新形势下机械采油工程中节能降耗技术的应用姜翰林--中国期刊网

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新形势下机械采油工程中节能降耗技术的应用姜翰林

发表时间：2021/6/7 来源：《基层建设》2021年第2期作者：姜翰林

[导读] 摘要：我国的石油储量也在巨大的能源需求之下变得相对紧张，很多油区的石油存量面临枯竭，石油钻采的难度进一步加大，开采作业的地质地貌都处于高含水阶段，在这种地貌下开采石油，不仅技术难度增加，开采的能源耗费也在持续攀升，无形中抬高了石油的开采成本，对于石油产业链下的各行各业以及能源开发的可持续都产生了较大负面影响，因此在新形势下开展机械采油作业的节能降耗技术研发和应用是势在必行。

        大庆油田有限责任公司第五采油厂第二油矿十区三队 163000
        摘要：我国的石油储量也在巨大的能源需求之下变得相对紧张，很多油区的石油存量面临枯竭，石油钻采的难度进一步加大，开采作业的地质地貌都处于高含水阶段，在这种地貌下开采石油，不仅技术难度增加，开采的能源耗费也在持续攀升，无形中抬高了石油的开采成本，对于石油产业链下的各行各业以及能源开发的可持续都产生了较大负面影响，因此在新形势下开展机械采油作业的节能降耗技术研发和应用是势在必行。
        关键词：新形势；机械采油工程；节能降耗技术；应用
        引言：
        我国大多数油区重点运用的采油方式为机械式采油法，它的应用领域较广，技术体系较为成熟，同时开采效率和稳定性较高，可以将地下深度较大的原油较为顺畅的抽出地面。但是与优势相对的，其主要的不足和劣势也十分突出，主要表现在能耗控制不理想，因此在绿色、可持续的新发展理念主导下，新时期的机械采油工程要更加注重节能降耗的技术研发与应用，从而推动该技术为石油钻采领域贡献更大的力量。
        一、机械采油技术能耗的主要关联因素简析
        一是电泵性能发挥情况因素。在高含水出砂井经过长时间的运行之后，因为电力驱动的油泵工况会出现一定的波动，如果个别工件出现脱落、变形等故障，就会造成泵阀漏失扩大等问题，同时在产出的油液中，因化学性质较为特殊，对于电泵材料具有一定的腐蚀作用，时间一长，就会破坏油泵的外部材料。此外，抽油和注入开发的范围进一步的扩大就会引起石油的黏度也在持续的增强，抽油泵面临的抽油压力也会相应的升高，而抽油机井泵会降低，最终引发电泵的能耗增加，由此看电泵是造成该技术能耗过高的主要原因。二是电动机载荷功率等工况因素影响。电动机是整个采油系统的动力总输出，为重点核心设备，所需的电能是主要的能源形式，它的功率和载荷决定了电能消耗的大小。因此电机的用电效率和功能负荷很大程度上影响到了采油系统的能源耗费。在技术条件和资金条件不够充实的情况下，国内当时主要采用的是异步电机结构，额定功率对应的运行效率通常是最高，当承载负荷减少后，电机的运行效率和额定功率也会对应的降低，同时额外的能源损耗并没有相增加。电机的使用工况也是关系能耗的一个重要因素，很多电机的运行效率通常较高，但是因为外部工作环境发生了相对变化，导致外部负荷突然增加，超过了其载荷负担的最大阈值，就会导致抽油的实际输出功率不达标，以低功率的电机去驱动大负荷的运转，造成了所谓的“小马拉大车”的情况，会额外的增加电流的输出，从而导致整个的电能做功增加，造成了能源总耗费的不断扩大。
        二、目前机械采油工程中主要的节能降耗技术应用
        （一）螺杆泵采油配套技术
        该技术是一种机械采油技术的可替代技术之一，它的主要优势在于相对于传统的机械采油法，具有成本较低、运用方便、采油效率高，污染排放少的诸多特点，优势较为明显，这是因为该技术主要用到的螺旋泵内部是密封较为严密的封闭式内腔，包括了螺旋杆和衬套两类结构，可以确保螺旋泵在运行时较为的灵活，可变性较强。在采油的过程之中，作业工人根据地下油层的石油输出能力来确定油泵转子的速率，同时按照开采的工程需要进行电泵的用电量控制。

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在经过了大量的试验验证后发现，统一开采容量的石油标准下，运用该技术所产生的的电能消耗仅占到了原有抽油机能耗的3/5，从而为企业节省了客观的开采费用[1]。
        （二）间歇采油技术
        该技术又可以详细的分成“提捞采油技术”，和“活动式螺旋泵间歇采油技
        术”，在石油产出量相对较低的油井下应用程度较高，以此来达到低能效油井的开采效率提升，同时也能保证开采的正常运转。第一种的采油方式和传统的抽油技术相比，在成本上占据了较大的优势，主要体现在了运维成本上，它可以独立的完成作业，摆脱了配套的变压等电器设备的辅助，也不需要输油管路与之配套，在后期的深采作业上较为实用[2]。而第二种的技术方法则是在井下运用时，把万向轴和螺杆泵井口的驱动装置相连，而后施工工人实用拖拉设备装置产生的动力产生气压，推动地下的原油向上被吸取上来，被采出的原油通过专门管道再进入到罐车的油罐中，并由其转运至对应的炼油厂或者处理基础站点做进一步的处理。此技术的应用能够进一步的减少采油环节，防止更多的作业误差出现，提升了菜油的稳定可靠性和效率，并且在推动能耗节约上发挥了关键性作用[3]。
        （三）抽油机井节能改造
        除了利用新型的抽油技术外，对原来的机械采油机井进行节能改造也是能耗节约的一个重要措施。主要包括了把有效的节能设备安装到抽油装备之中。在经过多年的探索和尝试之后，油井研发技术人员发明了“双驴头型抽油机”和“偏轮型抽油机”两种低能耗的抽油机，它是在保持了承游梁式抽油机原有优势的前提下，对于能耗过大等方面的短板和弱点进行了相应的改良。对于第一种设备来说，把后臂的形状设计为了圆弧形，并在游梁和横梁之间加入了相关的装置，实现二者的密切衔接，第二种技术结合传统抽油机中的四连杆结构进行了改进，形成了六杆结构，减少了扭矩的输出值，从而达到了节能的目的[4]。
        三、结束语
        在机械采油中的积极探索使用能耗节约技术，一方面可以推动降低石油开采作业中的能源消耗，一方面也是是实现绿色开采、可持续开采的重要方式，在石油开采技术日新月异发展的今天，还会有越来越多的节能降耗技术被研发并应用，并将成为推动石油开采业可持续发展的有效动力。
        参考文献：
        [1] 张小江，梁虎，席红利，等.油田开发后期的节能降耗技术措施[J].云南化工，2018，45（04）：221.
        [2]平志波.机械采油系统节能降耗技术措施及应用效果分析[J].化学工程与装备，2017，（07）：66-67.
        [3]郭晓斌.新时期采油厂集输系统节能降耗技术研究[J].中国石油和化工标准与质量，2017，37（12）：175-176.
        [4]王青春.杏北油田生产系统节能管理与绩效评价平台的开发与应用[J].油气田地面工程，2019.
        作者简介：姜翰林，男，1989年11月，在大庆油田有限责任公司第五采油厂第二油矿十区三队，从事工程技术员工作，联系地址：大庆油田有限责任公司第五采油厂第二油矿十区三队，邮编：163000。