油井抽油机的应用技术现状与分析

油田生产用抽油机，是油田生产中最常用，也是最重要的采油设备，适合大量、连续、少维护采油，综合最节能、高效。该文主要针对抽油机的技术现状、维修等进行系统阐述。

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1.常规油气抽油机与煤层气用抽油机的区别

常规油气抽油机与煤层气用抽油机主要是大小不同，因为煤层气井一般较浅，在400~800m之间最多，因此主要用3~6型抽油机，而油气井深度都超过1000m，杆柱较重，需较大的选点载荷，通常都在10型以上，当然在陕北和油层浅的地区使用的也有小型机。另外煤层气排采要求连续型，通常煤层气井的抽油机都与变频调速电机配合使用，当然一些油田也使用了变频调速装置。

2.抽油机举升工艺的分析

A.游梁式抽油机

游梁式抽油机仍然是应用最普遍的人工举升方式，它由一套电机驱动的地面系统举升油管中的抽油杆，以实现井下泵的循环往复工作。改善抽油机系统的新技术和新产品包括：新型抽油杆接箍；减少气锁的游动阀；光杆磨损滑套密封及安全设备；一种新颖的、使用连续油管的双作用泵；快速便携式动力仪；井下流体加热器；一种独特的双级杆式泵。

B.柱塞举升

在柱塞举升中，自由移动的柱塞下落通过油管或套管中的流体，然后在高压机构或注入气作用下携带流体段塞返回到地面。3种柱塞技术革新包括：单井柱塞举升控制器；释放过载流体的固定阀；全封装地面/井下柱塞举升系统。

C.气举

气举系统从油套环空注入高压气体，通过气举阀进入油管，降低油管内液体密度并将其举升至地面。在气举方面有2项设备及电子新技术，缠绕可取式井下光纤温度剖面测试系统和一种独特的用于优化气举操作的、结合现场及办公操作的智能系统。

D.螺杆泵

螺杆泵系统是靠地面的驱动头转动抽油杆，从而驱动井下的转子在弹性定子中工作。螺杆泵系统的改进包括：用于中等载荷的新型驱动装置和应用范围更广的新型油管旋转器。

E.电潜泵

电潜泵是井下工作的多级离心泵，其电能通过潜油电缆由地面电网传送。电潜泵方面的技术改进包括：适合含游离气较高液体的多叶轮泵；专门用于生产高粘流体的高粘性流体电潜泵；有利于生产较轻流体的新式、高效的宽叶轮开口泵；高可靠性的、实时对电潜泵和井下条件进行监控的带地面接口的井下传感器；适合不同作业的挠性油管电潜泵，及为此研制出的新传感技术。

3.无刷自控电机在抽油机上的应用分析

游梁式抽油机是石油开采的主要采油设备，它的用电量占整个油田总用电量的60%以上。但由于到目前为止，还没有找到一种能与抽油机实现合理地配合的电动机，它造成抽油机电机的平均负载率不足电机额定功率的30%，与它配套的变压器的负载率不足10%，电动机的实际效率小于0.8(电动机额定负荷时的效率为0.87~0.90)。它不断造成抽油机电力拖动系统投资较大，浪费了大量的电网容量，同时，也造成大量的能源浪费。

抽油机的转矩是一个随着曲柄角度而周期性变化的，它与风机水泵等恒转矩负载有很大的不同。电机额定转矩与平均转矩之比为0.48。当抽油机启动时，抽油杆一般处于最低位置，所需启动转矩只需克服静磨擦力及原油的表面张力的影响，因此，所需转矩相对较小。抽油机启动后，抽油杆开始上升，很快（约2.5S）就碰到了第一个最大阻力转矩。因此，它一方面要求电动机具有较大的静启转矩，克服静磨擦力；另一方面，要求电机具有较大的平均启动转矩，以便使电机在第一个最大阻力转矩到来之前，超过电机临界（最大转矩转速），使电机进入稳定工作状态。

无刷自控电机的启动装置是采用免维护设计(避免了电子节能控制装置成本高,故障率高等缺点)，它本身不会增加电机的运行、维护工作量。同时，由于无刷自控电机启动转矩增大，启动电流减少，避免了电机因堵转、断相和重复启动而烧毁电机线圈的现象，提高了电机运行的可靠性，减少了电机的故障率。无刷自控电机与抽油机的机械特性实现了合理的配合，使它成为抽油机的一种经济的、节能的配套电机。

4.抽油机减速机维修和维护分析

在安装过程中，往减速机箱内的油池中的两个螺栓孔注剂。剂型号150#是用于夏季的极压齿轮油，120#是用于冬季的极压齿轮油。万一极压油紧缺，引挚油50#（用于夏季的）和40#（用于冬季的）可以作为代替。

新使用的减速机，操作24小时后系紧固定物，7天操作后再系紧，30天后再系紧。

正常操作下，检查减速机，轴承盖上轴和密封面，减速箱接触表面，油放出口的堵塞是否有油溢出，并检查系紧部件有无松开。

新操作6个月后，清理减速机内部，替换油。

正常操作下维护减速机。根据实际工作情况，在6~12个月后，使用者需全盘维护一次。包括：打开检查孔盖，检查每个齿轮组的磨损情况，观察分析油。如果剂变质，需全部放掉，用轻质油完全清理，注入新油。如果减速机没有立即运作，抽油机在至少10分钟内运作，以确保护油膜在齿轮表面及轴承上形成，从而对齿轮形成有效的保护。

5.数字化抽油机技术分析

根据油田公司“标准化设计、模块化建设、数字化管理、市场化运作”的指导方针，为适应油田数字化管理的快速发展，提出第二代数字化抽油机的设计制造思路。数字化抽油机是指具备数据采集和远程控制功能的抽油机。是针对目前数字化建设现场施工中安装工作量大、野外施工难度大、油田现场动火、动电危险度高、设备集成度低、各施工单位安装方式不统一等问题而研制的新产品。该产品集成油井数据采集模块，实现抽油机自动调节平衡，自动调节冲次。现场安装和数字化建设安装同步进行，节约建设成本，缩短建设周期，对油田数字化建设起到了积极地推动作用。

数字化抽油机的性能与特点。一是自动调节平衡抽油机平衡状况的好坏，直接影响到抽油机的效率、能耗和寿命，对抽油杆的工作状况也有很大的影响，必须予以高度重视。第二代数字化抽油机根据自动监测并实时显示抽油机的平衡状况，可手动或自动将抽油机调整到最佳的平衡状况，降低峰值电流，达到保护减速器和节能的目的。通过软件可设定平衡度，如90～100%为最佳平衡状态，当采集的传感器数据计算之后，自动启动平衡电机进行至最佳。二是自动调节冲次。抽油机运行过程中，根据功图量油软件数据接口得到的泵功图或泵充满度，应用最佳冲次技术设计的判定软件计算后，发送指令给变频器，调整电动机输入频率，调整到最合理的抽油机冲次。