机械采油系统节能降耗技术措施及应用探讨

王起龙

（大庆油田第九采油厂，黑龙江 大庆 163000）

0 引言

受于我国油田地质情况以及企业发展现状决定，现阶段我国机械式采油系统的是应用最为普遍的采油系统之一，机械采油系统对技术要求较低，设备工艺组成简单，从操作以及维护角度相比其他采油系统都具有较大的优势，但其弊端也十分明显，大型机械设备的能耗标准较高，同时能耗控制工作存在一定难度，导致采油成本中耗能成本一直居高不限，在采油成本上升原油市场低迷的今天，该问题更为突出。企业需要对投产设备进行全面的节能降耗管理从而全面提高自身经济获取能力以及持续发展能力[1]。

1 机械采油系统概述

1.1 机械采油系统特征

机械采油系统是现阶段我国油田应用较为普遍的采油系统之一，游梁式抽油机是其代表机械设备之一。机械采油系统种类较多，组成结构较为复杂。但多数系统可以分为硬件系统和软件系统两个组成部分。其中硬件系统包括抽油机主体机械组成部分、抽油光杆、以及辅助采油及安全防护设备。软件系统包括抽油机管理系统、参数检测系统、信息系统以及工艺管理系统等等[2]。在生产过程中由抽油机主体中三相异步电机提供动力，通过减速箱游梁平衡块等设备将电机提供的动能转换为抽油光杆的上限运动，配合地下抽油泵体完成原油开采。机械采油设备一般安置于户外，其工作环境十分复杂，在实际生产过程中难以保证设备按预定参数运行，电机工作温度、机械设备的润滑状态、运转状态、平衡系数等因素，均会造成机械采油系统的能耗波动。

1.2 机械采油的能耗问题分析

现阶段多数机械采油设备采用电能作为主要的生产能源，一般由三相异步电机提供动力来源，工作中电能消耗较为巨大，以大庆油田为例，根据大庆油田2018年末的能耗统计报告中，油田生产能耗中电能消耗占比54.18%。电机能耗的影响因素较多，与电机自身性能、与机械设备的功率匹配情况、机械设备的运转状态以及机械设备的平衡系数均存在一定联系，因此对机械采油系统的能耗管理应从多角度进行，基于设备自身特定制定差异化的节能降耗防范，避免千篇一律的统一管理方法[3]。

2 常用节能降耗技术

2.1 螺杆泵采油技术

游梁式抽油机受设备机械原理决定，能耗较高，节能降耗措施效果有限，对其机械结构进行升级替换，是彻底解决高能耗问题的最佳方法。螺杆泵采油设备应运而生。与传统游梁抽油机设备相比，螺杆泵的动力结构能源需求量更低，同时设备体积小，在制造成本、维护保养、故障排查等方面均有一定优势[4]。

螺杆泵设备通过对应的控制系统可以对转速进行精准调节，结合油层的储量分析结果，设定最佳转速可以有效避免能源的浪费，提高能源利用率。根据相关测试结果显示螺杆泵能耗为传统游梁式抽及设备的三分之二，配合其精准的机械能供给调控机制，理想状态下可以实现二分之一以上的能耗节省，符合油田企业的发展需求。

2.2 间歇采油技术

间歇采油技术是近年来问世的全新节能技术之一，我国油田进入开采末期以后，多数油田储量下降，在该地区采用间歇式采油技术采保障产量的同时也可以有效的解决能源消耗问题，这点在低渗透油田也同样使用。间歇采油技术是一种生产控制技术，通过在采油作业中对扁动扭矩的合理控制，时间停机与开采间隔进行的全新生产模式，有效实现能耗的控制。

通过实施井间歇采油后，产液结构进一步优化，水淹水窜得到明显抑制，油井产水率下降明显，低液低效油井检泵周期明显延长，油井吨油成本明显降低，综合效益大幅提升。一是产液结构进一步优化。通过强化低产低效井合理间开、周期采油、注采耦合等措施，优化产液结构调整；二是油井综合效益大幅度提升。

2.3 抽油机井上的技能技术

前文所述节能降耗措施需要较高的前期成本投入，对于已经投产井数量较多的大型油田节能降耗改造中适用性较低。在抽油机设备中加装节能设备以及技能电机等措施可以有效降低工程成本，适合大面的应用推广具有更高的实用价值。游梁抽油机具有结构简单、性能稳定、技术需求低等诸多优势，但受其体积以及动力结构决定其存在能耗过高的弊端，对此类游梁抽油机可以进行动力结构优化，根据实际地层产量调整期抽油机体积等方式进行结构优化和改造，从而实现采油成本的降低[5]。

在游梁抽油机原有动力系统中加装职能变频控制系统，也是实现节能降耗生产的有效途径之一，通过加装对应的变频控制设备能有效实现抽油机能量传递以及能量转换效率的优化。智能变频控制系统与传统的变频控制系统有较大的差异，智能变频控制系统具有更高的输入可控性，可以再次返回到变频器的直接环节，其电能利用率更为高效合理。同时还可以与电网的电源具有同样的交流正玄波与使用滤波，实现电能的循环利用具有更高的节能以及环保价值。此外配合电磁调速电机，可以进一步提升节能效果。

3 结束语

我国油田企业进入开发末期，受资源型企业发展特性决定，当石油资源逐渐匮乏时，企业必须面对经济获取能力下降的发展危机，绿色节能环保已经成为我国油田企业的发展主题。生产成本是油田企业运行成本中的主要组成部分，对此类成本的控制有助于企业降低整体生产成本，提高盈利能力以及发展能力。现阶段油田采油设备主要为加密调整井、低渗井和传统抽油机设备，文中提出了三种优化此类设备能耗问题的措施及方法，但均存在一定的限制，需要进一步的开发完善。