游梁式抽油机存在的问题以及抽油机发展的趋势

游梁式抽油机存在的问题以及抽油机发展的趋势摘要：机械采油法是目前最主要的采油方法，而游梁式抽油机是使用最早，最普遍的抽油机，在我国的石油发展史上发挥了非常重要的作用。但是随着我国科技的发展和采油技术的进步，游梁式抽油机的弊端也逐渐显露出来。本文主要分析游梁式抽油机存在的问题，并提出了国际上抽油机发展的趋势，期望能给大家参考。关键词：游梁式抽油机趋势效率机械采油法是目前最主要的采油方法，而游梁式抽油机是使用最早，最普遍的抽油机，其工作原理是电动机通过三角皮带减速箱减速后，由一个曲柄摇杆机构将减速箱输出轴的旋转运动转换为游梁驴头的往复运动，从而带动光杆和抽油杆作上下往复的直线运动，再通过抽油杆将这这个运动传递给井下的抽油泵的柱塞，使之工作抽油。由于游梁式抽油机使用得比较早，再加上这种设备结构简单、制造容易，易损件少，维修方便，应用灵活，特别是可以长期在油田全天候运转，可靠性高，故无论是在数量上还是规模上它都占有绝对的优势。在我国的石油发展史上发挥了非常重要的作用。但是随着我国科技的发展和采油技术的进步，游梁式抽油机的弊端也逐渐显露出来。本文主要分析游梁式抽油机存在的问题，并提出了国际上抽油机发展的趋势，期望能给大家参考。一、游梁式抽油机存在的问题1、传动效率低的问题。游梁式抽油机传动环节多，本身机械传动能量损失达28%，这是游梁式抽油机效率低的原因之一。常规型游梁式抽油机系统的效率在国内一般油田平均只有12%～23%，先进地区最多只能达到30%左右。2、游梁式抽油机增大冲程后带来的问题。游梁式抽油机增大冲程时减速箱扭矩成比例增大。另外，增大冲程后，因受游梁摆角限制，曲柄摇杆机构尺寸必然增大，从而引起抽油机外型尺寸和重量大幅度增加，因此该机型不容易实现长冲程、低冲次的要求，难以满足稠油井、深抽井和含气井采油作业的需要。3、惯性载荷过大的问题。游梁式抽油机的四杆机构使得驴头的运动规律类似简谐运动，在最高点和最低点加速度很大，造成惯性载荷大，使抽油机承受载荷过大，减速器转矩波动大，加大了齿轮冲击，缩短了减速器和抽油机的使用寿命。在地质情况比较复杂的场合，如油质稠、含沙、结蜡较多的情况下很容易出现断杆、卡井、减速机齿轮损坏、烧毁电机等较严重的故障。4、功率不匹配问题。在用工频直接启动的场合，游梁式抽油机所需启动力矩大约是正常工作的一倍以上，因而在设计的时候采用的电动机的功率都比较大。而在正常抽油时，负载变轻，所需的力矩又比较小，出现了抽油杆的负荷特性与电动机的机械特性不匹配的问题，因此电机功率利用率低的现象很严重。尤其在驴头下放时，负载变轻，电机基本处于自由下放状态，降低了电网的功率因数和电机的效率，增加了无功损耗，导致能源浪费严重。5、调整困难的问题。游梁式抽油机为刚性结构，在油井的中、后期，井液供液不足，需要调节冲次时，就需要更换皮带轮或减速箱，过程繁琐，危险性高，工作量大，使得调整工作比较困难。为了克服常规游梁式抽油机的这些缺点，国内抽油机生产厂先后对游梁式抽油机进行改造，研制出了前置式抽油机、异相曲柄抽油机、双驴头式抽油机、空气平衡抽油机、异型游梁抽油机、渐开线抽油机等多种机型。这些新型抽油机虽然改善了常规游梁式抽油机的一些不足（如启动扭矩有一定程度的降低，装机容量低了一个档次等），但仍脱离不了利用四连杆机构将旋转运动转变为往复直线运动的传动方式。这些在游梁式抽油机基础上进行的改进，没有解决根本问题，对效率提高的幅度不大。而通过改进动力装置及其控制方法的途径，例如采用永磁同步电机、超高转差率电机、变频调速电机等，虽然对能源浪费等问题有所改善，但是由于成本高或使用面不广等问题，也不能解决根本性的问题。因而通过改变结构，设计新型的抽油机来提高效率，降低能耗，才有更大的发展前景。二、抽油机的发展趋势1、朝着大型化方向发展。随着世界油气资源的不断开发，开采油层深度逐年增加，石油含水量也不断增加，采用大泵提液采油和开采稠油等，都要求采用大型抽油机。近年来，出现了许多大载荷抽油机，例如前置式气平衡抽油机最大载荷13KN、气囊平衡抽油机最大载荷27KN等，将来会有更大载荷抽油机出现。2、朝着低能耗方向发展。为减少能耗，提高经济效益，近年来研制许多节能型抽油机并投入使用。如异相型抽油机节电15%—35%，前置式抽油机节电36%，前置式气平衡抽油机节电35%，轮式抽油机节电30%一40%，大圈式抽油机节电30%。3、朝着精确平衡发展。近年来国内外都很重视改进和提高抽油机的平衡效果，使抽油机得到更精确的平衡。例如变平衡力矩抽油机，可使上冲程平衡力矩大于下冲程力矩。前置式气平衡抽油机，可以在动态下调节气平衡，平衡效果较好。自动平衡机可以保证在上下冲程每一瞬间得到较精确的平衡。4、朝着高适应性方向发展。现代抽油机应具备较高的适应性，以便拓宽使用范围。例如适应各种自然地理和地质构造条件抽油的需要，适应各种成分石油抽汲的需要，适应各种类型油井抽汲的需要，适应深井抽汲的需要，适应长冲程的需要，适应节电的需要，适应精确平衡的需要，适应无电源和间歇抽汲的需要，适应优化抽油的需要等。5、朝着自动化和智能化方向发展。近年来，抽油机技术发展的显著标志是自动化和智能化。当前面世的自动化抽油机，采用微机和自适应电子控制器进行控制与监测，具有保护和报警功能，实时测得油井运动参数并及时显示与记录，并通过进行综合计算分析，推得出最优工况参数，进一步指导抽油机最优工况抽油具有抽油效率高、节电、功能多、安全可靠、经济性好、适应性强等优点。6、朝着长冲程无游梁抽油机方向发展。采用长冲程抽油方式，抽油效率高、抽油机寿命长、动载小、排量稳定，具有较好的经济效益。近年来国内外研制并应用了多种类型的长冲程抽油机，其中包括增大冲程游梁抽油机，增大冲程无游梁抽油机和长冲程无游梁抽油机。实践表明，长冲程无游梁抽油机是长冲程抽油机发展方向。三、结论总之，任何一种设备的更新换代都是随着工程的需求和技术的进步应运而生，采油设备的发展也不例外。我们要善于运用创新的思维，及时更新和改进新的采油设备，才能促使我们的采油产量实现又好又快的增长。参考文献[1]李金华，华伟棠，李铁.游梁式抽油机节能新技术探讨[J].石油机械.1999（12）[2]白连平，王玉生.游梁抽油机节能电机选择方法的讨论[J].钻采工艺.2007（02）[3]陶光辉.标杆管理助精细化管理上台阶[J].中国石化.2012（11）[4]戴广平，刘晓芳，崔学深，沈金波，张建华，罗应立.游梁式抽油机电动机综合节能的理论及途径[J].石油机械.2004（02）