塔式抽油機應用前景分析

董濤

摘要：抽油機是抽油井地面機械傳動裝置，主要用于油層能量不足以自噴，油液需要靠機械運動提升到地面的油井。隨著我國石油石化行業日益發展壯大，國家對環保、節能的逐漸重視，石油機械水平不斷提高。其中，抽油機的性能得到了極大的完善與優化，從最初常規的游梁式演變成彎梁變矩式，直至現在數字化的塔架式抽油機。那么，和傳統的游梁式抽油機相比，塔架式抽油機在結構、運行原理以及主要性能上，究竟有哪些優勢和特點呢？文章從這個問題出發，對老式游梁式抽油機與新型塔架式抽油機進行對比，并分析塔架式抽油機在油田里的應用前景。

關鍵詞：抽油機;游梁式抽油機;塔式抽油機

1塔式抽油機概述

塔式抽油機為現代機械設計制造技術、數字化控制技術、功率電子技術、機電一體化技術高度結合的新型抽油機。通過自主創新的永磁同步電機與減速機構組成的組合傳動系統分擔了減速機的功能，解決了減速機易出故障的難題，提高了使用效率。它的出現填補了游梁式抽油機的空白，適合稠油井、高含蠟井、中高含水期大排量井和低滲透井重載強抽和間抽的采油氣要求，并具有適合抗風、灘涂、低溫、高溫等多種復雜地質環境的使用要求，擴展了抽油機的應用范圍[1]。結構如圖1所示。

結構原理：電機直接帶動驅動輪總成轉動，無需減速設備。依靠低速大轉矩電機在頂部進直接驅動滾輪帶動抽油桿進行抽油作業。塔架為直立式，盡可能使 T1=T2，運行過程中勢能近似守恒，系統做功僅為克服阻力及平衡差，運行功率顯著降低。

驅動原理：拖動系統在變頻器控制下驅動繩輪正反轉換向、往復運行，帶動復繞在繩輪上的由抽油桿及配重體組成的平衡系統對稱上下運動，完成抽油動作。

節能原理：傳動系統效率較四連桿結構提高40%以上抽油桿與配重間平衡率可達95%以上，運行過程中勢能近似守恒，系統做功僅為克服阻力及平衡差，運行功率顯著降低。與節能型游梁式抽油機對比節電率可達50-70%

塔式抽油機運行特點：在塔式抽油機的實際應用中，塔式抽油機其運行的最大特點就是大轉矩、低轉速。因此，塔式抽油機的應用，不需要利用減速機構，電機能夠直接對驅動滾輪進行裝置，不需要進行沖擊換向，因此，塔式抽油機的特點：慢沖次、長沖程。正是塔式抽油機的這一特點，使得塔式抽油機具有，運行穩定、泵效高且低能耗的重要優勢，由此可見，塔式抽油機在采油氣廠的應用具有重要的意義。

塔式抽油機操作特點：在塔式抽油機的實際應用中，塔式抽油機其操作的最大特點就是，塔式抽油機能夠控制柜內，并且利用變頻器，能夠進行變頻調節，因此，控制柜控制能夠使抽油機的換向、啟停、沖次調節、沖程等得以完成。塔式抽油機在采油氣廠的應用，不僅能夠使人工操作的實際工作量得到有效地減少。同時，還能夠使參數調節進一步得到穩定安全的發展。除此之外，塔式抽油機所有的實際運行參數，這些參數能夠在觸摸屏上，準確地顯示出來，進而能夠進行實時準確地監測。

2塔式抽油機應用前景研究

2.1工作原理

塔式抽油機在采油氣廠的應用中，其主要的工作原理是，電機可以直接帶動驅動輪，進而進行軸承轉動，不需要設備進行減速。通過低速度對矩電機進行大轉，在頂部直接進行驅動滾輪，進而通過帶動抽油桿，隨后進行正常作業。塔式抽油機的塔架是直立式的，因此，塔式抽油機在實際的運行中，能夠進行近似守恒，實際的系統作業，從而能夠使平衡差及阻力得到有效地控制，因此，其運行的功率，能夠得到明顯的降低。

2.2塔式機的沖程沖次

在塔式抽油機的沖程沖次中，塔式抽油機不僅能夠對裝置進行調節，而且通過觸摸屏還能夠對參數進行調節、顯示，可以達到直觀清楚的目的。觸摸屏能夠對沖程沖次進行實時顯示。因此，當發生故障情況時，可以開啟自動報警功能，同時還能夠對參數密碼進行設定，進而能夠有效地防止滑參的情況出現。

2.3塔式機的排液速度

塔式抽油機的排液速度，相比于其他的抽油機，具有更大的優勢。塔式抽油機匹配了長沖程的抽油泵，因此塔式抽油機的排量更大。應用塔式抽油機，相比于其他的抽油機，有著更大的優勢，一方面，能夠使壓裂液的返排速度得以增快;另一方面，能夠有效地控制儲層受到損害。

2.4塔式機的技術特點

塔式抽油機在采油氣廠的應用，由于其技術特點，因此，塔式抽油機更具有一定優勢。在實際的應用中，塔式抽油機的驅動，應用開關的磁阻電機。因此，其啟動的轉矩較大，其啟動的電流比較小，可以進行頻繁地正轉和反轉，塔式抽油機的可靠性更高。上沖程沖次和下沖程沖次不能對稱，因此，塔式抽油機的節能效果是最為顯著的，塔式抽油機相比于其他的抽油機，塔式抽油機的換向沖擊力比較小，因此，塔式抽油機能夠使抽油桿產生的斷桿現象得到有效地控制。相比于其他的抽油機而言，塔式抽油機具有運行穩定、高精準調節配重的優勢[2]。

3塔式抽油機節能分析

3.1用電量分析

對用塔式抽油機的電量進行分析，塔式抽油機具有產液量較高的特點，但是，塔式抽油機的日用電量比較低，通過實際的情況可以看出，塔式抽油機在實際的應用中，其節電的效果是最為明顯的。

3.2節能監測數據分析

對塔式抽油機的節能監測數據進行分析，在實際的產液量相當的情況下，塔式抽油機具有更大的優勢，塔式抽油機系統的效率是最高的，塔式抽油機的單耗較低。相比于其他的抽油機，塔式抽油機的系統效率更高，其單耗較低。

3.3性能對比分析

對塔式抽油機的性能對比進行分析。相比于其他普通的抽油機而言，塔式抽油機具有更大的優勢，在實際的運行上塔式抽油機具有更大的優點，塔式抽油機的傳動效率更高，因此，塔式抽油機相比于其他的抽油機，更具有平穩性能。

4 結束語

作為有桿泵抽油的地面采油氣設備，塔架式抽油機結構簡單，工作可靠，操作、維護方便，還具有運轉平穩、可控性好、安全系數高、附加動載荷小、沖程長、節能降耗、數字化銜接綜合效率高等優點，是一種較理想的地面采油氣設備，具有較好的應用前景。

參考文獻：

[1]朱改新，馮振國，趙衛江.新型智能塔式曳引抽油機[J].裝備制造技術，2018，6（1 ）：33-34.

[2]張雪梅.運用綜合節能措施降低機采能耗[J].中國石油化工標準與質量，2018，3（6 ）：25-26.