淺談評價抽油機節(jié)能的幾個誤區(qū)

吉效科，許 麗，張 浩

（1.西南石油大學(xué)機電工程學(xué)院，四川成都 610550；2.中國石油長慶油田公司設(shè)備管理處）

近些年，隨著國家對節(jié)能環(huán)保的重視，節(jié)能型設(shè)備的開發(fā)與推廣不斷為人們所接受，各行各業(yè)都在提倡設(shè)備的節(jié)能技術(shù)。油田作為生產(chǎn)性企業(yè)是耗能大戶，從原油開采、輸送、處理都需要消耗能量，油田裝備制造企業(yè)也開展了研發(fā)和制造采油、輸油等方面的新型節(jié)能設(shè)備，各種節(jié)能設(shè)備相繼出爐，種類繁多，據(jù)不完全統(tǒng)計，2000年以來國家新型節(jié)能抽油機及其配套設(shè)備專利有100多項，一些抽油機廠家努力推薦自己的節(jié)能產(chǎn)品和技術(shù)，拿著正規(guī)的國家或地方的專業(yè)檢測機構(gòu)的節(jié)能檢測報告，從節(jié)能數(shù)據(jù)反映都有很好的節(jié)能效果，但是，其實不然。那么，如何去辨別是否真的節(jié)能，節(jié)能數(shù)據(jù)是否可靠可信，設(shè)備是否適合油田使用在實際工作中評價抽油機節(jié)能工作存在很多誤區(qū)。

1 節(jié)能測試報告缺乏可靠性

設(shè)備是否節(jié)能經(jīng)常需要和其他同類型設(shè)備做比較才能知道，對于抽油機節(jié)能通常需要選擇常規(guī)或者其他節(jié)能抽油機做比較，比較的前提是要有相同的條件。抽油機對比有兩種方式，即同井不同機比較、不同井不同機比較。不同井不同機需要平衡度、參數(shù)（沖程、沖次、懸載）、井口回壓、測試時間、控制方式、測試手段等一致或接近，同井不同機需要沖次、沖程、平衡度、測試時間、控制方式、測試手段等一致，而且油井工況要穩(wěn)定。但是我們常常會看到在權(quán)威節(jié)能檢測機構(gòu)提供的節(jié)能監(jiān)測報告中不明確抽油機對比方式，油井工況參數(shù)、抽油機沖程、沖次等參數(shù)不盡一致，對比抽油機不平衡而節(jié)能抽油機處于最佳平衡，在這些情況下測試得出的節(jié)能數(shù)據(jù)是不可靠的，不具有說服力。因此我們在看節(jié)能測試報告的時候不能只看綜合節(jié)電率等結(jié)論性的數(shù)據(jù)，一定要看節(jié)能測試的條件和重要參數(shù)，看二者是否具有可比性，如果甲抽油機嚴(yán)重不平衡，參數(shù)過大，而乙抽油機平衡良好，參數(shù)合理，則不能說乙抽油機比甲抽油機節(jié)能。

2 節(jié)能效果人為因素擴大化

這種誤區(qū)主要有兩個方面的情況，一是抽油機節(jié)能的效果被人為擴大。抽油機節(jié)能的原理大致有結(jié)構(gòu)優(yōu)化、控制方式、參數(shù)優(yōu)化、配套電機等，這些節(jié)能的原理和方式是有區(qū)別的，在通常情況下，一些研發(fā)和制造廠家將抽油機井參數(shù)調(diào)整、改變控制方式等實現(xiàn)油井節(jié)能誤認(rèn)為是抽油機節(jié)能，新型抽油機真正意義上的節(jié)能應(yīng)該是結(jié)構(gòu)優(yōu)化使得本身的效率提高而實現(xiàn)節(jié)能，在目前油田使用的采油裝備中，無桿泵由于沒有桿柱和地面能量損耗，因此節(jié)能效果比有桿采油裝備好，無游梁抽油機由于沒有了游梁式抽油機具有的曲柄配重的旋轉(zhuǎn)和游梁驢頭的擺動而產(chǎn)生的換向功，因此其節(jié)能效果比游梁式抽油機好，游梁式抽油機中游梁平衡比復(fù)合平衡節(jié)能，復(fù)合平衡比曲柄平衡節(jié)能，原因就是三者隨著曲柄配重的增加使得換向功增加而造成的。另外抽油機本身的節(jié)能主要是在減少摩擦損耗，但是如電機、減速器、軸承等部件存在能耗是難免的，只能優(yōu)化減小不能完全消除。因此抽油機本身的節(jié)能是比較小的，新型節(jié)能抽油機本身綜合節(jié)電率每提高5%都是非常好的效果，通常我們看到一些新型節(jié)能抽油機綜合節(jié)電率30%、40%、50%以上，系統(tǒng)效率提高15%以上等等這些數(shù)據(jù)都是虛假的，并不是新型抽油機本身節(jié)能，肯定參入了參數(shù)調(diào)整、改變控制方式等實現(xiàn)的節(jié)能。

二是人為想辦法讓抽油機具有較好的節(jié)能效果，每個研發(fā)和制造新型節(jié)能抽油機及節(jié)能技術(shù)的廠商盼望取得良好的節(jié)能效果，只許成功不許失敗，因此在委托節(jié)能監(jiān)測機構(gòu)時可能要進行關(guān)系溝通，作為監(jiān)測機構(gòu)礙于面子問題，會給廠商一定的照顧，即使測試節(jié)能效果不明顯，也常常會看到一些新型節(jié)能抽油機廠家介紹的節(jié)能效果好的離譜。

為了消除人為因素的影響，我們對試驗的新型節(jié)能抽油機編制測試方案，自行進行對比測試，節(jié)能測試數(shù)據(jù)都比廠家介紹的節(jié)能數(shù)據(jù)要低，甚至有些新型節(jié)能抽油機或者節(jié)能技術(shù)不具有節(jié)能效果。因此所謂新型節(jié)能抽油機或者節(jié)能技術(shù)是否真正有節(jié)能效果，還需要用戶自己測試，真抓實干，甩開人為因素的影響，真實體現(xiàn)客觀事實，防止人為誤導(dǎo)。

3 節(jié)能宣傳報道過于激進化

通常一項先進技術(shù)、一種新型設(shè)備從研發(fā)到批量推廣都需要經(jīng)歷較長的時間，需要實踐的檢驗，很多新產(chǎn)品成熟前都會有這樣那樣的問題，需要不斷的改進、試驗、定型，而在油田新型設(shè)備在試驗期間或者剛安裝投產(chǎn)，就有“應(yīng)用成功”和“取得效果”的報道，太過于搶先，而這些激進的報道過早的下結(jié)論后導(dǎo)致設(shè)備推廣決策的失誤。復(fù)式永磁電機抽油機曾經(jīng)在2009年3月《貴州商報》上以題為《貴州造抽油機成油田節(jié)能王》報道，被譽為“綠色抽油機”的電機抽油機，綜合節(jié)能率可以達到50%。這一報道距離該抽油機研發(fā)現(xiàn)場試驗只有1年多的時間，但是這種抽油機的造價、實用性等受到很大考驗，其結(jié)構(gòu)主要是采用復(fù)式永磁電機及控制系統(tǒng)解決了立式抽油機的換向、低速度的問題。其實，現(xiàn)在成熟推廣的開關(guān)磁阻電機、變頻調(diào)速電機、鏈條換向、齒條換向配套控制系統(tǒng)照樣實現(xiàn)了復(fù)式永磁電機解決的問題，而且他們組成的抽油機價格、結(jié)構(gòu)、體積等都比復(fù)式永磁電機抽油機有優(yōu)勢。

4 一味追求節(jié)能忽視可靠性、安全性等綜合因素

結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、便于維修操作、易損件壽命、投資與維護費用低、節(jié)能高效等是評價抽油機是否具備推廣價值的主要依據(jù)。但是在實際管理中，大家對抽油機一味的追求節(jié)能高效，卻忽視了可靠性、安全性等重要因素。目前，國內(nèi)對抽油機的可靠性要求暫時還沒有一個明確的標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)統(tǒng)計，拉夫金生產(chǎn)的抽油機，在加拿大應(yīng)用中故障率在7%以下，平均每臺抽油機年累計用于維護、潤滑及故障處理的時間不超過2小時。中國石油所用的抽油機對該時間沒有進行系統(tǒng)的統(tǒng)計，預(yù)計累計時間不會低于10小時，也就是說抽油機由于設(shè)備的原因開機率99.86%。假設(shè)以10小時計算，中國石油在用的10萬臺抽油機，則需要有340多個維修隊伍365天（8小時／天）忙于抽油機的維護。目前正在試用的一些新型節(jié)能抽油機，可靠性遠遠達不到上述要求，保守一點說，這些機型年累計維護時間不會少于5天。在試驗階段因為應(yīng)用的數(shù)量小，這5天的維護時間并沒感覺到有什么大問題，假如推廣到1000臺，將意味著需要有40多個維修隊伍365天（8小時／天）忙于抽油機的維護；推廣到1萬臺，將意味著需要有400個維修隊伍365天（8小時／天）忙于抽油機的維護。這不僅是維護的人力、直接費用難以支撐，同時將意味著每年要影響上百萬噸的原油產(chǎn)能、幾十億元收入。由此也可以看出抽油機可靠性、安全性等其它因素的重要。

5 節(jié)能產(chǎn)品高價投入短期收回成本

通常所見節(jié)能抽油機價格都要比同機型游梁式抽油機價格要高，要價高的理由就是高價投入短期內(nèi)就會收回成本，將節(jié)能降低成本作為價格的籌碼。比如，10型游梁式抽油機配套的Y系列三相異步電動機價格3200元左右，而稀土永磁電機、雙功率電動機、高（超高）轉(zhuǎn)差電動機等的價格10000～15000元左右，是Y系列三相異步電動機的3～5倍；Y系列三相異步電動機在油區(qū)維修技術(shù)簡單成熟，維修單位較多，方便維修，而特殊電機維修技術(shù)和工序復(fù)雜，油區(qū)較少有專業(yè)維修隊伍和手段，很多需要專業(yè)廠家返廠維修，維修費用高，維護時間是游梁抽油機的10倍以上。目前，由于各油田采油廠成本壓力均較大，維修人員較為緊張，雖然一些特殊電機配套抽油機節(jié)能效果也不錯，但與普通Y系列三相異步電動機相比，不僅維修時間長、費用高，同時還因停機時間較長影響原油產(chǎn)量，而且對采油維修人員素質(zhì)等要求更高，不一定能適應(yīng)油田的實際。

6 片面追求抽油機配置最小化

抽油機井節(jié)能是一個系統(tǒng)工程，只有綜合優(yōu)化才能有效果，如抽油機電機為了追求降低無功損耗，而降低電機配置功率，甚至低于抽油機正常運行所需電流，導(dǎo)致電機燒壞的問題，故障率增加，其實無功在計算綜合節(jié)電率時所占有的損耗是非常小的部分，如二種配11kW普通電機的8型抽油機對比，噸液百米提升高度有功耗電量從5.84 kW·h／（102 m·t）降至4.54 kW·h／（102 m·t），噸液百米提升高度無功耗電量從7.88 kW·h／（102 m·t）降至3.88 kW·h／（102 m·t），綜合節(jié)電率為24.72%，但是無功在綜合節(jié)電率中僅占4.38%，不能一味追求無功損耗低而降低電機配置功率，引發(fā)抽油機別的不可靠方面的問題。抽油泵從φ32 mm下降至φ28 mm，現(xiàn)在有人提出來φ25 mm，可能導(dǎo)致泵的部件強度降低，性能下降，甚至引起因加工難度增加而使成本增加，其實對于低液量油井在配有φ28 mm抽油泵，抽油機低沖次的情況下完全可以實現(xiàn)高效率的。

總之，抽油機的節(jié)能主要是通過一些手段優(yōu)化調(diào)整油井參數(shù)，使抽油機運行貼近理想工況的目標(biāo)值，使得抽油機系統(tǒng)效率最大化，從而達到節(jié)能的目的，因此參數(shù)調(diào)整是抽油機節(jié)能的關(guān)鍵。評價抽油機節(jié)能需要錄取第一手資料，綜合排除影響因素，系統(tǒng)分析可靠的數(shù)據(jù)，正確認(rèn)識節(jié)能抽油機或者配套節(jié)能裝置的效果，切莫輕易聽信別人所言節(jié)能，切莫人為擴大節(jié)能效果，切莫急于宣傳報道成功，切莫僅僅追求節(jié)能降耗，切莫片面追求最小配置，而應(yīng)遵循客觀規(guī)律，讓時間和實踐檢驗節(jié)能抽油機或者配套節(jié)能裝置，真正為油田推出經(jīng)得起考驗的節(jié)能抽油機或者節(jié)能技術(shù)。