抽转螺技术可行性分析及评价

摘要：针对抽油机传动过程能量损失较大、系统效率较低，致使总体能耗较高的问题，利用“老机换新”时机，将油井地面驱动设备由抽油机改为螺杆泵生产。现场应用结果表明，单井日耗电节约41.76kWh，56口措施井年累计节电85.357万kWh。工艺的实施有效缓解了油田节能减排压力，节支的同时实现了环保。

关键词：节能;抽油机;螺杆泵;减排

作为油井常规举升设备，抽油机随油田的开发逐渐普及。因其可靠性和耐久性均展現出了很高的水平，因此作为油田举升设备选型的首选，设备占有率也最高。目前抽油机举升工艺仍沿用四连杆工艺，将电能转化为机械能供给设备完成原油抽汲工作。通过典型井生产状态下有杆抽油系统能流变化（表1）可知，从电机至抽油泵、油管的各个能量传输过程中存在能量损耗，系统效率仅为22.32%，能量损耗达77.68%。从能量损耗情况来看，抽油杆能量传递效率最低，其次是电机和皮带减速器。如果能避免这部分能量损耗，系统效率将获得大幅度提高，势必取得非常好的效果，实现节能减排。

1 螺杆泵技术优势

地面直驱螺杆泵技术主要采用地面电机直接驱动抽油杆作旋转运动，配合控制箱的变频器通过改变输出频率控制地面永磁电机转速变化，井下利用抽油杆带动螺杆泵转子转动，泵体中定转子配合形成吸液-排液腔，将原油不断渐进式排出，直至采出地面[1-2]。

从整个地面驱动原理上来看，螺杆泵驱动省去了常规抽油机井上皮带减速机构和四连杆机构，由此产生的能耗衰减被彻底避免;其抽油杆运动方式与抽油机也显著不同，抽油机抽油杆作上下往复运动，由抽油杆受冲击弯曲造成的杆体偏磨较为严重，能耗损失明显，而螺杆泵井的抽油杆作旋转运动，排液速度稳定，杆体基本不受交变冲击，偏磨引起的能耗损失将大大降低。因此，螺杆泵相比抽油机，其效率将大幅提高，节能效果显著。

2 可行性分析

2.1技术可行性分析

与抽油机相比，螺杆泵井电机装机功率低，电机运行功率平稳，效率高;不需要举升抽油杆，功率损耗小;可连续抽油，泵吸入液体时间较长，有利于提高低产井泵效。例如某厂现有120-27螺杆泵258台，最大运行转速166转/分，理论排量28.68m3，适合产液量小于20t的油井。统计这部分设备平均日耗电75kWh，与相同产液量抽油机比节电超过30%。

2.2 经济可行性评价

10型抽油机换小为6型（或10型）抽油机与直接更换为螺杆泵举升工艺对比见表2，其中GLB120-27螺杆泵井地面设备一次投资费用约为22.02万元，年维护费用约为3.33万元，年运行能耗费用1.55万元。6型抽油机地面设备一次投资费用约为40.66万元，年维护费用约为2.19万元，年运行能耗费用2.33万元。10型抽油机转120-27螺杆泵15年总费用现值63.79万元，比换小机型少15.56万元。

3 节能减排评价

对现场56口老旧抽油机进行了更新，将地面设备改为螺杆泵地面设备生产。采用永磁无刷电机、变频工控柜并配套了其他配套设施。其它地下管柱设备参照《螺杆泵举升工艺手册》和《区块采油工程方案》设计实施。依据SY/T 5264-2012 油田生产系统能耗测试计算方法标准测试实施前后能耗。实施前后，单井有功功率下降1.74 kWh，日耗电降低41.76 kWh，年耗电节约15242 kWh，56口井实施后减少用电85.357万度。

4 结束语

借旧机改造时机对抽油机转螺杆泵生产，单井耗电节约效果显著，试验井减少燃烧标煤342t，预计少排放污染气体合计890t，节约开支的同时实现了降低污染物排放量，推广该项技术对节能减排有重要意义。

参考文献：

[1]刘翠霞，钟彬伟，马庆.地面驱动螺杆泵采油技术的优化策略[J].化学工程与装备，2020（06）：138-139.

[2]郝铭. 地面驱动螺杆泵转速自动控制技术研究[D].西安石油大学，2015.

作者简介：

陈广志（1981-），男，2005年毕业于西安石油大学采油工程专业，目前从事油水井油井作业管理工作。Email：chenguangzhi@petrochina.com.cn 地址：黑龙江省大庆市大庆油田第二采油厂第一作业区。