浅析高原机的应用现状及前景

摘要：本文在对比游梁式抽油机的基础上，结合本队的实际情况，有针对的分析了高原机作为新型抽油机的优缺点。在诸多方面的优势表明，作为抽油机新的发展方向的代表，高原机具有更广阔的发展前景。同时，随着高原机的应用，也带来了一些新的问题和难点，为以后的工作带来了新的课题。

关键词： 高原机；游梁式抽油机；冲程；可靠性

1. 概述

高原机是美国Weatherford公司专利产品，现已在我国取得了国家十余项专利授权，独特一流的设计是抽油机发展历史上的一次重大突破，经过三十多年的现场试验及不断改进，目前已成为市场上最为成熟可靠的无游梁抽油机。它是一种长冲程、低冲次、大负荷纯机械传动的链条――皮带抽油机。自1992年10月胜利高原公司与美国WEATHERFORD公司合作至今，已开发出9种型号的抽油机，悬点负荷从8吨到22.7吨，冲程长度从3m到9.3m。其良好的采油工艺性能、可靠的机械性能及操作维护安全方便的特性使得该抽油机在现场应用中取得了巨大的成功。

采油二队自2006开始第一次使用该类型抽油机，第一口井为桩52-62，生产参数为%44x4.2x4，石油粘度为960毫帕秒。目前，日产液3.5吨；油，1.5吨。至今，采油二队已有15台高原机。目前全部运转正常。

2.高原机的应用现状

2.1高原机的结构特点

高原机由机架底座系统、刹车控制系统、动力传递系统、换向平衡系统、系统等五个主要系统构成。

高原机的主要特点：

A. 降低了抽油杆柱的相对变形值，也就减少了抽油泵柱塞

的冲程损失，提高了抽油泵的充满度系数和排量系数，

进而提高泵效，增加产量，降低单位成本。

B.降低了单位原油产量所需抽油泵的往复循环次数，因而

减少了抽油杆柱的疲劳和磨损，延长了抽油杆柱的使用

寿命，提高了油井的免修期，减少了作业费用。

C. 改善抽油泵部件的工作期限。

D.可以消除气锁现象，可以应用于油稠井和含气井。

E.适合于小泵深抽，大排量提液。

2.2高原机的应用现状

高原机经过三十多年的现场试验及不断改进，目前已成为市场上最为成熟可靠的无游梁抽油机。已在胜利、大港、辽河、中原、江汉、南阳、延长、青海、新疆等国内油田至今已有9000余台皮带抽油机，且有逐年递加的趋势，光胜利油田每年至少要购进500余台，每年有200余台抽油机出口到美国、加拿大、古巴、阿根廷、委内瑞拉、俄罗斯、叙利亚、哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦等国家。

2.3高原机的优势分析

2.3.1提速快，保持时间长

高原机工作时可以在很短的时间内达到工作速度。

速度曲线

加速度曲线

2.3.2冲程长，冲次低，采用大负荷皮带承载

大冲程使泵充满系数高，液压冲击小；低冲次可降低井下设备磨损。 游梁式抽油机的冲程一般为4.2米，而高原机一般为6-8米。

a.提高了泵的充满程度和泵效

b.配套有杆泵进行深抽

c.降低了单位原油产量抽油泵往复次数

d.减轻了泵和杆的疲劳和磨损

e.延长了油井的免修期

f.皮带可以缓冲井下抽油杆、抽油泵的惯性载荷，减小杆件冲击

2.3.3能耗低

由于抽油机扭矩臂短平衡效果好，与同等额定负荷的抽油机相比，需要的减速箱扭矩小，电机功率小，比常规抽油机节能10%～40%。因为高原机的扭矩臂长度仅为0.31～0.43米，因此对扭矩的要求较低（M=（Pmax-Pmin）/2*R），比起常规扭矩较大的抽油机，电机功率要求低了很多，自然也就节约了能量。

2.3.4结构设计优

高原机整体采用折叠结构，配重对称平衡，方便运输安装，平衡调整方便快捷。

2.3.5可靠性高

塔梁刚性较高，关键部件整体采用H钢具有很高的安全系数；采用纯机械传动换向传动平稳，没有电磁污染；安装有自动保护系统油井出现故障时，自动停机。

2.4高原机的具体应用

2.4.1高原机与游梁式抽油机对比分析

2003年7月分别在杜80-30-54、曙3-05-006两口油井试验用500型皮带抽油机替换现场常规使用的8型、10型游梁式抽油机。现场实践证明：

・ 泵效高、能耗低

・ 杜80-30-54、曙3-05-006 的最高泵效均达到70%以上。

2.4.2高原机在超深抽井的应用-TK318CH井

1、修井前的生产情况

2008年5月泵挂3202.12m，生产至09年4月14日，之间供液不足间开生产，液面最深时2999m，平均液3.7t/d，平均油3.4t/d，含水7.5%。采用游梁抽油机，工作制度为5*3*38

2、修井后的生产情况

修井后的工作制度为8*2*32（1000皮带机）平均日产液量为8.1方，截止到2009年11月5日，平均日产油4.83吨。泵挂由3202米，加深到4568米，有间歇工作制度改为连续工作制度，平均泵效为44%。

修井前后对比图

2.4.3皮带抽油机稠油开采的应用

皮带抽油机具有长冲程、慢冲次的特点，所以能够满足超稠油井的开采（注气初期需排液，可提高冲次提液，后期长冲程慢冲次，有利于稠油开采）。

杜84-馆平58区域单井控制含油面积约0.031平方公里，地质储量540000t。目的层为下第三馆陶组油层Ⅵ油组。构造单一，储层岩性主要为中粗砂岩其次为砾岩，砾状砂岩及细砂岩；泥质胶结，类型以接触，空隙式为主；粒度中值0.37mm，平均孔隙度36.3%，渗透率5.539μm2，泥质含量4.2%，含油饱和度67―76%，属高孔、高渗、低泥质含量高丰度储层；原油密度1.007g/cm3，粘度163800mpa.s，胶质 +沥青52.9%，凝固点27℃，含蜡2.44%，压力系数1.003，地温梯度3.3℃/100m。

安装高原机后初期液量控制120m3，后期控制在160 m3左右。

3.问题与结论

3.1面临的主要问题以及注意事项

1.高原机相对游梁式抽油机具有更高的成本价格。就目前是市场价而言，一般的游梁式抽油机平均价格在22万左右，而高原机的价格则在31万左右。对于使用寿命较短的抽油井而言，成本相对较高。

2.高原机的设备维护相对较难。一旦抽油机机体污染，如由于作业等原因造成，在清理方面具有一定的不方便性。

3.作业时候具有一定的不方便性。由于特殊的结构，使得高原机在作业的时候，空间相对狭小，为作业队的设备安装以及运行带来了一定的麻烦。

4.皮带抽油机在现场应用中系统存在两方面的问题，一是减速器油的油量，在现场操作中存在一个误区，致使减速器内油量不足，造成效果差，出现设备受损甚至报废；二是皮带抽油机在运转过程中，雨水顺着负荷皮带滴入链条箱内，引起机械油变质，影响链条箱各运转部件效果，造成各运转部件磨损严重。

5. 由于皮带抽油机的平衡箱是一个密闭的箱体，不同于游梁机平衡是一个开放的结构，所以在选型皮带机时要进行平衡校核。

3.2结论

安全节能，相对较低的维护成本，都使得高原机相对传统的游梁式抽油机具有更广阔的适用范围。代表了抽油机新的发展方向。

随着生产的不断深入，如设备如何保养，空间的特殊性等一系列新问题的出现，都为我们以后的工作带来了新的课题。如何解决好新出现的矛盾，将逐步成为以后工作的重点。

参考资料：

[1] 孙伟善. 皮带抽油机现场应用中系统存在的问题及分析处理[J].中国科技博览，2010（13）.

[2] 周晓明 田小存 简析皮带抽油机在河口油区的应用[J].内蒙古石油化工，2008（5）.

[3]黄亮军. 皮带抽油机节能效果分析[J].山东农机化，2003（7）.