抽油機:工具器械-中文百科頻道

簡介

當抽油機上沖程時，油管彈性收縮向上運動，帶動機械解堵采油器向上運動，撞擊滑套産生振動；同時，正向單流閥關閉，變徑活塞總成封堵油當抽油機下沖程時，油管彈性伸長向下運動，帶動機械解堵采油器向下運動，撞擊滑套産生振動；同時，反向單流閥部分關閉，變徑活塞總成仍然封堵油套環形油道，使反向單流閥下方區域形成高壓區，這一運動又對地層内的油流通道産生一種反向的沖擊力。

工作原理

常見抽油機即遊梁式抽油機是油田廣泛應用的傳統抽油設備，通常由普通交流異步電動機直接拖動。其曲柄帶以配重平衡塊帶動抽油杆，驅動井下抽油泵做固定周期的上下往複運動，把井下的油送到地面。在一個沖次内，随着抽油杆的上升/下降，而使電機工作在電動/發電狀态。上升過程電機從電網吸收能量電動運行；下降過程電機的負載性質為位勢負載，加之井下負壓等使電動機處于發電狀态，把機械能量轉換成電能回饋到電網。

然而，井下油層的情況特别複雜，有富油井、貧油井之分，有稀油井、稠油井之别。恒速應用問題顯而易見。如抛卻這些不談，就抽油機油泵本身而言，磨損後的活塞與襯套的間隙漏失等都是很難解決的問題，況且變化的地層因素如油中含砂、蠟、水、氣等複雜情況也對每沖次抽出的油量有很大的影響。看來，隻有調速驅動才能達到最佳控制。

引進調速傳動後，可根據井下狀态調節抽油機沖程頻次及分别調節上、下行程的速度，在提高泵的充滿系數的同時減少泵的漏失，以獲得最大出油量。尤其是采用變頻調速既無啟動沖擊，又可解決選型保守、線路較長等所緻的功率因數偏低等問題，獲得節能增效的同時又能提高整機壽命。尤其是油泵的壽命，減少機械故障提高可靠性.

改型發展

塔架式數控抽油機

塔架式數控抽油機屬于“長沖程、低沖次”機電一體化的抽油機，是現代機械制造技術、控制技術、功率電子技術與機電一體化技術集成創新的完美結合它采取控制系統驅動電機運行，通過組合減速傳動使抽油機的動力源和終端負載作換向運動。

拖動抽油杆上下反複運行，抽油杆和配重形成了天平式的平衡，相互不斷地交換儲存和釋放勢能的過程，實現了運行時的平衡，使機械效率達到90%以上，無功損耗接近于零，起到了四兩撥千斤的效果，與常規抽油機相比節能效果達到30~70%，解決了常規抽油機機械效率低、難以實現長沖程和高耗能的難題。

塔架式數控抽油機的主要特點是：

1.采用牢固耐用的組合減速傳動系統，結合工業電腦數字化控制的永磁同步制動電機技術，實現了柔性啟動、加速、減速、超低速運行，避免了抽油機在換向啟動時的機械沖擊，做到了抽油機隻保養無大修，延長了抽油機的使用壽命。

2.采用簡練機身，最大限度的利用空間位置，突破了常規抽油機最大沖程和最低沖次的局限，最大沖程可達8米、最低沖次0.5次。擴大了抽油機的使用範圍，擴展了抽油機的使用範圍，特别适合中高含水期大排量、深井、稠油井的重載強抽；延長了抽油杆、抽油泵的使用壽命，适合了當今大排量、低滲透、稠油井、深井的不同開采的需要。

3.運用變頻調速和程序自動控制技術，變傳統機械式抽油為現代智能化采油，運行效率高、能耗少、使用可靠，一舉将傳統的機械采油裝備帶入了電子時代。采用無線遙控操作，液晶屏數字顯示，清晰可見，調整參數（沖程、沖次）簡便易行，無級分别調整上下沖程的沖次。可根據井下工況随時改變參數，達到最大泵效及工藝的要求。

4.獨特的配重設計，能輕松、迅速地完成調整平衡的作業。

5.可靠的安全保障，運行時運動件與人隔離；操作機器與高壓電隔離；調平衡時配重塊落地調整安全無憂，電腦全方位監控抽油機運行，具有過載、失載、缺相等多種保護功能并有自動起機、不平衡報警、停機、顯示故障原因、曆史故障記錄等保護功能。

6.牢固耐用使用方便。抽油機裝卸載、調防沖距上提下挂、碰泵等不用輔助設備即可完成。

大慶油田采油十廠五礦自2007年至今已有108台塔架式數控抽油機投産運行，平均運行功率1kw左右，維護簡單、方便。

深井泵采油

機械舉升采油方式是目前大慶油田的最主要的、也是應用最為廣泛的是采油方式。在機械舉升工藝中，抽油機-深井泵采油是應用井數最多的舉升工藝。在本章節中，重點介紹抽油機-深井泵采油的基礎理論、技術發展、測試技術以及節能新技術的應用。

深井泵抽油裝置及基礎理論計算

深井泵采油方式，簡稱為抽油機采油方式。本節介紹的主内容是抽油機裝置的構成，抽油機技術的發展以及抽油機舉升工藝的基礎理論。

深井泵抽油裝置

是指由抽油機、抽油杆、深井泵組成的抽油系統。它借助于抽油機曲柄連杆機構的運動，将動力機（一般為電動機）的旋轉運動轉變為光杆的上下往複運動，用抽油杆帶動深井泵柱塞進行抽油。

（一）抽油機

抽油機是抽油機-深井泵抽油系統中的主要地面設備。遊梁式抽油機主要由遊梁-連杆-曲柄機構、減速箱、動力設備、輔助設備等四大部份組成。工作時，動力機将高速旋轉通過皮帶和減速箱傳給曲柄軸，帶動曲柄軸做低速旋轉運動，曲柄通過連杆經橫梁帶動遊梁作上下往擺動，挂在驢頭上的懸繩器便帶動抽油杆作上下往複運動。

遊梁式抽油機按照結構主要分為兩大類：即普通式遊梁式抽油機和前置式遊梁式抽油機。

随着抽油機制造技術的不斷發展進步，自20世紀90年代後，陸續開發了不同形式的以節能為目的的抽油機，節能抽油機仍然屬于普通式遊梁式抽油機結構。關于節能型抽油機的結構特點，将在節能技術中加以介紹。

普通式遊梁式抽油機和前置式遊梁式抽油機兩者的主要組成部分相同，隻是遊梁與連杆的連接位置不同。普通抽油機一般采用機械平衡，而前置式抽油機最初多采用氣動平衡，但由于技術上的不完善，後來使用機械平衡的方法，目前在我廠使用的前置式抽油機均為機械平衡。前置式抽油機上沖程曲柄轉角為195°，下沖程曲柄轉角165°，使得上沖程較下沖程慢。

（二）抽油泵

抽油泵是抽油機-深井泵抽油系統中的井下設備。由于它的工作環境複雜，條件惡劣，而且它工作的好壞直接關系到油井的産量，因而應滿足以下一般要求：

（1）結構簡單，強度高，質量好。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；

（3）規格能滿足排量要求，适應性強；

（4）便于起下。

抽油泵主要由工作筒、柱塞及固定凡爾、遊動凡爾組成。按照抽油泵在油管中的固定方式分為杆式泵和管式泵。在我廠主要應用管式泵。

（三）抽油杆

我國生産的抽油杆從級别上分有C、D、K三種級别。C級抽油杆用于輕、中型負荷的抽油機井；D級抽油杆用于中、重負荷的抽油機井；K級抽油杆用于輕、中負荷有腐蝕性的抽油機井。大慶油田使用的抽油杆為C級和D級抽油杆。由于各個抽油杆生産廠家采取的加工工藝不一，使用的加工材料不一，抽油杆的機械性能也各不相同。

晶變頻器對抽油機變頻改造的幾個好處

1.大大提高功率因數。減小供電電流，從而減小了電網及變壓器的負荷。

2.動态調整抽取速度，一方面節能，同時增加原油産量。

3.實現真正“軟起動”對電機變速箱抽油機，避免過大機械沖擊，延長設備使用壽命。

問題

百年曆史的抽油機井系統仍存有一定的問題。以大慶近4萬口抽油機井為例，系統效率低，低産井系統效率不到10%，平均20-25%，遊梁式抽油機年耗電達30-40億千瓦時、系統設備重量大，在用鋼鐵約60萬噸、費用高(僅一次投資達50億元)。

存在的主要問題是能量傳遞環節多、功能單一、能耗大，性能價格比低等，常規柱塞泵存在摩阻大、漏失大、壽命短、效率低等問題;常規盤根盒主要存在易發生井口漏失，密封摩擦能耗較大，維護頻繁等，該系統能耗大、存在污染。國内外能源企業在生産能源的同時，也在消耗大量的能源，産生污染，不符合國家能源要求。因此，研制小型化、多功能、節能降耗、環保、安全、高效采油設備将符合社會發展的潮流，同時會為能源工業做出巨大的貢獻。