油田抽油机篇1

关键词：节能；丛式井组；效果分析；效益

前言：油田生产的主要动力都消耗在电能上，抽油机又是油田生产的耗电大户，由于低渗透油藏的特点，大部分抽油机效率很低，造成了十分严重的能源浪费。因此需要高功效、高节能的抽油辅助设备，减少电能在抽油机上的浪费，提高抽油机工作效率。针对抽油机运载时效率低，功率因数低等问题，长庆环江油田、西峰油田通过在丛式井组安装抽油机集中控制节能装置，使电动机的效率提高，实现智能调参，达到了节能降耗、实现成本控制的目的。

一、丛式井组抽油机集中控制装置

（一）结构和技术规格

CQ-YQY型丛式井组抽油机集中控制节能装置设计采用一个柜体内装多台全矢量控制变频器，组成一个可分别控制多台抽油机启动、停止、无级调系统，可替代原有井场多台抽油机配电控制箱。丛式井组抽油机集中控制节能装技术规格见表1。

（二）工作原理

CQ-YQY型丛式井组抽油机集中控制节能装置，针对长庆“三低”油田丛式井组开发的特点，集成应用了共直流母线、无级变频调参、软启动、动态功率因数补偿、动态调功五项节能技术，实现对油井生产参数的优化，大幅度降低抽油机运行时的无功损耗、减少抽油机启动过程中的机械冲击、提高电机的功率因数、提高电网的经济运行效率，客观上起到了电网“增容”的效果。

（三）丛式井组抽油机集中控制装置特点[1]

1）共直流母线技术。抽油机属位能性负载，在一个冲程周期运动中，过程中的某一段时间内一定会出现电动机处于再生制动工作状态（发电状态），尤其当配重不平衡时，在抽油机工作的冲程周期中，电动机的再生制动工作状态尤为严重，以往这些发出来的电能用在电动机的发热上及线损上，或是通过电阻发热或回馈电网而白白浪费掉了，无法加以利用。针对这种情况采用共直流母线技术将多台抽油机的控制变频器共用一台整流器，将其直流母线并联在一起，可实现抽油机在下冲程运行时，将所发电能贮存在变频器电容中，以供给其它抽油机使用。

2）无级变频调参技术。应用无级变频调参技术实现抽油机上冲程快，降低了泵的漏失，下冲程慢，提高了泵的充满度，从而提高泵效，可根据油井的实际供液能力，动态调整抽油速度，达到提高泵效、节能降耗目的。

3）软启动控制技术。抽油机工频运行时，电动机全压启动，启动电流是额定电流的3～7倍，这势必会对电动机和供电电网造成严重的冲击，导致对电网容量要求过高，而且启动时对设备产生的大电流和震动对设备运行极为不利，直接影响设备的使用寿命。应用全矢量控制型变频器的低频转矩提升技术，使频率从零开始逐渐增大到50Hz，而转矩保持在电动机启动转矩的150%。启动电流低于额定电流，这样不但减少了电动机启动对电网的冲击更重要的是减轻了电网及变压器的负担，降低了线损。

4）动态功率因数补偿技术。动态功率因数补偿技术根据电动机的运行状态来改变输出，将所有电能都用来做有用功，使无功功率趋近于零，抽油机启动输入功率大大降低，匹配电动机额定功率可降低一档。功率因数从工频运行时的0.4左右，提高到变频运行的0.9以上，减少了线损，降低了电网及变压器的负荷，可挖掘出大量的电网“扩容”潜力。

5）动态调功技术。根据电动机负载电流的变化，自动改变加在电动机上的端电压。即负载轻、电流小，加在电动机上的端电压就小，电动机功率就小。达到根据油井负载变化，动态调整电动机功率。

二、应用效果分析

对环江油田罗38-8、西峰油田桐299-18两个区块（低渗透油层）的两个丛式井组使用抽油机集中控制节能装置前后效果进行对比测试（表2），发现使用抽油机集中控制节能装置之前系统效率平均提高1.67%，有功节电率平均为15.23%。

三、经济效益分析

通过对比测试，使用抽油机集中控制节能装置较之前节电效果显著。

1）直接经济效益。安装该节能装置后，单井日节电14kW・

h，每年按350d计算，单井年累计节电0.49×104kW・h，折合标煤1.64t。每度电按0.7元计算，则单井年节约费用3430元。

2）社会效益。实现抽油机的数字化智能控制，提高了管理水平和生产效率，适应长庆油田有质量有效益可持续发展建设的需求。

四、结束语

环江油田和西峰油田应用抽油机集中控制节能装置，有效地解决了低渗透油田油井设备负载率低、能耗高的问题。该技术的应用提高了抽油机系统效率和电机的有功功率，实现了节能、增效、智能调参的目的。

油田抽油机篇2

针对游梁式抽油机中轴和尾轴和曲柄销等四处承受交变重载低速轴承的问题及传统保养方法存在旧脂残留、长时间停机作业、高空安全隐患等缺陷，我厂在采油七队湖区高架平台抽油机开展了集中技术研究与应用试验。

关键词：抽油机；集中；应用

前言

随着油田设备管理由粗放型向精细型的日益转变，加强日常维护保养工作是必不可少的，尤其是对长期在野外运转的抽油设备。管好、用好抽油机，确保其安全、经济运行，对于保持原油生产平稳及降本增效，抽油机维护保养显得更为重要。以常用机型CYJY8-3-37HF为例，在这四对运动的轴承中，中轴和尾轴轴承作摆动运动，曲柄销轴承作旋转运动，且速度极低，但额定负荷却达8吨。载荷特性为典型的交变低速重载。这种结构，因轴承不良而极易导致轴承的非正常磨损，影响设备寿命[1]。

1.抽油机保养现状

目前，在我厂对抽油机四对轴承的保养，基本上都采用传统的涂抹法和黄油枪注脂法，两者都存在明显的缺陷。

1.1.涂抹法：

每次保养，需停机轴承处的轴承盖拆开，人工将旧脂挖出涂以新脂，装复后保养工作结束。该方法简便易行，但却显是无法将轴承滚柱、滚道、栅架间残存的含有大量金属磨屑和老化变质的脏脂彻底清除。久而久之，残存的脏脂必然会加速轴承磨损直至损坏。另外，由于作业在野外现场进行，新脂受到环境中灰尘、沙粒影响，存在二次污染。

1.2.黄油枪注脂法：

停机后用黄油枪向每个轴承充脂直至轴封处脏脂溢出为止。但是中轴承和尾轴承的容量较大，每次保养需要加注为1升左右。而普通黄油枪的容量一般为0.3-0.4升，每次的出油量大概为0.8ml/次。因此加注一次黄油工作强度较大。与涂抹相比，该方法能将部分滚柱、滚道栅架处的脏脂彻底剔除。

上述两种方法需要两个人配合完成，影响了劳动效率，而且需要长时间停掉抽油机进行工作，降低了抽油机的运转时率，不利于生产平稳运行。另外需要工作人员攀爬到抽油机游梁上，特别是湖区的高架平台上的抽油机游梁高达9米多，存在很大的安全隐患，已不能满足HSE生产要求。

因此在尽量短的停机时间内、无需操作人员攀爬到游梁上、效果彻底的抽油机集中技术十分必要。

2.抽油机集中系统

该系统主要由气动充脂泵、电动泵，快速接头，高压管线（无缝钢管和软管）及点接头组成。

电动泵可按实际生产情况定量配备给基层队。每台抽油机安装4根高压无缝钢管，其一端由高压软管连接到抽油机主要点，另一端固定在抽油机支架上，要求管线布局合理、牢靠，对曲柄、连杆等运动部件无干扰。电动泵通过软管接到管线端口，接通电源开始注脂，直到轴承出脂口有新脂溢出为止。

3.方案实施

3.1.充脂泵的筛选

由于电动泵的充脂过程，必须防止气穴的产生，因此需要用专门的充脂泵。该套系统在试验过程中，先后筛选了三种充脂泵即手动充脂泵、电动充脂泵、气动充脂泵。最后选定使用气动充脂泵。

手动充脂泵：每次给油量较小（25ml/循环），加满泵容器大约耗时2小时，耗时费力，予以否决。

电动充脂泵：加油过程中出现中间停顿不出油的现象。原因：3#脂的粘度较大，流动性差。当抽吸一部分之后，其它地方的脂无法通过流动而得以补充，从而造成加油不连贯，需要人工将加油泵的位置调整后继续加油。虽然加油较快，但是麻烦费力，此方案予以否决。

气动泵：把气动充脂泵连通盖直接安装在15kg装的油桶上，连通气源即可加油。油加完后，只需拧动三个搭扣，将泵拆下，再装到另一油桶上，继续加油。

3.2.集中系统的安装及实施

2013年4月份至11月份在采油七队G6-46，G6-58、高6平1、高104四口井安装了抽油机集中系统。DRB5-P235电动泵对抽油机进行了加注替换脂，平均每台耗时20分钟，一致认为该系统操作方便快捷，尤其是不需要爬高操作，站在平台上即可实施保养操作，安全省时省力。

3.2.1.实施过程中出现的问题

在项目实施过程中，对泵使用情况进行了跟踪，发现当泵加满油以后最多只能保养4台抽油机，继续使用时，出油的压力较小，甚至不出油，而储油器里面还有1/5脂，使用效率较低。

3.2.2.解决措施

对泵储油桶盖进行优化设计，安装增压装置。在桶盖中间开孔；从孔内向下安装一个螺杆；螺杆外套一个锥形螺旋弹簧；下部安装一个压盘，压盘可以在螺杆上上下滑动。这样弹簧通过压盘给桶内的油脂有个向下的压力，便于油脂的补充，解决了在桶内还有1/5油脂时候无法出油的问题。

4.实施效果分析

抽油机集中技术在高集湖区高架抽油机应用后，截止2013年12月底，抽油机的保养工作效率大大提高，由原来的约2小时缩短为20分钟。操作人员在地面进行保养操作，不需要攀爬到9米高的游梁上，杜绝安全隐患，增加了安全效益。每台抽油机每年提高12小时左右的运转时间，提高了产量，增加了经济效益。

5.结论

抽油机集中系统使得抽油机保养安全性得到了保证，提高了抽油机运转时率，增加经济效益，同时降低了职工劳动强度，值得推广应用。

抽油机集中系统很好地弥补了传统方式的不足，但不能忽视对抽油机的电机、钢丝绳、刹车等点人工保养。

油田抽油机篇3

关键词：抽油机；发展现状；应用；思考

中图分类号：F470.22文献标识码：A

引言

世界范围内研发并且实际应用抽油机已有100多年的历史，在很久以前的油田采油中就已经开始使用抽油机，而且抽油机的数量也在逐渐增加，目前,全世界共有100多万口机械采油井,其中抽油机井有90多万口,并在逐年增加。我国使用的抽油机已经都是自己生产的，也借鉴了国外的先进技术，有的还出口到国外，我国的抽油机有了一个飞速的发展，已经跨入国际市场，今后抽油机的发展方向可概括为仍以游梁式抽油机为主，而且节能型，多样化，智能化等也是主要考虑的方向。

一、我国抽油机的发展现状

油机是有杆抽油系统中最主要的举升设备。按照目前油田的需求，抽油机年销售量尚不足制造企业生产能力的三分之一。尤其是近几十年来，国内对原油的需求量不断加大，对于油田深度开采的能力有了更高的要求，在很大程度上加快了抽油机技术发展的速度，催生出多种类型。另外，我国的抽油机是在国际规范下由各厂自行设计和仿制，同一种型号的抽油机，其尺寸和结构各厂也各不相同，给油田使用单位的生产和管理带来不便。现代企业经营规律表明，产品必须达到一定的规模，才能取得良好的效益，抽油机企业要获得比较大的效益，必须解决品种、批量及规模方面的问题。

二、国内抽油机的发展趋势

20世纪90年代以来，我国东部各主要油田相继进入中高含水开发期。开发无游梁曲柄摇杆轮式斜井抽油机和大型斜直井抽油机将对我国油气资源开采有重要意义。长冲程抽油机的研制应用能力不足一直是我国抽油机发展的瓶颈，长冲程抽油机具有减小冲程损失、提高系统效率、延长机杆泵的使用寿命、减少故障及提高整机运行质量等优点。为确保高效生产，根据我国实际情况,发展无游梁大冲程、低能耗、具有高适应性的直井抽油机和斜井抽油机,将是我国今后抽油机发展的主要方向。近年来，变频技术在抽油机上得到了广泛应用。随着世界油气资源的不断开发，油层开采深度逐年加大，油田含水量的增多，大泵提液采油工艺和稠油开采等都要求采用大型抽油机，因此，研发大型的、高适应性的丛式井抽油机刻不容缓。发展长冲程抽油机对当前我国老油田高含水井后期开采,减缓产量递减速度,开采稠油、低渗透油田以及沙漠油田深井及超深井的机械开采,都具有重要的现实意义。由于现代大型抽油机的结构和控制的复杂性，它的工作面积也相应增大，同一抽油机可以同时进行多口抽油作业，利用综合平衡方式和节能方式，达到最好的作业效果。利用变频控制系统实时调整工作参数，提高电机功率因数，减小供电的电流，还可以减小冲击力，并可根据油井供液的能力实时调整冲次频率，实现增产节能效果。现代大型抽油机应具备有高适应性，以适应多种恶劣环境和地层油层的变化，如开发一种机型能适应不同自然气候与地貌环境的差异、地层油层的迁移改变、冲程冲次的改变、油气层性状的改变、连续与间歇抽油的调整等。

三、我国抽油机的应用

1、抽油机存在的问题

（1）游梁式抽油机在我国油田开采中得到长时间的普遍运用

游梁式抽油机是油田目前主要使用的抽油机类型之一，主要由驴头—游梁—连杆—曲柄机构、减速箱、动力设备和辅助装备等四大部分组成。因为它的最大特色是构造简单，工作稳定，生产程序简捷，在油田开采中工作运转时间长。工作时，电动机的传动经变速箱、曲柄连杆机构变成驴头的上下运动，驴头经光杆、抽油杆带动井下抽油泵的柱塞作上下运动，从而不断地把井中的原油抽出井筒。虽然游梁式抽油机工作时间长，但效率并不高，经常因此拖延了油田开采的时间，并且游梁式抽油机体积大，不容易转移，因此在开采中经常面临转移困难的问题，后来随着游梁式抽油机缺点的逐渐暴露。它的减速器采用人字型渐开线或双圆弧齿形齿轮，承载能力强，使用的寿命也比较长。

（2）前置式游梁抽油机功能过于单一

尽管一直是我国油田开采的主力军，但是此类抽油机功能过为单一，没办法适用多类型油田，而且转移难度大，使各类田开采遇到重重阻碍，此外，前置式游梁抽油机在工作过程中平衡感差，从而产生了很多复杂的问题。

（3)双驴头式抽油机摆动弧度过大

虽然通过增大游梁摆动的弧度提高了抽油机运转时的平衡性，但是由于在运作过程中因为摆动弧度过大，促使机器的零件经常性造成损坏，使用的寿命大大缩短，一些贵重部件一旦损坏就需要花费大量财力重新购置，总是得不偿失。

(4)抽油机系统古老

百年历史的抽油机井系统仍存有一定的问题。存在的问题主要有能量传递环节多、能耗大、性能单一等，常规柱塞泵总是不可避免出现寿命短、摩阻大、漏失大、效率低等问题；常规盘根盒主要存在易发生井口漏失，密封摩擦能耗较大，维护频繁等，该系统能耗大、存在污染。国内的能源企业在生产能源的同时，也消耗了大量的能源，而且造成了很大的污染，不符合国家能源要求。

2、抽油机的改善措施与建议

如上所述，目前国内对抽油机的不断改进并不能全面地应对油田开采中的各方面需求，因此，本文根据实际情况提出相关性的改进措施和建议。

（1）根据需求进行研发

无论是游梁式抽油机还是无梁式抽油机，都是为了应对种类繁多油田开采的需要，因此，只有对近年来油田类型进行调查取证与研究探索，才能准确把握市场，对症下药，全方面的了解目前油田的开采需求，对抽油机进行研发和生产。

（2）中国油田分布

中国油田的分布地区各异，地形复杂，加上开采难度比较大，这就要求相关企业发展一款实用性强的抽油机。假如应用范围广的抽油机得到研发运用，那么中国油田的开采效率必会有很大的飞跃。

（3）抽油机经常出现问题

抽油机经常出现螺栓断裂等一系列问题，归根究底来说还是设计结构不够完善的问题，所以，在开发过程中应该在抽油机负荷能力，运转速度等问题中找到有力的平衡点，从整体上改进抽油机的结构，有效提高抽油机的工作效率。

（4）改善抽油机性能的措施

节能装置的结构设计，电动机启动后电动机轴带动节能装置旋转，在离心力的作用下将摩擦片甩向该装置外环的内壁，随着电动机转速的增大，摩擦片与内壁之间的摩擦力也迅速增大。我们对抽油机的运动与动力学性能进行分析、计算，归根到底是为了改善电动机的工况，最终实现节能和安全生产。在一个运动周期内抽油机曲柄轴的转速和扭矩都变化很大。由于是电动机和节能装置一起启动小带轮，所以抽油机所需的电动机额定功率等于或略小于工作机的平均消耗功率，而且只要调节装置的设计合适，那么，工作机就会平稳的工作。

结束语

根据我国实际国情，发展高性能、低能耗、高适应性的直井抽油机和斜井抽油机将是我国今后抽油机发展的主要方向。只有对现有的抽油机的不足之处进行研究分析，并寻找出解决的对策，才能进一步促进抽油机的向前发展。

参考文献

[1]张晓东,贾国超.关于我国抽油机发展的几点思考[J].石油矿场机械,2008,01:24-27.

[2]曹运涛,郭亮.对我国抽油机发展现状与应用的思考[J].产业与科技论坛,2013,02:133.

油田抽油机篇4

关键词：抽油机井系统效率影响因素

抽油机井系统效率是衡量油井工作水平的重要因素，也是一项反映油井工作效率和用电损耗的重要指标。提高抽油机井系统效率已经成为油田节能降耗、降低生产成本、提高经济效益的一个重要途径。

1抽油机井系统效率的组成

抽油机井升举过程是一个能量不断转化和传递的过程，在每一次转化和传递中都将损失一部分能量。从地面供入系统的能量扣除系统的各种损失以后，就是系统所给液体的有效能量，该有效能量与系统输入能量的比值称为抽油机井系统效率。根据抽油机系统工作特点，可将抽油机井的系统效率分为地面和井下两部分。

2影响机采系统效率因素分析

2.1影响地面系统效率因素分析

影响抽油机系统效率的地面部分设备主要有电动机、皮带、减速箱和四连杆机构，各部分的能量损失不同。1）电动机：电动机效率与电动机类型、电动机质量、抽油机平衡、电动机匹配、电动机老化等有关。其中电动机类型、电动机的匹配和抽油机的平衡度是影响电动机效率的主要因素。2）皮带：采用三角皮带传动时，由于弹性方面的原因，产生弹性变形能量损失，不可避免地要出现相互错动、打滑和震动，造成部分能量损失。皮带传动效率与皮带松紧、两轮对正度、轮轴同心度有关，其中皮带松紧度是影响皮带传动效率的最重要因素。3）减速箱：减速箱中一般有三对人字齿轮，齿轮在转动时，相齿合的齿面间有相对滑动，因此就要发生摩擦，产生能量损失，同时，三副轴承也要产生摩擦损失。影响减速箱效率的主要因素是齿轮及轴承的度。一般出问题少，对机采系统效率影响较小。4）四连杆机构：在抽油井四连杆机构中共有三副轴承和一根钢丝绳，四连杆机构效率与轴承摩擦力损失及驴头钢丝绳变形损失有关。因此轴承是否，钢丝绳的变形程度大小是影响四连杆效率的主要因素，因采油队一般都实施了严格的保养制度，所以出问题少，对机采系统效率影响较小。5）抽油机平衡：平衡率较差时，电动机会在冲程周期运行的某一时间段出现做负功（即发电）现象，根据电能机械能电能的转化过程，转化效率只有50%，即电动机做1kWh负功，电网系统需要消耗2kWh。抽油机平衡是影响电动机效率，进而影响系统效率的主要因素。

2.2影响井下系统效率因素分析

影响抽油机系统效率的井下部分设备主要有盘根盒、抽油杆、抽油泵和管柱，各部分的能量损失。1）盘根盒：盘根盒过紧、井口偏中会造成悬点载荷增加，磨阻增大，效率降低。影响盘根盒效率主要因素是盘根盒的松紧度以及驴头井口对中程度。2）抽油杆传动：井斜、抽油杆及油管弯曲会造成抽油杆磨阻增加，能耗增大。冲程、冲速、泵径匹配不合理，杆速增加，也会造成传动效率下降。冲程、冲速、泵径匹配不合理和抽油杆及油管的弯曲是影响抽油杆转动效率的两个主要因素。3）抽油泵：抽油泵功率损失主要包括机械摩擦损失功率、抽油泵容积损失功率和抽油泵水力损失功率。抽油泵机械摩擦损失功率及水力损失功率由泵的结构等决定，在黏度不高的情况下一般很小，抽油泵效率与泵充满系数（即通常说的泵效）

密切相关，也与泵的漏失量密切相关，影响抽油泵效率的主要因素是泵效及漏失量，在供液不足的油井中，泵的充满系数与生产参数密切相关。4）油管柱：管柱效率损失包括容积损失和原油沿油管流动引起的功率损失（即水力损失）组成，在管柱不漏的情况下，影响管柱效率的主要因素是泵挂深度、原油黏度、结蜡程度等。

3提高抽油机系统效率的有效途径

提高系统效率主要有两个方面，即提高地面系统效率和提高井下系统效率。

3.1提高地面系统效率的途径

地面系统效率主要由电动机效率、抽油机效率组成。提高地面系统效率也就是提高电动机效率和提高抽油机效率，提高地面部分系统效率的流程。

3.1.1提高电动机效率

目前抽油机井使用的部分电动机能量损耗仍然较高，而且配置的额定功率远大于抽油机实际输入功率，存在“功率不匹配”现象，造成负载率和功率因数偏低，无功功率偏大是影响电动机效率的重要因素。1）合理匹配电动机。普通三相异步电动机一般在负载率85%时效率最高，电动机的负载率及功率因数越低，电动机的效率越低。对于电动机匹配不合理、大马拉小车的现象，若有针对性地进行更换小电动机工作，可降低电动机运行无功功率，降低电动机空载运行有功功率，提高电动机功率因数，降低有功耗能提高效率。系统效率随着电动机功率利用率的提高而提高。2）应用高效电动机Y系列三相异步电动机在额定功率的85%运行时，效率和功率因数呈现最大值，而当负载降低时效率和功率因数都随之下降，能耗随之增大。抽油机的扭矩特点是波动较大，且存在负扭矩，因此Y系列电动机经常不在最佳状态下运行。高效节能电动机在较宽的载荷率下工作效率较高，在低负载率时效率较高，具有启动扭矩大，功率因数高的特点。3）提高抽油机平衡度。抽油机运行不平衡，会造成电动机运行电流和功率因数波动过大，甚至造成电动机在冲程某一阶段出现负功现象，造成不必要的电耗。抽油机平衡度调整的最终目的有两个，一是保证抽油机安全运行，二是节能。通过调整平衡块重心的位置，使上冲程与下冲程消耗电能近似相等，达到最节能的效果。

3.1.2提高抽油机效率

1）推广应用高效抽油机。使用皮带式抽油机。该机冲程长，冲速小，泵的充满系数高。而且皮带具有吸收震动的作用，换向平稳，冲速慢，所以机泵惯性载荷、动载荷小。使用双驴头抽油机。同常规型抽油机结构基本一样，但将曲柄上的平衡重转到另一侧的驴头上，载荷的周期性变化小，电动机匹配小，节能效果好。2）强化抽油机保养，降低机械摩擦损耗。在能量传递过程中，抽油机的能量损失在摩擦损耗中，因此，强化抽油机维护保养，降低机械摩擦损耗，是提高抽油机效率的重要方面。主要包括电动机、抽油机、井口各运动摩擦部位的、校偏、皮带轮“四点一线”、皮带松紧调整及更换磨损严重变速箱等。

3.1.3优化沉没度。沉没度对泵效及系统效率影响很大，沉没度过大造成抽油机上下行程悬点载荷增加，磨阻增大，管柱效率降低，地面能耗增加；沉没度过小会降低泵效。泵挂深度变化时，油井产液量随下泵深度的增加，有先上升后降低的规律。沉没度过大，不但对提高产量无益，反而会增加悬点载荷，增大电动机负荷，降低系统效率，在现场生产中当动液面确定时，沉没度的选择直接决定泵挂深度，因此，合理选择沉没度对油井系统效率的提高十分重要。

油田抽油机篇5

关键词油田抽油机杆泵匹配对策研究

随着油田开发难度的加大，低渗油层的动用和比例的增大，油田平均单井日产液量有所降低，抽油泵泵效较低，油井系统效率低。因此，结合油田油藏和生产特点，积极探索优化抽油机参数是提高抽油机系统效率和降低油井投资成本的重要途径之一。

1对抽油杆的要求

油田泵挂深度生产井多为定向井、斜井、水平井及复杂结构井，油井生产中抽油杆的偏磨、断脱问题比较普遍。目前在直井段以外的抽油杆上都加有尼龙扶正器。现场使用最多的抽油杆按尺寸分有Φ22、Φ19；按钢级分有D级、H级。

1.1抽油杆使用中存在问题

（1）产品质量的问题。由于抽油杆用热轧圆钢，轧制质量不能完全满足要求，钢材没有进行100%探伤，在杆体的锻造质量、接箍的加工过程中难免存在缺陷。在井下非对称循环应力的作用下，这些缺陷就是产生损坏的薄弱环节。在同一个杆柱组合设计方法下产生不合理下井设计方案，导致杆断脱问题加重。（2）杆柱组合下井设计问题。油井井身结构复杂，一个井场井数不断增加，井眼轨迹很不规整，加重抽油杆的损坏趋势，设计不同的杆柱组合及扶正防磨措施显得很重要。

1.2对抽油杆的需求

针对油田的生产特征，对抽油杆的要求表现在性能方面有：①尽可能小的杆径尺寸和杆体重量下具有尽可能高的强度；②耐磨性能好；③承受弯压载荷的能力强；④起下作业方便。从满足以上性能方面看，高强度抽油杆、玻璃钢抽油杆、复合材料连续抽油杆等都有很大的应用前景。但就目前的技术现状来看，还需要进行进一步的科技创新和改进。

2对抽油机的要求

目前油田常用抽油机按大小分有：6型、8型、10型以及12型等。按结构形式分有：常规游梁式抽油机、异相曲柄抽油机、摆轮式抽油机、复合平衡抽油机、调径变矩抽油机等，主要以异相曲柄抽油机和复合平衡抽油机为主。

2.1对额定悬点最大负荷要求

长期的抽油机选型及现场最大负荷实测资料反应出：对最大载荷为70kN和90kN的抽油机有一定量的需求。而抽油机标准系列为：6型、8型、10型、12型等。缺失7型和9型机。造成在抽油机配型上的浪费或者超负荷运行。

2.2抽油机参数的要求

对于抽油机来说，其主要性能参数有：悬点最大负荷、减速箱额定扭矩、所配电机功率、冲程、冲、各连接部位尺寸、外型尺寸等。一般情况下，不同型号的抽油机都有相匹配的以上几个参数。但由于生产情况不一样，油田对抽油机各种参数需求的重点有所不同。以油田为例，由于产液量小，对减速箱额定扭矩、电机功率、冲程、冲次的要求都不高，需要满足的首要条件是抽油机的额定悬点最大负荷。其它参数的配置应在尽可能降低系统效率的前提下进行。计算和实测资料表明：即使10型、12型抽油机，其额定扭矩也不会超过37kN・m。冲程最大为3m即可，冲次选择以尽可能低为好。

3对抽油泵的需求

油井日常维护性作业中有三分之一以上是由于泵出故障造成的。油田由于低产液、气体、腐蚀、结垢、结蜡、同时泵位于斜井段等问题的存在，使泵的工作环境更加不好。基本以管式整筒泵为主。根据油田井的产量分布情况可明显看出，使用小的泵径会减小抽油杆柱的杆径，减低抽油机悬点载荷，提高系统效率，降低能耗。但泵体太小后在加工及表面镀涂工艺方面难度提高。大部分泵在井下处于倾斜放置，现有的斜井泵还没有体现出明显的优势，致使应用井数不是很多，基本还是采用常规泵。

4机、杆、泵系统的需求

主要思路：①摒弃目前井筒内容易造成偏磨和断脱的钢性抽油杆；②摒弃一次性投资较高的抽油机；③研制开发更加合理的机、杆、泵系统来取代目前的系统。依靠新技术、变改旧观念，研发或改进现有设备很有必要。

（1）抽油机冲程参数。冲程损失是抽油泵效率降低的重要方面，直接影响抽油机选择合理的冲程，与活塞及油管截面积、抽油杆长度及截面积、动液面深度、液体密度等有关。随着泵径减小，抽油机冲程损失减少。为减少冲程损失对抽油泵效率的影响，应尽量增大抽油机光杆冲程。冲程长度增加对于悬点载荷的影响不大，但抽油机的高度需要增加，而且更重要的是减速器曲柄轴的扭矩和冲程长度成正比的增加。同时冲程长度增加后抽油机的减速器的尺寸、质量和成本相应增加。此外随着冲程长度的增加，减速器齿轮磨损速度增加很快。因此光杆冲程并不是越长越好，需要确定在合理范围内。

（2）抽油机冲次参数。抽油机冲次是衡量抽油机快慢的参数，与冲程参数比较，冲次调整简单、易于实现。由于油田单井产量低，因此降低冲次成为抽油机满足工况、提高抽油机井系统效率的重要途径之一。抽油机实现低冲次方法有3种：调整电机皮带轮直径、降低电机转速、使用大速比减速器。调整电机皮带轮直径是常用方法：抽油机配套3件皮带轮，根据现场需要更换调整。降低电机转速的方法有使用变频调速、低速电机等技术，考虑油井低成本采油，考虑采用低速电机和减速器的优化组合。不同速比减速器与不同转速电机组合实现抽油机的低冲次，但需要综合比较确定。采用低冲次对于延长机杆泵寿命、提高抽油机系统效率、降低能耗等方面有很好的效果。

（3）抽油泵泵径参数。以8型抽油机为例，最大冲程长度3m，冲次最低2.5次/min，最大5次/min，泵效取45%。不同泵径油井液量确定范围。按照钻采工程方案，采用小泵径、低冲次后，抽油杆降一个等级、强度增加一级，抽油机下降一个型号。小泵径是油田抽油泵泵径的首选，对于产液量高的油井可以通过更换电机提高冲次的方式实现。

油田抽油机篇6

关键词：抽油机；减速箱；防漏；探讨

中图分类号：TE93文献标识码：A

1概述

抽油机是油田大量使用的机械采油设备，抽油机减速箱齿轮的合理，对维持抽油机正常运转和延长设备使用寿命具有非常重要的作用。由于减速箱制造工艺和使用维护不到位、使用条件恶劣等原因引起漏油，不但污染环境，而且缺油后，易造成齿轮副干磨，加速了齿轮磨损，间隙增大后，减速箱发生异响，降低了设备使用寿命，增加了油消耗量。在多年对采油三厂、五厂和六厂减速箱的修理中发现，减速箱漏油部位以轴端最为严重。虽然减速箱结构经过厂家的多次改进，但从现场使用中看出，使用现有的密封及密封结构不能完全解决漏油现象。

2减速箱结构及类型

目前减速箱结构多采用双排渐开线齿轮传动，三轴两级减速，结构主要包括上盖、下体、输入轴、中间齿轮总成及大齿轮总成、输出轴、皮带轮、刹车装置和附件。在长庆油田，配套抽油机的减速箱主要是长庆石油机械制造总厂生产的双排齿啮合的普六型、普八型及高八型、高六型、高十型等。

3减速箱的机理

油的质量对预防减速箱漏油起着十分重要的作用。减速箱齿轮和滚动轴承采用油池中的油飞溅，所用油类型及粘度主要按齿轮传动的要求确定。

3.1闭式齿轮传动对的基本要求

因减速箱处于陕北地区风沙大、温差大的恶劣环境以及本身的重负荷、大冲击、不平衡和大承载，要求油有适度的粘度、极压性、油性和热氧化安全良好；防锈性、泡沫性及抗乳化性好。而齿轮油的油性和极压性是保证齿轮正常运转的基本使用性能。目前减速箱使用的极压型工业齿轮油，它含有以硫、磷、氯等化学活性元素等为主的无机化合物添加剂，其中极压剂、油性剂、抗氧剂、防锈剂、抗泡剂等具有良好极压性和油性，良好的热氧化安定性、抗锈性、抗乳化性和抗泡性，能满足使用要求。

3.2油牌号

常用减速箱油有150号、200号和250号普通工业齿轮油，属于低极压工业齿轮油。200号和250号工业齿轮油比150号工业齿轮油粘度大，说明书规定冬天使用150号工业齿轮油，夏天使用200号和250号工业齿轮油。根据多年的现场检查发现，抽油机减速箱按季节更换油的不多，导致减速箱齿轮、轴承等磨损快，产生漏油现象。

3.3油变质原因

由于陕北地区风沙大，沙尘进入减速箱内部，与油产生简单的混合物，大大加快齿轮之间的磨损，影响减速箱的寿命，极易导致减速箱漏油产生。若管理不到位，减速箱内进入雨水或者呼吸器不畅通，热量不能散发，产生积水（从多年的维修来看，15%的减速箱里有水），加速了油的乳化程度，严重腐蚀零配件（主要是齿轮、轴承），不但产生漏油现象还缩短减速箱的使用时间寿命。

3.4密封点

减速箱共有5个密封点，其中4个动密封（输入轴两端，输出轴两端），静密封1个（上下箱体的接触面）。动密封由于各种原因，在多年的维修、更换中发现，接近97%的漏油属于动密封漏油。中间轴承处一般不漏油。

3.5机理

齿轮靠侵在油的齿带油。输出轴靠回油槽流油；中间轴靠刮油板刮油；输入轴靠飞溅和回油槽流油。输入轴和输出轴主要依靠骨架密封、回油槽进行密封。输入轴高速旋转在离心力的作用下，把油摔到上箱盖壁上体，油流到回油槽，并沿油槽分别从四个轴承的外侧流到轴承处，在骨架密封各处封严的情况下，油从轴承滚珠间隙流入油池，而中间轴依靠刮油板刮油，对输入、输出轴承的内侧进行，同时油对轴承也分别从外进行。

4减速箱的漏油部位

4.1输入、输出轴轴承压盖处漏油

在减速箱生产过程中，由于各部件精度和装配水平的限制，加上在结构上的不合理，使承受扭矩的输入轴和输出轴有轴向窜动的趋势，导致两轴容易出现漏油现象。

4.2上下箱盖结合面漏油

由于制造加工水平使上下盖的水平度差，相互间隙大于油分子，流体经过间隙流出。同时由于密封胶未能完全与上下箱体充分接触，也能产生间隙，导致箱体在内部压力较大时油漏出。

4.3过量漏油

机油液面过高，易从上下盖静密封面漏油。

4.4带压情况下漏油

呼吸器不畅通，减速箱内产生的热量不能及时散发，易积水，使机油乳化，齿轮和轴承严重磨损，产生漏油现象。

4.5裂纹漏油

箱体在投用时一些铸造缺陷没有显现出来，经过长时间使用后，因温度变化，易让沙眼、夹砂等铸造缺陷表现出来而漏油；箱体安装时受到撞击，随着运行时间的延长，漏油；由于地基不平，减速箱运行时震动，导致箱体产生裂纹而漏油。

4.6排污孔漏油

排污孔螺栓未扭紧，油沿丝扣流出；箱体内压力过高，导致油从通气孔漏出。从目前使用情况来看，第一种漏油现象最为普遍，也最为严重。

5减速箱防漏方法

5.1改进密封

5.1.1改进密封材料性能

使用耐油性、耐高低温和塑性好、抗老化的材料作密封材料。

5.1.2改进轴承压盖结构

轴承压盖将密封压正、压紧，其位置紧靠轴承外圈。利用螺丝的旋紧力，轴向挤压密封，使其产生径向扩张，达到密封的作用。随着运转时间加长，磨损量加大，它的缺点就表现出来。

解决办法：将轴承压盖内孔加深到1.4～1.5个密封厚度，其维修安装方法：按照抽油机旋转方向，将密封件45度切开，两个开口相错180度放置（仅仅在曲柄不易卸下的情况，进行这样维修），然后上紧压盖螺丝。经多次试验结果表明，这种方法防漏效果显著。若再漏油。可能是：①轴承端盖螺丝未上紧；②密封未放正；③两密封的开口方向错位量小；④密封开口角度太大或太小。

5.2加快油的流动速度

因油粘度较大，流动速度慢，在回油槽不畅通、回油孔细小的情况下（当有异物或者有尘土淀积），油流动不畅通，不能达到轴承部位。解决办法：①夏天由于环境温度高，使用粘度大的200号或250号极压齿轮油，防止流动过快，摩擦副表面形不成油膜；冬天使用粘度小的150号极压齿轮油，保证对轴和轴承的充分；②对箱体回油槽铣削加工，使回油槽有一定的倾斜度，加速油的流动，同时还能防止尘土在回油槽淀积；③在上下箱体合盖时，将回油槽刷干净，将上盖进行认真的清洗，防止有易脱落的物质附着；④在减速箱通气孔上安装呼吸器，防止尘土进入箱体内。

5.3改进结合面的精度和密封性

①制造时提高结合面的精度，防止内压过大漏油。②增加结合面密封处密封胶的厚度和宽度。现在修理主要使用的是三和液态密封胶，能防酸碱、汽油、石油气、机械油、耐温：-30℃——250℃，耐液压：8.4MPa耐气压：2.1MPa，粘度：0.8-1.5×104CP。

6其他密封新材料

6.1NV5057型镁基合金密封圈

在维修的采油三厂减速箱上使用效果较好。优点：密封性能好，能耐高低温、酸碱，由于是自材料，具有自功能。减小对输入轴、输出轴的磨损伤害。缺点：①价格高；②密封时使用大量的密封胶，且每次更换后不能重复使用；③维修安装时间长，不能在有窜轴现象的减速箱上使用。

6.2毛毡密封

虽在别的单位使用较多，但仍出现不少问题。优点：①毛毡拆装技术要求低；②成本低。缺点：磨损速度快，需要反复更换，加大劳动强度。

6.3高分子三联符合式浮动密封圈

在维修的采油六厂减速箱上使用效果较好。优点：①密封效果好；②能在窜轴的减速箱上使用。缺点：①不耐磨损；②价格较高。

结语

减速箱漏油在抽油机上是一个普遍问题。过去，维修后的减速箱有30%在没有过保修期就漏油。从2007年开始，通过采取以上措施后，我厂维修的变速箱在保修期因漏油返修的减少到5%以下，有效的控制了减速箱漏油现象，减少了返修率，控制了成本。

参考文献

[1]华东石油学院矿机研究室.石油钻采机械[M].北京：石油工业出版社，1980.