浅析皮带抽油机在油田发展中的优势 —-以巴基斯坦客户为例

浅析皮带抽油机在油田发展中的优势 —-以巴基斯坦客户为例

机械采油法是目前最主要的采油方法,而游梁式抽油机是使用最早,最普遍的抽油机,游梁式抽油机在我国的石油发展史上发挥了非常重要的作用。但是随着我国科技的发展和采油技术的进步,游梁式抽油机的弊端也逐渐显露出来。本文主要根据巴基斯坦客户的需求分析游梁式抽油机存在的问题,以及皮带机在未来油田使用中的优势与趋势。 

众所周知,机械采油法无非是机、杆、泵三要素。机杆泵型号的选择取决于客户提供的油井的数据,井深,泵深,动液面,油套管尺寸,含水量的多少,以及各项井况数据作为支撑。

据抽油机专家描述,抽油机选型是否符合井况要求主要有两方面的考虑:一是抽油机是否能承载3600米的载荷,二是机泵系统能否满足产液量的需求。针对巴基斯坦客户井口数据分析,客户首次需求是API C-1280-427-240 和44mm(25-175RHBC),三级杆,但无论是从理论产液量还是还是能承载的最大载荷来看,刚刚满足客户这种方案每日产液量48m³,但一般抽油机选型的原则是实际最大载荷不能超过抽油机最大载荷的85%,这个三级杆的最大载荷已经达到了95%,虽然理论上可以采用此方案,但一般不建议选择这款抽油机。客户二次需求是C1824D-427-216和44mm(25-175RHBC),三级杆,但产液量也达不到客户的折中方案。最终,我们根据Rodstar软件根据客户井况信息为客户推荐了一款1100型皮带抽油机+44mm泵的组合方案,这款抽油机不仅可以很好的达到井深,满足客户53m³/天的采油量,而且在安装、调试、维修、节能方面也有很大优势,客户对此方案十分认可。

客户采用皮带抽油机不仅仅是受以上几点的影响,最主要的是游梁式抽油机确确实实在油田使用中暴露出了很多弊端。而皮带抽油机相对而言有很多优势。

  1. 皮带抽油机是一款长冲程、低冲次的抽油机。在产液量相同的情况下,皮带抽油机的冲次是游梁机的0.5,由此可以看出皮带抽油机的泵效比游梁机要高,皮带抽油机的相对冲程损失小。长冲程使泵充满系数高,系统效率高;低冲次可以有效较低井下设备的疲劳和磨损,延长油井免修期,操作成本低。
  2. 皮带抽油机采用纯机械转动,换向平稳:大负长寿命重载宽皮带传递动力,其弹性缓冲可减小换向冲击,使井下设备运行平稳。而游梁式抽油机的四杆机构使得驴头的运动规律类似简谐运动,在最高点和最低点加速度很大,造成惯性载荷大,使抽油机承受载荷过大,减速器转矩波动大,加大了齿轮冲击,缩短了减速器和抽油机的使用寿命。
  3. 皮带抽油机要求扭矩低:由于力臂仅0.31-0.43m,极大地降低了扭矩要求,配备小功率电机和小扭矩减速箱,比游梁机节能10%-40%。而游梁机传动效率低,传动环节多,本身机械传动能量损失高达28%,直接导致传动效率低。
  4. 皮带抽油机结构设计合理,盘式刹车系统确保安全,整体位移修井,折叠结构安装运输方便,整机运动部件配有安全护罩、护栏,操作维修安全方便。皮带抽油机的动力系统,换向结构,平衡系统,减速系统都有护罩保护。而游梁机为刚性结构,在油井的中、后期,井液供液不足,需要调节冲次时,就需要更换皮带轮或减速箱,过程繁琐,危险性高,工作量大,使得调整工作比较困难。而且,游梁机的各个结构都直接暴露在外部。
  5. 皮带抽油机完善的采油控制系统,特别适用于小泵深抽,大泵提液,配套开采稠油,丛式井的应用。游梁机虽然能在气候恶劣的情况下全天候不间断的完成抽油作业,但在地质情况比较复杂的场合,如油质稠、含沙、结蜡较多的情况下很容易出现断杆、卡井、减速机齿轮损坏、烧毁电机等较严重的故障。
      虽然游梁式抽油机在所有类型的抽油机使用中一直占据主导地位,但由于游梁机体积庞大,工作效率低,能耗高,安装维修费时费力,所以出现了很多改良后的抽油机,例如前置式抽油机、异相曲柄抽油机、双驴头抽油机等。虽然在各个方面得到了提升改进,但在平衡效果方面并没有实质性的改变,没有从根本上改变旋转运动转向往复直线运动的传动方式。这使得新型的无梁式抽油机有更大的发展潜力。

抽油机在未来油田使用中的发展趋势:

  1. 长冲程,低冲次。

采用长冲程抽油方式,抽油效率高、抽油机寿命长、动载小、排量稳定,具有较好的经济效益。低冲次可以有效较低井下设备的疲劳和磨损,延长油井免修期,操作成本低。实践表明,长冲程无游梁抽油机是抽油机未来发展方向。 
2.现代化、自动化、智能化。

近年来,抽油机技术发展的显著标志是自动化和智能化。当前面世的智能抽油机,也称电控换向型无游梁抽油机,采用数字化伺服程序控制,电控转向,控制屏或无线操作器无级调整冲次,冲程和所有参数。采用50个报警当前面世的自动化抽油机,无需采油工上机检查,有不停机预警机指示灯和报警功能。全程监控管理并记录抽油机运行和井下状态。并装有远程控制接口,通过互联网+或物联网实现大数据集中分析控制。皮带抽油机也可以满足现代化、智能化、自动化发展的要求。皮带抽油机有独立的Rodstar软件根据客户井况提供最稳定最专业的解决方案。两套独立的刹车系统及自动刹车装置有效的保证安全性。整机受力均匀,刚性好,采用耐磨轴承,长寿命皮带,重型链条,确保整机的高可靠性。机械平衡,完善润滑系统,自动保护装置以及整机封闭,使及其无需频繁保养。

3.高效节能。

为减少能耗,提高经济效益,近年来研制出很多节能抽油机并投入使用。与传统抽油机相比,Rotaflex机组可以节省高达30%的电力成本,要求扭矩低,比游梁机节能10%-40%。而且,皮带抽油机不仅在抽油效果上更加高效,而且采用折叠运输,配备移机装置,运输维修十分方便,极大地节省了人力物力成本。

4.适应性强。

现代抽油机应具备高的较高的适应性,以便满足各种井况的需要,拓宽使用范围。皮带抽油机不仅能够适用于油田客户的各种普通井况,还特别适用于小泵深抽、大泵提液、配套开采抽油、丛式井的应用以及替代游梁机实现高效节能。

5.大型化。

随着世界油气资源的不断开发,开采油层深度逐年增加,石油含水量也不断增加,采用大泵提液和开采稠油等,都要求采用大型抽油机。皮带抽油机可以很好的满足深井抽油,配套开采稠油的要求。
  由此可见,皮带抽油机十分符合未来油田的发展趋势。此款抽油机是经过25年的生产积累经验,集众家之所长。其独特一流的设计是抽油机的一次重大突破。1.2万台整机在国内外油田的现场应用,说明了皮带抽油机的性能已经得到用户的肯定。皮带抽油机在油田积累的丰富经验,有能力针对客户的实际需求,制定更有针对性的采油方案,解决用户问题。

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