双井液压抽油机结构及工作原理

2021-12-29葛利俊

设备管理与维修 2021年21期

葛利俊，胡勇，邓阳

（中国石油集团渤海石油装备制造有限公司采油装备公司，天津 300280）

0 引言

近年来，随着国内各油田的丛式井开发热潮兴起，占地面积大、自动化程度低的传统游梁式抽油机已无法满足需求。液压系统具备良好的软特性，在实现一机双井或多井联动时更加便利，加之国产液压元器件品质的不断提升，液压抽油机的成功应用正在获得更多关注。本文介绍一种双井液压抽油机，供广大工程技术人员参考。

1 主要结构组成及技术优势

双井液压抽油机由1 个液压站和2 台主机构成，液压站通过液压胶管和传感器电缆与主机连接，2 台主机通过专用设备直接安装在井口，主机油缸的活塞杆通过接箍与油井光杆连接，带动抽油杆柱运动（图1）。相比于传统游梁式抽油机，双井液压抽油机具备以下优势。

图1 井场布局

（1）占地面积小。虽然是两口油井，但实际上只有液压站需要占地约5 m2。如使用传统游梁式抽油机，占地至少50 m2，实际占地接近100 m2，相比之下，可大量节省平整场地、征用农田的费用和时间。如用于海上平台和丛式井开发，优势更加明显。

（2）体积小、重量轻，安装快捷、便利。相比于传统游梁式抽油机，双井液压抽油机的体积和重量都要小很多，连同混凝土基础总重不超过10 t，因此运输安装更加便捷。由于是软管连接，液压站的现场安装方向和位置大致无误即可使用。主机吊装到井口，只需拧紧接箍、管线和螺栓即可开始运行，不需要找水平、测距离、调整平衡块等繁杂工序，较传统游梁式抽油机要快捷很多。整个安装过程无需高空作业，吊装作业也较传统游梁式抽油机减少很多，因此更加安全便利。

（3）数字化程度高。控制箱安装在液压站机房内，以PLC 可编程序控制器为核心部件，可实现液压系统的全自动运行，控制箱上还安装有显示器，运行时的工作参数一目了然。设备上预留有网络接口，需要时可接入物联网升级为远程控制系统。

（4）冲程、冲次调节方便。通过在控制界面设定上、下止点位置，可完成冲程设定，比较传统游梁式抽油机调冲程的费工费时，优势十分明显。冲次的调整可选择手动调节或控制界面设定两种方式，都十分便利。相较于传统游梁式抽油机更换皮带轮或变频调速更加快捷和安全可靠，调速范围也更大。

2 液压系统工作原理

双井液压抽油机的正常工作模式为双井联动，工作时2 台主机油缸的运动方向相反，负载互为平衡配重。遇修井或检泵作业时，可以手动调整为单井运行模式，一台主机单独工作保障生产，另一台拆除让开井口。

（1）双井联动运行。双井联动时，除2 个截止阀18.3 和18.4关闭外，其他截止阀如18.1 和18.2、27，以及主机上的全部截止阀25.1、25.2、25.3、25.4 都打开，PLC 控制电液换向阀16 的电磁铁YV3 和YV4 的通断，可以实现2 台主机的上、下行程运动（图2）。2 台主机油缸的无杆腔内安装有位置传感器30.1 和30.2，实时检测活塞在油缸中的位置，主机活塞的行程即抽油机的冲程，再结合液压站内压力传感器19.1、19.2、19.3 采集的压力信息，即可全面掌握液压系统的主要工作参数，通过必要的程序运算，还可实现“示功图”绘制等功能。

图2 液压系统工作原理（局部）

（2）单井运行。需要主机1 单独运行时，打开截止阀25.1、25.2、18.1、18.4，关闭截止阀18.2、18.3、27，PLC 控制电液换向阀16 的电磁铁YV3 和YV4 的通断，即可实现主机1 的上、下行程运动，主机2 静止待机。由于单井运行时没有配重，需要利用单向节流阀17.2 调节背压，控制下行程的速度。此时，如果还需要主机2 让开井口，在正常拆卸紧固件前，还需要关闭截止阀25.3、25.4，拆开快速接头26.3、26.4 以及位置传感器电缆的航空接头。