我國抽油機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)應(yīng)用現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢研究

王雪玲，朱文軍，郭云龍，薛自建

（中國石油渤海石油裝備制造有限公司，河北 青縣 062658）

1 概述

有桿抽油法是應(yīng)用最早也最廣泛的一種人工舉升采油法。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，有桿抽油仍居首要地位，抽油機(jī)是有桿抽油方法中的地面驅(qū)動設(shè)備，在有桿抽油系統(tǒng)中具有舉足輕重的地位。抽油機(jī)根據(jù)其是否有游梁，分為游梁式抽油機(jī)和無游梁式抽油機(jī)。

隨著我國石油工業(yè)的發(fā)展，特別是近幾十年來，世界對原油的需求量不斷加大，我國對抽油機(jī)的研究從未間斷。經(jīng)過抽油機(jī)研發(fā)人員不斷的實踐和創(chuàng)新，我國抽油機(jī)研究、制造技術(shù)有了很大發(fā)展，無論在結(jié)構(gòu)形式和使用功能上，抽油機(jī)產(chǎn)生了很大的變化。抽油機(jī)新的研究成果不斷涌現(xiàn)，出現(xiàn)了各種類型的抽油機(jī)產(chǎn)品，特別是長沖程、低沖次、數(shù)字化以及與電控技術(shù)相結(jié)合的抽油機(jī)屢見報道。

2 抽油機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 游梁式抽油機(jī)的技術(shù)特點和應(yīng)用局限性

游梁式抽油機(jī)除了有常規(guī)游梁式抽油機(jī)外，還有大量的節(jié)能型游梁式抽油機(jī)，比如，雙驢頭抽油機(jī)、下偏杠鈴抽油機(jī)、彎游梁抽油機(jī)、異相型抽油機(jī)、調(diào)徑變矩抽油機(jī)等。另外，近年來，在游梁式抽油機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行深度開發(fā)的數(shù)字化抽油機(jī)，在長慶油田也得到了大面積推廣應(yīng)用。游梁式抽油機(jī)的技術(shù)特點是：可靠性高，維護(hù)簡單、制造維修成本低，使用壽命長，可以實現(xiàn)較高沖次(＞10次/分鐘)。其應(yīng)用局限性有：傳遞力矩大，實現(xiàn)低沖次（小于3次/分）困難；受抽油機(jī)輪廓尺寸和重量的制約，最大沖程受限（＜6m）。

游梁式抽油機(jī)的適用條件：游梁機(jī)在中高滲、低滲、稠油等各類油藏都有應(yīng)用。在滿足油井中短沖程、較高沖次以及產(chǎn)液量條件下，游梁機(jī)是優(yōu)選機(jī)型。

就目前看，游梁式抽油機(jī)是設(shè)計、制造、使用經(jīng)驗較為成熟的機(jī)型，經(jīng)過長期工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化，游梁式抽油機(jī)具有高的可靠性、高適應(yīng)性，在人工舉升裝備領(lǐng)域占主導(dǎo)地位，是現(xiàn)有有桿抽油設(shè)備的主力軍。在各類抽油機(jī)產(chǎn)品中其處于無法取代的地位。

2.2 無游梁抽油機(jī)的技術(shù)特點和應(yīng)用局限性

（1）皮帶抽油機(jī)。我國在20世紀(jì)60年代，就開始研制無游梁抽油機(jī)，應(yīng)用較為普遍的無游梁抽油機(jī)為鏈條抽油機(jī)，主要代表是皮帶抽油機(jī)，基本上滿足了長沖程低沖次高效生產(chǎn)的需要，在我國稠油開采中發(fā)揮了重要作用。皮帶抽油機(jī)的技術(shù)特點是：加速段短、勻速段長，運(yùn)行平穩(wěn)；減速箱傳遞力矩小，可以實現(xiàn)較低沖次；通過增加機(jī)架高度可實現(xiàn)長沖程（可達(dá)到9米以上）。其應(yīng)用局限性有：相同抽汲強(qiáng)度下，換向加速度大于游梁式抽油機(jī)，不能實現(xiàn)較高沖次生產(chǎn)（一般為1～3次/分鐘）。

皮帶抽油機(jī)的適用條件：鏈條抽油機(jī)是長沖程（6米以上）、低沖次（3次及以下）最有競爭力的機(jī)型，在稠油、低滲深抽、大斜度等井況下優(yōu)先選用機(jī)型。

（2）電控?fù)Q向式無游梁抽油機(jī)。電控?fù)Q向無游梁抽油機(jī)是國內(nèi)當(dāng)前研究最熱門的一種抽油機(jī)，主要采用電機(jī)正反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)換向方式進(jìn)行抽油。其技術(shù)特點是：長沖程、慢沖次，換向性能取決于電動機(jī)的啟動性能；沖程、沖次等參數(shù)調(diào)節(jié)方便。其應(yīng)用局限性有：換向加速度大，無法實現(xiàn)較高沖次運(yùn)行（一般低于3次/分鐘）；電機(jī)頻繁啟動，存在電網(wǎng)諧波污染；控制系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性是影響抽油機(jī)應(yīng)用可靠性的關(guān)鍵因素。

電控?fù)Q向無游梁式適用條件：電機(jī)換向抽油機(jī)具有長沖程、低沖次、沖程沖次可無級調(diào)節(jié)等特點，比較適合頻繁調(diào)參的稠油蒸汽吞吐或蒸汽驅(qū)井。

在油田現(xiàn)場試驗的無游梁抽油機(jī)除了鏈條式、電控?fù)Q向無游梁抽油機(jī)外，還有液壓式、滾筒式、直線電機(jī)式等。雖然各種機(jī)型都在日趨完善中，但也因為許多難題，比如，換向方式的工作狀態(tài)不夠穩(wěn)定，容易發(fā)生故障，造成停機(jī)、停產(chǎn)，嚴(yán)重影響產(chǎn)量，另外，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)動件多、關(guān)鍵零部件故障率高、現(xiàn)場維護(hù)難，特別是軟連接傳動，容易造成事故有待于進(jìn)一步攻克。沒有得到大面積推廣應(yīng)用，一般應(yīng)用在容易監(jiān)護(hù)的小范圍內(nèi)。其產(chǎn)品系列化、標(biāo)準(zhǔn)化程度偏低，處于不斷試驗改進(jìn)階段。

新型無游梁抽油機(jī)一直具有非常誘人的發(fā)展?jié)摿?，每年都會有新機(jī)型出現(xiàn)。傳統(tǒng)的問題解決了，新的問題和不足也隨之出現(xiàn)，普遍可靠度不高，對工作環(huán)境的要求有一定限制，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格參差不齊，維修麻煩。由于技術(shù)不夠成熟，普遍推廣應(yīng)用能力不強(qiáng)，大多只在局部地區(qū)試驗性應(yīng)用。

3 抽油機(jī)的未來發(fā)展趨勢

近年來，我國大部分油田已經(jīng)進(jìn)入注水開發(fā)的中后期，開發(fā)深度和難度與日俱增，油田供液能力明顯不足，為確保高效生產(chǎn)，對抽油機(jī)的要求呈現(xiàn)出2個特點：一是急需采用長沖程抽油機(jī)，以增加油井的產(chǎn)液量；二為了降低油井的單位生產(chǎn)成本，對抽油機(jī)的節(jié)能性提出了更高的要求。

另外，為了提高稠油井的產(chǎn)量和油藏的開采效率，需要采用“小泵深抽”和“大泵提液”采油工藝，這就要求采油設(shè)備必須具有長沖程和大載荷的特點，無游梁抽油機(jī)在這方面具有較大的優(yōu)越性。

根據(jù)以上情況分析，未來五年，游梁式抽油機(jī)還是油田開采的主力機(jī)型。無游梁機(jī)還要經(jīng)過一個循環(huán)往復(fù)的試用階段，隨著可靠性的提高，將會承擔(dān)部分油井的開采任務(wù)。所以，今后抽油機(jī)的發(fā)展趨勢為：

游梁式抽油機(jī)發(fā)展趨勢：（1）加強(qiáng)機(jī)與電、智能技術(shù)的結(jié)合，實現(xiàn)抽油機(jī)的機(jī)電一體化控制在現(xiàn)有抽油機(jī)的基礎(chǔ)上，根據(jù)油井不同特點對抽油機(jī)狀態(tài)進(jìn)行控制和調(diào)整，實現(xiàn)抽油機(jī)的智能化管理。增加自動調(diào)參、精確調(diào)整平衡、遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。（2）朝著低成本方向發(fā)展，保持在行業(yè)內(nèi)的競爭力。為了拓展抽油機(jī)銷售市場，保持在行業(yè)內(nèi)的競爭力，應(yīng)當(dāng)加大資金投入和研發(fā)力度，增加現(xiàn)有機(jī)型的附加值，植入免維護(hù)、不需要拆機(jī)方便維護(hù)技術(shù)，研究用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝代替制造周期長，受環(huán)保政策影響大的的部件。

無游梁抽油機(jī)的發(fā)展趨勢：（1）高的可靠性和易維護(hù)性。由于抽油機(jī)的工作環(huán)境條件相當(dāng)嚴(yán)酷，而且在大多數(shù)時間是在無人管理的狀態(tài)下工作的，這樣就要求抽油機(jī)必須具有相當(dāng)?shù)目煽啃裕渚S護(hù)點少，且便于維修，經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練的普通的采油工人能夠維護(hù)，以降低采油成本，提高油井的采油時率和采油經(jīng)濟(jì)性。（2）多功能性。在現(xiàn)代技術(shù)條件下，在進(jìn)行新型抽油機(jī)的研發(fā)過程中，應(yīng)盡可能地擴(kuò)展設(shè)備的功能，修井時的讓開井口甚至代替修井機(jī)或通井機(jī)進(jìn)行油井的小修及檢泵作業(yè)，自診斷和檢測功能、安全保護(hù)等。