關(guān)于石油井抽取環(huán)保設(shè)備的研究

彭鈴

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源利用也逐步從傳統(tǒng)的煤炭石油行業(yè)轉(zhuǎn)向新型清潔能源，但是就當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而言，石油仍然是主要的能源供應(yīng)。在國(guó)家提出生態(tài)文明建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)下，傳統(tǒng)的石油抽取設(shè)備即抽油機(jī)的運(yùn)行效率低、能耗大等劣勢(shì)十分不利于實(shí)現(xiàn)石油行業(yè)的節(jié)能環(huán)保目的。本文就當(dāng)前我國(guó)石油行業(yè)抽油機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀著手分析如何在石油抽取設(shè)備中實(shí)現(xiàn)環(huán)保的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：石油井；抽?。画h(huán)保設(shè)備

1 當(dāng)前石油井抽取設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀

抽油機(jī)是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的石油抽取設(shè)備，主要通過(guò)加壓的方法使得石油井下的石油能夠被抽取出井，而后進(jìn)行石油的提煉加工等。傳統(tǒng)的游梁式抽油機(jī)又稱“磕頭機(jī)”，是通過(guò)曲柄帶以配重平衡塊來(lái)帶動(dòng)抽油桿，通過(guò)驅(qū)動(dòng)井下抽油泵以一定周期做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)從而將井下的油送到地面，其一般采用的都是異步電動(dòng)機(jī)來(lái)帶動(dòng)整體機(jī)械設(shè)備進(jìn)行工作的。同時(shí)，在這樣的往復(fù)運(yùn)動(dòng)中通過(guò)一定的設(shè)備將機(jī)械能量又轉(zhuǎn)化成電能利用到整個(gè)電機(jī)工作當(dāng)中，可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約。然而，由于井下油層情況復(fù)雜，恒速的游梁式抽油機(jī)的應(yīng)用存在各種各樣的問(wèn)題，容易出現(xiàn)動(dòng)力不足或者供能過(guò)剩等現(xiàn)象等等，此外存在一定的機(jī)械磨損而導(dǎo)致的間隙漏失等問(wèn)題也相當(dāng)嚴(yán)重，這些問(wèn)題的存在主要會(huì)造成電機(jī)工作時(shí)電能消耗大，存在著對(duì)環(huán)境污染的隱患。

基于普通抽油機(jī)存在的能源消耗及環(huán)境污染的隱患，當(dāng)前經(jīng)過(guò)改良及研究發(fā)明的偏輪抽油機(jī)、雙驢頭抽油機(jī)在工作效率上有了明顯提升，前置式抽油機(jī)、異向曲柄抽油機(jī)在節(jié)能上的效果也相當(dāng)明顯，其在石油井抽取環(huán)節(jié)的應(yīng)用得到了較大的普及，極大地降低了能耗，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的“環(huán)境友好”。偏輪抽油機(jī)的特點(diǎn)是其平衡性較普通抽油機(jī)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，降低了電機(jī)的使用功率；雙驢頭抽油機(jī)在聯(lián)接設(shè)備上進(jìn)行了改進(jìn)，較少因工作時(shí)的扭矩過(guò)大而帶來(lái)的高能耗，使得節(jié)能效果突顯了出來(lái)；前置式抽油機(jī)將橫梁鉸接于游梁前臂，是得四連桿機(jī)構(gòu)的幾何尺寸和角度發(fā)生了變化，工作時(shí)的效率有所提升；異向曲柄抽油機(jī)將減速器后移，造成結(jié)構(gòu)上的一個(gè)異相角改善平衡效果，降低減速器的最大扭矩峰值，電機(jī)功率因此而減小了。

2 石油井抽取環(huán)保設(shè)備的研究初探

前文所述幾種抽油機(jī)在油井抽取中的應(yīng)用已經(jīng)初具規(guī)模，但是在降低能耗和污染上還有改進(jìn)改良的空間，且基于新的科技手段的研發(fā)，筆者綜合近年來(lái)各研究機(jī)構(gòu)（小組）在抽油機(jī)上的技術(shù)攻關(guān)方向及成果上總結(jié)起來(lái)，石油井抽取環(huán)保設(shè)備的技術(shù)改進(jìn)集中在以下幾個(gè)方向上：

2.1 永磁同步電動(dòng)機(jī)在游梁式抽油機(jī)上的應(yīng)用

由于油井液面是不斷在變化的，因此抽油負(fù)載也在時(shí)時(shí)刻刻發(fā)生著變化，傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中的空載和超載現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)?；赑LC和變頻技術(shù)來(lái)控制的永磁同步電動(dòng)機(jī)在正轉(zhuǎn)時(shí)可以將電能有效地通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)整實(shí)現(xiàn)最大化地轉(zhuǎn)化成機(jī)械動(dòng)能，而在抽油桿下沖過(guò)程中又可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械勢(shì)能向電能的轉(zhuǎn)化，如此一來(lái)電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)就可以根據(jù)油井液面的變化而變化，從而可以實(shí)現(xiàn)減少能耗和恒液面抽油。

2.2 無(wú)游梁式抽油機(jī)的研發(fā)應(yīng)用

當(dāng)前在國(guó)內(nèi)已經(jīng)研究開(kāi)發(fā)并利用的無(wú)游梁式抽油機(jī)約有五十種，在節(jié)能減排上比較成功的典型集中在以下四種類型：機(jī)械換向類無(wú)游梁式抽油機(jī)、電動(dòng)機(jī)換向類無(wú)游梁式抽油機(jī)、摩擦換向類無(wú)游梁式抽油機(jī)及液壓換向類長(zhǎng)沖程無(wú)游梁式抽油機(jī)。這四類抽油機(jī)各有不同的利用優(yōu)勢(shì)，在稠油井的開(kāi)采中多應(yīng)用機(jī)械換向類無(wú)游梁式抽油機(jī)；電動(dòng)機(jī)換向類無(wú)游梁式抽油機(jī)則主要體現(xiàn)在科技程度高，智能化等優(yōu)勢(shì)；摩擦換向類無(wú)游梁類抽油機(jī)在提高機(jī)械效率等方面的作用明顯；液壓換向類長(zhǎng)沖程無(wú)游梁式抽油機(jī)的主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在其整體使用的安全性能高，調(diào)參方便。

2.3 液壓蓄能型抽油機(jī)的研發(fā)應(yīng)用

無(wú)論是游梁式還是無(wú)游梁式抽油機(jī)都可以實(shí)現(xiàn)液壓蓄能型的應(yīng)用，通過(guò)液壓蓄能來(lái)改變抽油桿的運(yùn)動(dòng)，釋放其儲(chǔ)能，有效地改善抽油機(jī)的平衡效果，實(shí)現(xiàn)能量的充分利用并且對(duì)于轉(zhuǎn)化電能可以實(shí)現(xiàn)再利用，最終實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗的目的。此外，由于液壓控制可以通過(guò)一些列的壓力設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)在故障時(shí)的自動(dòng)停機(jī)報(bào)警，有效地消除了各種安全隱患。

2.4 可更換動(dòng)力型抽油機(jī)的研發(fā)應(yīng)用

當(dāng)前，大多數(shù)抽油機(jī)的動(dòng)力供應(yīng)都來(lái)自于電力，而生產(chǎn)電力則需要利用較多的傳統(tǒng)能源，這些過(guò)程中多少都會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的廢氣廢物等。因此，在生態(tài)文明建設(shè)過(guò)程中，多數(shù)行業(yè)開(kāi)始轉(zhuǎn)向了新能源的利用，石油行業(yè)也不例外，在石油井的抽取設(shè)備中環(huán)保的概念一再被強(qiáng)調(diào)，通過(guò)利用風(fēng)能、太陽(yáng)能、核能等清潔能源來(lái)提供石油抽取的動(dòng)力，可更換動(dòng)力型的抽油機(jī)是未來(lái)一段時(shí)間的主要研究方向，大面積利用這種抽油機(jī)可以降低對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)不可再生能源的消耗速度。

3.結(jié)語(yǔ)

在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間里，石油仍然占據(jù)著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要地位，但要在生態(tài)環(huán)保的大環(huán)境下謀求更大的發(fā)展就必須要在石油生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)保。抽油機(jī)是應(yīng)用到石油井中最為基礎(chǔ)的抽取設(shè)備，必須在其技術(shù)應(yīng)用上進(jìn)行革新，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的環(huán)保化，不斷促進(jìn)石油行業(yè)在生態(tài)文明建設(shè)中走向綠色環(huán)保，既要給社會(huì)發(fā)展提供“源動(dòng)力”又要對(duì)環(huán)境友好。

參考文獻(xiàn)：

[1]張洪銘，麻少林，譚磊.清潔生產(chǎn)措施在石油井下作業(yè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)石油石化，2017（01）.

[2]孫連東.普通抽油機(jī)技能潛力分析.[J]中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2014（05）.

[3]李建鵬，譚慧敏.綠色低碳型石油設(shè)備的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì).[J]石油和化工設(shè)備，2015（07）.