塔架式數控抽油機屬於“長沖程、低沖次”機電壹體化的抽油機,是現代機械制造技術、控制技術、功率電子技術與機電壹體化技術集成創新的完美結合它采取控制系統驅動電機運行,通過組合減速傳動使抽油機的動力源和終端負載作換向運動,拖動抽油桿上下反復運行,抽油桿和配重形成了天平式的平衡,相互不斷地交換儲存和釋放勢能的過程,實現了運行時的平衡,使機械效率達到90%以上,無功損耗接近於零,起到了四兩撥千斤的效果,與常規抽油機相比節能效果達到30~70%,解決了常規抽油機機械效率低、難以實現長沖程和高耗能的難題。
塔架式數控抽油機的主要特點是:1. 采用牢固耐用的組合減速傳動系統,結合工業電腦數字化控制的永磁同步制動電機技術,實現了柔性啟動、加速、減速、超低速運行,避免了抽油機在換向啟動時的機械沖擊,做到了抽油機只保養無大修,延長了抽油機的使用壽命。
2. 采用簡練機身,最大限度的利用空間位置,突破了常規抽油機最大沖程和最低沖次的局限,最大沖程可達8米、最低沖次0.5次。擴大了抽油機的使用範圍,擴展了抽油機的使用範圍,特別適合中高含水期大排量、深井、稠油井的重載強抽;延長了抽油桿、抽油泵的使用壽命,適合了當今大排量、低滲透、稠油井、深井的不同開采的需要。3. 運用變頻調速和程序自動控制技術,變傳統機械式抽油為現代智能化采油,運行效率高、能耗少、使用可靠,壹舉將傳統的機械采油裝備帶入了電子時代。采用無線遙控操作,液晶屏數字顯示,清晰可見,調整參數(沖程、沖次)簡便易行,無級分別調整上下沖程的沖次。可根據井下工況隨時改變參數,達到最大泵效及工藝的要求。
4. 獨特的配重設計,能輕松、迅速地完成調整平衡的作業。
5. 可靠的安全保障,運行時運動件與人隔離;操作機器與高壓電隔離;調平衡時配重塊落地調整安全無憂,電腦全方位監控抽油機運行,具有過載、失載、缺相等多種保護功能並有自動起機、不平衡報警、停機、顯示故障原因、歷史故障記錄等保護功能。
6. 牢固耐用使用方便。抽油機裝卸載、調防沖距上提下掛、碰泵等不用輔助設備即可完成。
大慶油田采油十廠五礦自2007年至今已有108臺塔架式數控抽油機投產運行,平均運行功率1kw左右,維護簡單、方便。 機械舉升采油方式是目前大慶油田的最主要的、也是應用最為廣泛的是采油方式。在機械舉升工藝中,抽油機-深井泵采油是應用井數最多的舉升工藝。在本章節中,重點介紹抽油機-深井泵采油的基礎理論、技術發展、測試技術以及節能新技術的應用。
抽油機-深井泵抽油裝置及基礎理論計算
抽油機-深井泵采油方式,簡稱為抽油機采油方式。本節介紹的主內容是抽油機裝置的構成,抽油機技術的發展以及抽油機舉升工藝的基礎理論。
抽油機-深井泵抽油裝置
抽油機-深井泵抽油裝置 是指由抽油機、抽油桿、深井泵組成的抽油系統。它借助於抽油機曲柄連桿機構的運動,將動力機(壹般為電動機)的旋轉運動轉變為光桿的上下往復運動,用抽油桿帶動深井泵柱塞進行抽油。
(壹)抽油機
抽油機是抽油機-深井泵抽油系統中的主要地面設備。遊梁式抽油機主要由遊梁-連桿-曲柄機構、減速箱、動力設備、輔助設備等四大部份組成。工作時,動力機將高速旋轉通過皮帶和減速箱傳給曲柄軸,帶動曲柄軸做低速旋轉運動,曲柄通過連桿經橫梁帶動遊梁作上下往擺動,掛在驢頭上的懸繩器便帶動抽油桿作上下往復運動。
遊梁式抽油機按照結構主要分為兩大類:即普通式遊梁式抽油機和前置式遊梁式抽油機。
隨著抽油機制造技術的不斷發展進步,自20世紀90年代後,陸續開發了不同形式的以節能為目的的抽油機,節能抽油機仍然屬於普通式遊梁式抽油機結構。關於節能型抽油機的結構特點,將在節能技術中加以介紹。
普通式遊梁式抽油機和前置式遊梁式抽油機兩者的主要組成部分相同,只是遊梁與連桿的連接位置不同。普通抽油機壹般采用機械平衡,而前置式抽油機最初多采用氣動平衡,但由於技術上的不完善,後來使用機械平衡的方法,目前在我廠使用的前置式抽油機均為機械平衡。前置式抽油機上沖程曲柄轉角為195°,下沖程曲柄轉角165°,使得上沖程較下沖程慢。
(二)抽油泵
抽油泵是抽油機-深井泵抽油系統中的井下設備。由於它的工作環境復雜,條件惡劣,而且它工作的好壞直接關系到油井的產量,因而應滿足以下壹般要求:
(1)結構簡單,強度高,質量好。連接部分密封可靠;
(2)制造材料耐磨,抗腐蝕性好,使用壽命長;
(3)規格能滿足排量要求,適應性強;
(4)便於起下。
抽油泵主要由工作筒、柱塞及固定凡爾、遊動凡爾組成。按照抽油泵在油管中的固定方式分為桿式泵和管式泵。在我廠主要應用管式泵。
(三)抽油桿
我國生產的抽油桿從級別上分有C、D、K三種級別。C級抽油桿用於輕、中型負荷的抽油機井;D級抽油桿用於中、重負荷的抽油機井;K級抽油桿用於輕、中負荷有腐蝕性的抽油機井。大慶油田使用的抽油桿為C級和D級抽油桿。由於各個抽油桿生產廠家采取的加工工藝不壹,使用的加工材料不壹,抽油桿的機械性能也各不相同。
晶變頻器對抽油機變頻改造的幾個好處
1. 大大提高功率因數。減小供電電流,從而減小了電網及變壓器的負荷。2. 動態調整抽取速度,壹方面節能,同時增加原油產量。
3. 實現真正“軟起動”對電機變速箱抽油機,避免過大機械沖擊,延長設備使用壽命。