地面采油設(shè)備的節(jié)能管理與優(yōu)化探析

王云梅 于建平 馬志一 任培榮

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，能源問(wèn)題以及環(huán)境問(wèn)題也逐漸成為了社會(huì)普遍關(guān)注的問(wèn)題，而對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)，石油化工行業(yè)一直以來(lái)都是能源消耗大戶，而要想石油化工企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，必須要的對(duì)其地面采油設(shè)備加強(qiáng)管理，并進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。這樣不僅能為企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，其實(shí)際產(chǎn)生的社會(huì)效益也不可忽視。本文主要我國(guó)石油行業(yè)的地面采油設(shè)備實(shí)現(xiàn)節(jié)能管理以及設(shè)備優(yōu)化進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：石油企業(yè);采油設(shè)備;節(jié)能管理;優(yōu)化

引言

油田在生產(chǎn)開(kāi)采得初期階段，多數(shù)油井都是通過(guò)自噴的形式進(jìn)行開(kāi)采，而隨著油田生產(chǎn)開(kāi)采后期階段，地層能量的下降使得油田的生產(chǎn)開(kāi)采必須要依賴(lài)地面采油設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)，而在現(xiàn)代節(jié)能、環(huán)保等生產(chǎn)理念的要求下，油田企業(yè)必須要加強(qiáng)對(duì)地面采油設(shè)備的節(jié)能管理和優(yōu)化才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的進(jìn)一步提升。

1 地面采油設(shè)備分析

1.1 主要的地面采油設(shè)備

目前，在我國(guó)油田生產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中常用的地面采油設(shè)備主要包括抽油機(jī)、抽油泵、水力活塞泵以及潛油電泵等^[1]。

1.2 地面采油設(shè)備的發(fā)展

隨著油田開(kāi)采的不斷進(jìn)行，地層中的能量不足以維持油氣的舉升，因此，使得油田對(duì)地面采油設(shè)備的需求量在不斷增加，針對(duì)地面采油設(shè)備的投資也在不斷增加。而對(duì)石油機(jī)械生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，不斷提升機(jī)械采油設(shè)備的性能、節(jié)能效果以及運(yùn)行的可靠性是非常重要得內(nèi)容，也是多數(shù)石油機(jī)械制造企業(yè)一直以來(lái)追求的目標(biāo)，國(guó)外針對(duì)采油設(shè)備的投資一直都比較大，而且很多先進(jìn)設(shè)備的研發(fā)開(kāi)展也比較早，國(guó)際上能夠生產(chǎn)制造采油設(shè)備的企業(yè)達(dá)到了300多家，而俄羅斯以及美國(guó)等國(guó)家的采油不僅品類(lèi)比較多，而且技術(shù)上的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)也比較大。

我國(guó)對(duì)采油設(shè)備的研究已經(jīng)經(jīng)歷了50多年的時(shí)間，在整個(gè)發(fā)展過(guò)程中，我國(guó)從最初的修理到后期仿造一直發(fā)展到如今的自主研發(fā)。對(duì)采油設(shè)備的修理裝配主要是上世紀(jì)50年代，這一階段采油設(shè)備主要是依靠進(jìn)口。在隨后的六十年代我國(guó)開(kāi)支逐漸有了模仿制造采油設(shè)備的能力，主要是在井口設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行簡(jiǎn)單的仿制?，F(xiàn)代我國(guó)石油行業(yè)已經(jīng)完全具備了自主研發(fā)的能力，而且部分采油設(shè)備還實(shí)現(xiàn)了出口，成功進(jìn)入了國(guó)際采油設(shè)備市場(chǎng)。

1.3 地面采油設(shè)備的節(jié)能現(xiàn)狀

目前，我國(guó)多數(shù)的地面采油設(shè)備老化現(xiàn)象比較嚴(yán)重，而且技術(shù)含量也比較低，節(jié)能效果較差，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比較還存在較大的差距。

2 地面采油設(shè)備的節(jié)能改進(jìn)與優(yōu)化

2.1 引進(jìn)節(jié)能型抽油機(jī)

對(duì)于油田的生產(chǎn)開(kāi)采來(lái)說(shuō)，不斷提升抽油機(jī)舉升系統(tǒng)的節(jié)能效果以及設(shè)備管理水平有著非常重要實(shí)際意義。目前針對(duì)抽油機(jī)的節(jié)能改造基本上都是圍繞其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以此來(lái)達(dá)到提升能效、維持扭矩平穩(wěn)的效果，這樣就能進(jìn)一步提升電機(jī)的運(yùn)行效率，并有效控制電機(jī)的能耗。

2.2 研發(fā)新型電機(jī)

針對(duì)電機(jī)改造，最為有效方法就是將采油生產(chǎn)的實(shí)際狀況與電機(jī)綜合性能進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。目前應(yīng)用比較廣泛的新型節(jié)能電機(jī)主要有高轉(zhuǎn)差率電機(jī)、超高轉(zhuǎn)差率電機(jī)^[2]。利用上述新型電機(jī)取代常規(guī)轉(zhuǎn)差率電機(jī)能最大程度提升抽油機(jī)的工作效率以及實(shí)際性能，從而起到了良好的節(jié)能效果。目前我國(guó)自主研發(fā)的超高轉(zhuǎn)差率電機(jī)在抽油機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用表現(xiàn)出了良好的節(jié)能效果，但是，與國(guó)外先進(jìn)電機(jī)相比較還存在的一定差距。

2.3 應(yīng)用節(jié)能型電控裝置

在油田的地面采油系統(tǒng)中合理的應(yīng)用節(jié)能型電控裝置能夠能夠有效優(yōu)化采油設(shè)備的運(yùn)行狀況，對(duì)采油設(shè)備的節(jié)能性能有非常明顯的提升作用，而且，多數(shù)的節(jié)能電控裝置都具有成本投入低、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。目前，在我國(guó)油田行業(yè)應(yīng)用比較廣泛的節(jié)能電控裝置主要有間抽控制器、變頻調(diào)速器等。

2.3.1 間抽控制器

通常情況下，抽油機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中都是以最大抽汲能力運(yùn)行，當(dāng)井下油液產(chǎn)量不足的時(shí)候，就會(huì)導(dǎo)致泵效的嚴(yán)重浪費(fèi)，甚至?xí)斐煽瘴闆r，這樣就會(huì)導(dǎo)致電能的極大浪費(fèi)。如果使用間抽控制器，就能保證在油井井下出液量不足或者抽油機(jī)出現(xiàn)空抽現(xiàn)象的時(shí)候自動(dòng)實(shí)現(xiàn)停機(jī)，并在井下液面達(dá)到一定深度的時(shí)候在重新啟動(dòng)抽油機(jī)，這樣就能節(jié)能電能。

2.3.2 變頻調(diào)速器

變頻調(diào)速器得出現(xiàn)使得抽油機(jī)在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中能夠根據(jù)抽汲量的大小來(lái)合理調(diào)節(jié)電機(jī)得運(yùn)行功率，這樣就實(shí)現(xiàn)了電機(jī)效率的合理利用及實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)的保護(hù)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了很好的節(jié)能效果。目前，我國(guó)多數(shù)的抽油機(jī)舉升系統(tǒng)應(yīng)用都是變頻調(diào)速器來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能改造。

3 結(jié)束語(yǔ)

在現(xiàn)代油田的生產(chǎn)開(kāi)采過(guò)程中，地面采油設(shè)備起到了非常重要的作用，而地面采油設(shè)備的高能耗一直都是油田發(fā)展過(guò)程中需要重點(diǎn)進(jìn)行考慮的問(wèn)題，鑒于此，針對(duì)油田的地面采油設(shè)備進(jìn)行節(jié)能管理和優(yōu)化改進(jìn)對(duì)油田提升經(jīng)濟(jì)效益有非常重要的作用，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)巨大的社會(huì)效益，極大的促進(jìn)了石油行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李洪濤.基于MATLAB/Simulink游梁式抽油機(jī)動(dòng)態(tài)性能仿真及控制方案研究[D].浙江大學(xué)，2009.

[2]田小蘭，張明亮，潘迎暉，汪暢，謝志勤.提高河南油田稠油機(jī)采系統(tǒng)效率的方法[J].石油機(jī)械，2002（04）：41-44+0.