我国抽油机产品的生产应用现状与未来发展趋势研究

王雪玲，朱文军，郭云龙，薛自建

（中国石油渤海石油装备制造有限公司，河北 青县 062658）

1 概述

有杆抽油法是应用最早也最广泛的一种人工举升采油法。随着技术的不断发展，有杆抽油仍居首要地位，抽油机是有杆抽油方法中的地面驱动设备，在有杆抽油系统中具有举足轻重的地位。抽油机根据其是否有游梁，分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。

随着我国石油工业的发展，特别是近几十年来，世界对原油的需求量不断加大，我国对抽油机的研究从未间断。经过抽油机研发人员不断的实践和创新，我国抽油机研究、制造技术有了很大发展，无论在结构形式和使用功能上，抽油机产生了很大的变化。抽油机新的研究成果不断涌现，出现了各种类型的抽油机产品，特别是长冲程、低冲次、数字化以及与电控技术相结合的抽油机屡见报道。

2 抽油机产品的生产应用现状

2.1 游梁式抽油机的技术特点和应用局限性

游梁式抽油机除了有常规游梁式抽油机外，还有大量的节能型游梁式抽油机，比如，双驴头抽油机、下偏杠铃抽油机、弯游梁抽油机、异相型抽油机、调径变矩抽油机等。另外，近年来，在游梁式抽油机的基础上进行深度开发的数字化抽油机，在长庆油田也得到了大面积推广应用。游梁式抽油机的技术特点是：可靠性高，维护简单、制造维修成本低，使用寿命长，可以实现较高冲次(＞10次/分钟)。其应用局限性有：传递力矩大，实现低冲次（小于3次/分）困难；受抽油机轮廓尺寸和重量的制约，最大冲程受限（＜6m）。

游梁式抽油机的适用条件：游梁机在中高渗、低渗、稠油等各类油藏都有应用。在满足油井中短冲程、较高冲次以及产液量条件下，游梁机是优选机型。

就目前看，游梁式抽油机是设计、制造、使用经验较为成熟的机型，经过长期工业化、标准化，游梁式抽油机具有高的可靠性、高适应性，在人工举升装备领域占主导地位，是现有有杆抽油设备的主力军。在各类抽油机产品中其处于无法取代的地位。

2.2 无游梁抽油机的技术特点和应用局限性

（1）皮带抽油机。我国在20世纪60年代，就开始研制无游梁抽油机，应用较为普遍的无游梁抽油机为链条抽油机，主要代表是皮带抽油机，基本上满足了长冲程低冲次高效生产的需要，在我国稠油开采中发挥了重要作用。皮带抽油机的技术特点是：加速段短、匀速段长，运行平稳；减速箱传递力矩小，可以实现较低冲次；通过增加机架高度可实现长冲程（可达到9米以上）。其应用局限性有：相同抽汲强度下，换向加速度大于游梁式抽油机，不能实现较高冲次生产（一般为1～3次/分钟）。

皮带抽油机的适用条件：链条抽油机是长冲程（6米以上）、低冲次（3次及以下）最有竞争力的机型，在稠油、低渗深抽、大斜度等井况下优先选用机型。

（2）电控换向式无游梁抽油机。电控换向无游梁抽油机是国内当前研究最热门的一种抽油机，主要采用电机正反转旋转换向方式进行抽油。其技术特点是：长冲程、慢冲次，换向性能取决于电动机的启动性能；冲程、冲次等参数调节方便。其应用局限性有：换向加速度大，无法实现较高冲次运行（一般低于3次/分钟）；电机频繁启动，存在电网谐波污染；控制系统的长期稳定性是影响抽油机应用可靠性的关键因素。

电控换向无游梁式适用条件：电机换向抽油机具有长冲程、低冲次、冲程冲次可无级调节等特点，比较适合频繁调参的稠油蒸汽吞吐或蒸汽驱井。

在油田现场试验的无游梁抽油机除了链条式、电控换向无游梁抽油机外，还有液压式、滚筒式、直线电机式等。虽然各种机型都在日趋完善中，但也因为许多难题，比如，换向方式的工作状态不够稳定，容易发生故障，造成停机、停产，严重影响产量，另外，具有结构复杂、运动件多、关键零部件故障率高、现场维护难，特别是软连接传动，容易造成事故有待于进一步攻克。没有得到大面积推广应用，一般应用在容易监护的小范围内。其产品系列化、标准化程度偏低，处于不断试验改进阶段。

新型无游梁抽油机一直具有非常诱人的发展潜力，每年都会有新机型出现。传统的问题解决了，新的问题和不足也随之出现，普遍可靠度不高，对工作环境的要求有一定限制，标准规格参差不齐，维修麻烦。由于技术不够成熟，普遍推广应用能力不强，大多只在局部地区试验性应用。

3 抽油机的未来发展趋势

近年来，我国大部分油田已经进入注水开发的中后期，开发深度和难度与日俱增，油田供液能力明显不足，为确保高效生产，对抽油机的要求呈现出2个特点：一是急需采用长冲程抽油机，以增加油井的产液量；二为了降低油井的单位生产成本，对抽油机的节能性提出了更高的要求。

另外，为了提高稠油井的产量和油藏的开采效率，需要采用“小泵深抽”和“大泵提液”采油工艺，这就要求采油设备必须具有长冲程和大载荷的特点，无游梁抽油机在这方面具有较大的优越性。

根据以上情况分析，未来五年，游梁式抽油机还是油田开采的主力机型。无游梁机还要经过一个循环往复的试用阶段，随着可靠性的提高，将会承担部分油井的开采任务。所以，今后抽油机的发展趋势为：

游梁式抽油机发展趋势：（1）加强机与电、智能技术的结合，实现抽油机的机电一体化控制在现有抽油机的基础上，根据油井不同特点对抽油机状态进行控制和调整，实现抽油机的智能化管理。增加自动调参、精确调整平衡、远程监控功能。（2）朝着低成本方向发展，保持在行业内的竞争力。为了拓展抽油机销售市场，保持在行业内的竞争力，应当加大资金投入和研发力度，增加现有机型的附加值，植入免维护、不需要拆机方便维护技术，研究用新结构、新材料、新工艺代替制造周期长，受环保政策影响大的的部件。

无游梁抽油机的发展趋势：（1）高的可靠性和易维护性。由于抽油机的工作环境条件相当严酷，而且在大多数时间是在无人管理的状态下工作的，这样就要求抽油机必须具有相当的可靠性，其维护点少，且便于维修，经过专业训练的普通的采油工人能够维护，以降低采油成本，提高油井的采油时率和采油经济性。（2）多功能性。在现代技术条件下，在进行新型抽油机的研发过程中，应尽可能地扩展设备的功能，修井时的让开井口甚至代替修井机或通井机进行油井的小修及检泵作业，自诊断和检测功能、安全保护等。