喇嘛甸油田闲置抽油机节能改造实践及评价
管理·实践/Management &
Practice
1现状
“十一五”期间，喇嘛甸油田在机采井节能方
面开展大量工作，应用了大量新的节能举升设备，同时也造成大量常规举升设备闲置，其中抽油机占了较大部分。调查表明，闲置抽油机设备无论从优化改造还是从再利用方面都具有很大的节约能耗、降低成本的潜力。因此，从节能降耗的角度出发，研究可行的闲置抽油机的改造方法，同时从优化改造的方向上进行试验，具有十分重要的意义。
目前喇嘛甸油田有大批抽油机井设备闲置，由于更机使用和产能需要再利用率不高，有待进行改造再利用。据调查油田闲置抽油机201台，以10型和11型机闲置率较高，分别占总闲置数量的48.5%和34.83%。见表1。
表1
闲置抽油机机型分类统计
序号1234567
抽油机型号CYJ5-2.5-26B CYJ10-3-26B CYJ10-3-37B CYJ10-3-53HB CYJ10-4.2-53HB CYJ11-3-48HB CYJ456-365B-144
数量2140451057010
闲置比例/%
10.4519.9022.394.982.4934.834.98
2闲置抽油机节能改造
与电泵井、螺杆泵井举升设备构成少、技术集
成化比例高相比，常规抽油机具有结构简单、使用寿命长的特点，但其曲柄轴静转矩峰值大，波动幅度大，甚至出现负转矩，造成能耗增加。但抽油机设备改造易于实施、改造难度小。
常规抽油机节能改造应遵循以下原则：首先是原抽油机最大冲程长度、冲速和安装尺寸不能改变；其
次理论节电率应为10%～15%，悬点载荷可提高10%以上，零部件应力增加量不应超过20%；在此前提下，改造方法要简便易行，改造费用要低。
结合喇嘛甸油田闲置机型，优选异相后臂、下偏杠铃型游梁复合平衡以及双驴头变径三种节能改造方式。三种方式改造均以四连杆机构优化设计为主，能减小曲柄净扭矩峰值。2.1
异相后臂型节能改造
异相后臂改造原理是增加常规抽油机尾轴的支座高度，同时相应缩短连杆长度，其它部位则保持不变，因此相对改变游梁后臂的尺寸，使尾轴与中轴的距离缩短。在上死点时，可在连杆与垂线间制造常规机型不具备的极位夹角（16.7°）。连杆与曲柄运动的极位夹角具有一定的节能效果，只要在合理范围内，可确保整机承载能力不下降[1]，如图1所示。同时极位夹角的出现，使输出轴扭矩曲线出现位移，与载荷扭矩曲线更加同步，最终使净扭矩曲线趋于平缓，消除了负功，达到节能的目的。
喇嘛甸油田闲置抽油机节能改造实践及评价
杨广军（大庆油田有限责任公司第六采油厂）
摘要：目前油田闲置抽油机不仅造成资产大量浪费，也制约油田生产成本的降低。针对油田闲置的常规抽油机类型和特点分析，优选具有较好平衡效果的异相后臂改造、下偏杠铃复合平衡改造和双驴头
的改造方法。三种改造方法在投入成本、适用范围和节能效果上均具有较大优势。改造后测试及评价表明，承载能力不变，运行可靠，节能效果显著。相同工况下，节电可达11.5%以上，年节电1.62×104kWh，同时闲置抽油机设备得到有效利用，降低了老油田固定资产的投入。
关键词：抽油机；闲置；节能改造；曲柄扭矩DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2018.09.010
作者简介：杨广军，2014年毕业于东北石油大学（石油工程专业），从事油田采油工程技术工作，E-mail：yangguangjun01@petrochina，地址：黑龙江省大庆油田有限责任公司第六采油厂第二油矿，163114。
杨广军：喇嘛甸油田闲置抽油机节能改造实践及评价第8卷第9
期
图1
异相后臂抽油机改造后效果
异相后臂抽油机改造5台，每台费用0.5万元，安装费用0.5万元，总计1万元。单井年节电可达1.4×104kWh，年节约费用0.71万元，投资回收期16个月。2.2
下偏杠铃复合平衡改造
下偏杠铃改造主要根据曲柄输出转矩和井下负荷变化规律，利用下偏杠铃和原游梁形成复合平衡[2]
。改造在游梁尾端加装一套下偏杠铃装置，通过调整杠上平衡块的数量可对悬点载荷进行平衡。
改造后下偏杠铃的质心运动轨迹为绕中轴支座中心的一段圆弧，其半径不变但力臂值变化，即上冲程开始和下冲程结束时游梁的平衡作用削减载荷的峰值扭矩，使作用到曲柄输出轴扭矩不至于过大，同时产生的与井下相反的负扭矩，可以减小电动机输出功率[3]
。上冲程结束和下冲程开始，由于悬点载荷小，下偏杠铃力臂较小，作用在曲柄轴扭矩不至于过小，从而加强平衡效果，并避免电动机作为发电机的状况发生而产生的不良后果[3]。
在同等模拟工况条件下，减速器净扭矩理论曲线如图2
所示。
图2下偏杠铃抽油机改造前后净扭矩对比
以CYJ10-3-37HB 为例：上冲程峰值扭矩42.84kN·m，下冲程峰值扭矩34.65kN·m，改造后，上冲程峰值扭矩37.35kN·m，下冲程峰值扭矩30.14kN ·m ，改造后上冲程峰值扭矩降低5.49kN·m，下冲程峰
值扭矩降低4.51kN·m，由于峰值扭矩的降低，有利于延长减速箱、曲柄销、井下管柱的使用寿命。
抽油机曲柄静扭矩峰值的降低不仅有利于节能，而且有利于抽油机选用扭矩较小的减速器和功率较低的电动机。现场共改造40台，每台改造费用2.5万元，单井年节电1.64×104kWh，年节约成本0.84万元。2.3
双驴头变径型节能改造
利用双驴头抽油机原理，对常规抽油机四连杆机构进行关键性技术改造，改造前后主要区别在于
将固定长度的游梁后臂变为变半径的圆弧曲线，即采用变径圆弧状游梁后臂，形成变参数四连杆机构。其具体做法是：采用特殊的曲线型游梁后臂、游梁与横梁之间采用柔性连接结构，形成游梁后臂长度、连杆长度随曲柄转角同时变化的新四杆机构。运行时通过游梁后臂有效长度的规律性变化，改变抽油机扭矩因数的变化规律，提高抽油机平衡效果，同时可实现增程和降低装机功率，实现节能目的[4]。
现场改造CYJ10-3-53HB 型常规抽油机为YCYJ10-3-53HB 型共3台。缩短连杆长度，加长曲柄回转半径，与原机型相比增程1.2m；原装机功率30kW 电动机可更换为18.5kW。改造后单井年节电可达1.81×104kWh，年节约成本0.93万元。2.4
节能改造经济性评价
从改造技术看，三种机型改造技术均较成熟，但改造程度不同。下偏杠铃复合平衡改造不对抽油机主体改造，只需设计加装下偏杠铃；异型后臂改造需对尾轴加高，同时进行缩短连杆改造，改造后配件通用性强，能与原常规机通用[5]；双驴头变径需对游梁、四连杆进行改造，同时增加游梁后部驴头。
从改造技术适用范围看，异型后臂型改造适用于非异相型常规机改造，下偏杠铃复合平衡型对于各种常规机均适用，双驴头变径型受更适合10型以下常规机的改造。
从改造成本看，受技术难易程度影响，双驴头变径型改造的技术最复杂、成本最高，下偏杠铃复合平衡改造次之，异型后臂改造成本最低，见表2。
从适用改造机型范围看，下偏杠铃复合平衡型适用范围最广；双驴头变径型改造范围则以10型以下常规机改造更节能实用；异型后臂改造不能用于异相型机改造，范围略小。
（下转第48页）
张波等：齿条式抽油机在油田试验效果研究第8卷第9期有良好的工作稳定性能。
2）齿条机由于主要工作部分采用齿轮配合齿条机构，使抽油机自身重量得到了减少，减少了抽油机的
钢材用量，同时也把游梁抽油机的可靠性简化了。实现同等冲程长度时，该机自身高度大大减小，提高了装机的稳定性，提高了抽油机的安全性。
3）齿条机有限度的改变最大、最小载荷的峰值，提高三抽工艺的适应性，延长检泵周期，齿轮传动本身比其他运动机构具有较高的传动比，结构简单缩短传动链，提高了传动效率，同时减少作用于轴上转矩和变化幅度，减少电动机功率，达到比同型普通游梁抽油机节能的效果。参考文献：
[1]张皓坤.可调冲程齿条式抽油机设计与分析[J].机械，
2016，43（4）：9-11.
[2]高嵩.油田常用节能抽油机应用分析[J].设备管理与维修，
2018（10）：190-192.
[3]顾心怿.长环形齿条抽油机的研制及应用[J].石油机械，
2009（5）：38-40.
[4]周焕波.一种新型抽油机的典型结构设计[J].机床与液压，
2010（10）：12-13.
[5]金璇.新型节能抽油机的发展趋势[J].石化技术，2018（5）：
224-225.
收稿日期2018-04-20
（编辑巩亚清）
（上接第32页）
表2常规抽油机节能改造经济投入对比
改造方式
异型后臂型改造
下偏杠铃复合平衡型双驴头变径型改造成本/
(万元/台)
1.0
2.5
4.5
节电率/
%
16.30
20.53
23.20
日节电/
kWh
38.4
45.6
50.4
投资回收期/
月
16
35
57
节能节电从节能改造效果看，改造后机型各项性能指标均比改前降低，因此可降低配套电动机的装机功率，同时改善平衡效果，改善设备运行工况，实现节能目的。节能效果受实际应用井况而异，其中双驴头变径型改造节能效果最好，下偏杠铃复合平衡型、异相后臂改造次之。
3结论及认识
1）油田闲置抽油机井设备可进行改造再利用，具有一定可操作性，对于提高资产利用率、降低固定资
产投入，以及油田节能降耗均具有很大的经济效益。
2）常规抽油机改造应本着技术成熟，改造简单，效果好的原则进行。通过改造提高抽油机的平衡效果，同时增程和降低装机功率，就能实现节能目的。
3）现场改造试验表明，异型后臂改造成本最低，下偏杠铃复合平衡型适用范围广，双驴头变径型改造节能效果最好，均可作为油田闲置机型改造的主要首选方式。
参考文献：
[1]艾春华，李艳霞.三型抽油机结构改造[J].石油机械，1992，
20（8）：42-45.
[2]高凤云.常规抽油机改造成双驴头抽油机的设计与实
践[J].石油机械，2002，30（7）：50-52.
[3]李建明，陈雪梅，刘丽雯.抽油机改造节能浅析[J].油田节
能，2003，14（1）：28-29.
[4]杨玉考.双驴头抽油机改造技术及应用[J].中国设备工程，
2001（9）：14-15.
[5]白俞明，周彩霞，刘治和，等.常规游梁抽油机改造成异相
型抽油机的实践[J].石油机械，1998，26（6）：221-226.
收稿日期2018-05-02
（编辑巩亚清）
Experiment and Evaluation of Energy Saving Retrofit for Idle Pumping Units in Lamadian Oilfield
YANG Guangjun（No.6Oil Production Plant in Daqing Oilfield Co.，Ltd）2018，8（9）：31-32
Abstract:Based on the analysis of the types and characteristics of the Y series oil pumping units，which are idle in the oil fields，a variety of mature and reliable energy saving methods are adopted to optimize the transforma-tion of the different phase rear arm，the compound balance transformation of the lower partial barbell and the re-construction of the double donkey head.The thr
ee transformation measures have great advantages in input cost，application scope and energy saving effect.After transformation，the test and evaluation show that the bearing capacity is invariable，the operation is reliable，and the energy saving effect is remarkable.Under the same con-dition，electricity saving can be reached11.5%，idle pumping units were effectively utilized，reducing the in-vestment in fixed assets of old oilfields.
Keywords:pumping unit；idle；energy saving transformation；crank torque
Special Energy Audit Method for Oil and Gas Enterprises
XUAN Yan（China Petroleum and Natural Gas Sales Reserve Gas Branch）2018，8（9）：33-35
Abstract:Special energy audit is an effective supplement to comprehensive energy audit.Through special energy audit，we can analyze the generation，conversion and consumption of a certain kind of energy，and then opti-mize it rationally.Electricity is the most commonly used energy type in oil and gas field enterprises.Aiming at the characteristics of power generation，transmission and utilization in oil field enterprises，according to the ba-sic auditing principles and methods of existing energy auditing，this paper studies the methods of special energy auditing suitable for oil field enterprises，and formulates a scheme of special energy auditing suitable for oil field enterprises.And
this method is applied in the special energy audit of the N Oil Production Plant.The applica-tion of this method makes the audited enterprises produce366.22MW power saving effect.
Keywords:oil and gas field；energy audit；electric power
Analysis of Factors Resulting in Difficult Dehydration of High Emulsified Crude Oil
LIU Qin，YAO Hongying，LENG Dongmei，ZHOU Jiqian(Daqing Oilfield Egineering Co.，Ltd)2018，8（9）：36-38
Abstract:Due to complex compositions of high emulsified and old crude oil in Daqing oilfield，after entering the produced liquid treatment system，some problems-including unstable operation of the dehydrated electric field，and so on-have been created.On the basis of a large number of laboratory experiments，the key factors af-fecting the difficult treatment of high emulsified and old crude oil have been determined.Due to the presence of FeS(or Fe compound)and high impurity content，that solid particles adsorbed with asphaltenes results in high emulsification of crude oil.Crude oil has a long residence time in the system，as well as light components over-volatiled，forming old crude oil.On these bases，the effective treatment process of high emulsified and old crude oil was put forward，good energy saving effect has been achieved after field application.
Keywords:high emulsified and old crude oil；difficult dehydration；influencing factors；field verification
Optimization of field application for reciprocating natural gas compressor
WANG Linghan，CHE Qiang(Research Institute of Petroleum Machinery Company)2018，8（9）：39-42
Abstract：The energy consumption of the compressor unit is an important part of the natural gas pipeline sys-tem，so it’s very important to keep the optimal state operation of the unit on the smooth operation of the sys-tem and the energy saving and reducing the consumption.The"optimization"of the field application of the unit is analyzed from the aspects of improving production capacity，fuel efficiency，power utilization rate.Analyze the field application case，by setting up the cylinder clearance volume reasonably and adjusting the speed，the com-

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