一台常规式抽油机的日耗电量就在400度左右，一年下来就是七八万元的电费。随着市场的需求一种低耗能，高效率的抽油设备——曳引式抽油机应运而生。曳引式抽油机是一种机、电一体化，节能、减排、高效的新型无游梁式抽油机。

电能；曳引式；抽油机；节能；变频

1 曳引式应用技术的创新点及其优点

该设备动力系统采用外转子稀土永磁同步电机，具有低转速、大扭矩、低耗能的性能特点。控制系统采用变频器和PLC，具有数字化、智能化、自动化控制功能特点。由于两者的有机匹配，不仅可以使电机无须变速箱便可在超低转速下运行，而且可以有规律地正反转，据此原理，抽油机便可带动抽油杆和抽油泵直接抽吸原油，动载小，运行平稳。

1.1 创新点

1）该抽油机与常规游梁式抽油机相比，省去了减速箱和游梁-连杆-曲柄机构等中间传动环节，因此结构简单，重量轻，占地面积小；

2）由于采用了外转子稀土永磁同步电机和变频控制技术，采用直接平衡方式，在曳引系统中采用动滑轮，使电机负荷小，节电效果显著；

3）外转子电机具有大扭矩、低转速的优点，可以实现长冲程、低冲次，适用于稠油井、大泵强采井和供液不足的低产井；

4）采用天平式重力平衡，抽油机平衡率高，并且抽油机调整平衡操作简便；

5）采用变频技术，实现冲程和冲次无级可调，并具有缺相保护功能、超载保护功能、失载保护功能和电机过热保护功能、短路自动停电保护功能。启动电流小，正反转换向平稳，无冲击，整机振动小；

6）通过调节变频控制柜面板的旋钮来调节抽油机的冲次，配合改变上止点传感器和下止点传感器的位置改变冲程，通过改变配重平衡块的重量来调节抽油机的平衡，因此调整冲程、冲次简单，且易操作；

7）采用电液制动系统，制动安全性提高。

1.2 该设备与常规型抽油机相比有以优点

1）运行平稳，整机动载小，节电效果突出。平均一台设备日节电240度左右；

2）常规型游梁式抽油机靠减速箱进行减速、扭矩输出，而曳引式抽油机依靠位于塔顶的外转子电机进行输出扭矩。可直接减少每年齿轮油的费用及因不法分子破坏而导致的直接和间接损失；

3）电机依靠专用钢丝绳进行牵引，减少了常规抽油机的三角皮带的支出；

4）有别于常规四连杆抽油机无需定期黄油轴承保养，提高设备运行时率；

5）利用变频技术启动通过控制柜即可实现对冲程、冲次的调整，最大冲程可达7.3m。

2 现场推广应用情况

油藏经营管理一区分别于2009年6、7月对侧10-16井、10-19井安装了曳引式抽油机。截止目前，两口抽油机已正常运转近6个月，油井抽油系统运行正常。试验前后测试的抽油系统工况表明：新型塔架式节能抽油机运转平稳，2台抽油机平均日节电240.5kwh，平均节电率37.2%，累计节电36 895kwh，节电效果明显

2.1 抽油机参数生产数据对比

试验前后2口抽油井井抽汲参数、日产液、日产油、含水、动液面、泵效等数据见表1。

表1

由上表可以看出，文10-19井在泵径（φ44mm）不变的情况下，电机功率由45 kW降到14.8 kW；冲程4.8 m增加到5.4 m；冲次由4 n/min降到3 n/min，日产液基本稳定。文侧10-16井于2009年6月21日安装新型塔架式节能抽油机后，因地质提液的需要，于2009年10月14日上作业泵升级（φ44mm↑φ70mm）。在70*5*2.2工作制度下生产稳定。从目前的供液情况看该井仍有加大冲程，加快冲次的空间。

由以上两口井分析来看在电机功率减小的情况下，油井仍能保持稳定的产液量，抽油泵泵效大幅提高。

2.2 抽油泵工况对比

10-19工况对比图

侧10-16工况对比图

由以上抽油泵示功图对比可以看出，文10-19井安装新型节能抽油机前示功图严重供液不足，泵日产液量9.3t；安装新型节能抽油机后示功图明显变好，泵充满系数提高，在理论排量减少6.57m3/d的情况下，泵效由22.1%提高到29.3%，提高了7.2个百分点。

文侧10-16井安装新型节能抽油机后示功图接近理论示功图，泵效由58.5%提高到64.7%，提高了6.2个百分点。

2.3 试验前后测试数据对比

文10-19井试验前常规游梁式抽油机电机功率45 kW，上行最大电流43A,日耗电289kwh/d。试验后电机功率14.8 kW，上行最大电流32A，电量计量76天，平均日耗电为186.5 kwh/d，日节电102.5kwh/d，节电率35.5%。截止2009年11月20日该井已累计生产123天，累计节电12 607 kW.h。

文侧10-16井试验前常规游梁式抽油机电机功率45 kW，上行最大电流61A，日耗电356kwh/d。试验后电机功率22 kW，上行最大电流28A，电量计量20天，平均日耗电为218kwh/d，日节电138kwh/d，节电率38.7%。 截止2009年11月20日该井已累计生产176天，累计节电24 288kwh

[1]石油机械，2002（9）.

[2]新型抽油机的研制.哈尔滨工程大学学报，2002.

TE933

A

1674-6708（2010）23-0187-02