关于石油井抽取环保设备的研究

摘 要：随着社会经济的发展，能源利用也逐步从传统的煤炭石油行业转向新型清洁能源，但是就当前社会经济的发展而言，石油仍然是主要的能源供应。在国家提出生态文明建设的战略目标下，传统的石油抽取设备即抽油机的运行效率低、能耗大等劣势十分不利于实现石油行业的节能环保目的。本文就当前我国石油行业抽油机的应用现状着手分析如何在石油抽取设备中实现环保的目标。

关键词：石油井；抽取；环保设备

1 当前石油井抽取设备的应用现状

抽油机是当前应用最为广泛的石油抽取设备，主要通过加压的方法使得石油井下的石油能够被抽取出井，而后进行石油的提炼加工等。传统的游梁式抽油机又称“磕头机”，是通过曲柄带以配重平衡块来带动抽油杆，通过驱动井下抽油泵以一定周期做上下往复运动从而将井下的油送到地面，其一般采用的都是异步电动机来带动整体机械设备进行工作的。同时，在这样的往复运动中通过一定的设备将机械能量又转化成电能利用到整个电机工作当中，可以在一定程度上实现能源的节约。然而，由于井下油层情况复杂，恒速的游梁式抽油机的应用存在各种各样的问题，容易出现动力不足或者供能过剩等现象等等，此外存在一定的机械磨损而导致的间隙漏失等问题也相当严重，这些问题的存在主要会造成电机工作时电能消耗大，存在着对环境污染的隐患。

基于普通抽油机存在的能源消耗及环境污染的隐患，当前经过改良及研究发明的偏轮抽油机、双驴头抽油机在工作效率上有了明显提升，前置式抽油机、异向曲柄抽油机在节能上的效果也相当明显，其在石油井抽取环节的应用得到了较大的普及，极大地降低了能耗，实现了生产过程的“环境友好”。偏轮抽油机的特点是其平衡性较普通抽油机有了长足的进步，降低了电机的使用功率；双驴头抽油机在联接设备上进行了改进，较少因工作时的扭矩过大而带来的高能耗，使得节能效果突显了出来；前置式抽油机将横梁铰接于游梁前臂，是得四连杆机构的几何尺寸和角度发生了变化，工作时的效率有所提升；异向曲柄抽油机将减速器后移，造成结构上的一个异相角改善平衡效果，降低减速器的最大扭矩峰值，电机功率因此而减小了。

2 石油井抽取环保设备的研究初探

前文所述几种抽油机在油井抽取中的应用已经初具规模，但是在降低能耗和污染上还有改进改良的空间，且基于新的科技手段的研发，笔者综合近年来各研究机构（小组）在抽油机上的技术攻关方向及成果上总结起来，石油井抽取环保设备的技术改进集中在以下几个方向上：

2.1 永磁同步电动机在游梁式抽油机上的应用

由于油井液面是不断在变化的，因此抽油负载也在时时刻刻发生着变化，传统电动机运行中的空载和超载现象经常出现。基于PLC和变频技术来控制的永磁同步电动机在正转时可以将电能有效地通过电机的转速调整实现最大化地转化成机械动能，而在抽油杆下冲过程中又可以实现机械势能向电能的转化，如此一来电动机的工作状态就可以根据油井液面的变化而变化，从而可以实现减少能耗和恒液面抽油。

2.2 无游梁式抽油机的研发应用

当前在国内已经研究开发并利用的无游梁式抽油机约有五十种，在节能减排上比较成功的典型集中在以下四种类型：机械换向类无游梁式抽油机、电动机换向类无游梁式抽油机、摩擦换向类无游梁式抽油机及液压换向类长冲程无游梁式抽油机。这四类抽油机各有不同的利用优势，在稠油井的开采中多应用机械换向类无游梁式抽油机；电动机换向类无游梁式抽油机则主要体现在科技程度高，智能化等优势；摩擦换向类无游梁类抽油机在提高机械效率等方面的作用明显；液压换向类长冲程无游梁式抽油机的主要优势体现在其整体使用的安全性能高，调参方便。

2.3 液压蓄能型抽油机的研发应用

无论是游梁式还是无游梁式抽油机都可以实现液压蓄能型的应用，通过液压蓄能来改变抽油杆的运动，释放其储能，有效地改善抽油机的平衡效果，实现能量的充分利用并且对于转化电能可以实现再利用，最终实现了节能降耗的目的。此外，由于液压控制可以通过一些列的压力设备来实现在故障时的自动停机报警，有效地消除了各种安全隐患。

2.4 可更换动力型抽油机的研发应用

当前，大多数抽油机的动力供应都来自于电力，而生产电力则需要利用较多的传统能源，这些过程中多少都会产生对环境有害的废气废物等。因此，在生态文明建设过程中，多数行业开始转向了新能源的利用，石油行业也不例外，在石油井的抽取设备中环保的概念一再被强调，通过利用风能、太阳能、核能等清洁能源来提供石油抽取的动力，可更换动力型的抽油機是未来一段时间的主要研究方向，大面积利用这种抽油机可以降低对环境的污染和对不可再生能源的消耗速度。

3.结语

在未来很长一段时间里，石油仍然占据着社会经济发展的重要地位，但要在生态环保的大环境下谋求更大的发展就必须要在石油生产的各个环节实现生态环保。抽油机是应用到石油井中最为基础的抽取设备，必须在其技术应用上进行革新，实现设备的环保化，不断促进石油行业在生态文明建设中走向绿色环保，既要给社会发展提供“源动力”又要对环境友好。

参考文献：

[1]张洪铭，麻少林，谭磊.清洁生产措施在石油井下作业中的应用[J].中国石油石化，2017（01）.

[2]孙连东.普通抽油机技能潜力分析.[J]中国石油和化工标准与质量，2014（05）.

[3]李建鹏，谭慧敏.绿色低碳型石油设备的技术现状和发展趋势.[J]石油和化工设备，2015（07）.

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