油田開發(fā)工藝對抽油機液壓系統(tǒng)的要求

楊汝成(吐哈油田分公司工程技術研究院；新疆 哈密 839000)

油田開發(fā)工藝對抽油機液壓系統(tǒng)的要求

楊汝成(吐哈油田分公司工程技術研究院；新疆 哈密 839000)

目前，全球政治、經(jīng)濟形勢不穩(wěn)定，國內經(jīng)濟下行的壓力不斷增大，油價波動較為頻繁。穩(wěn)定的原油產量對于我國社會穩(wěn)定、經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。另一方面，國內各大油田由于多年的運營、開采，其油田開發(fā)難度日益增加，傳統(tǒng)的抽油機液壓系統(tǒng)逐漸難以滿足開采需求。為此，本文就抽油機液壓系統(tǒng)的設計、改進展開了一定深度的理論研究，相關研究成果對于國內油田開發(fā)工藝的進一步提高具有一定理論和實踐參考價值。

油田開采；抽油機；液壓系統(tǒng)；發(fā)展策略；

機械采油，一直以來是我國各大油田的主要采油方式。抽油機的采用效率和運行穩(wěn)定性直接影響著該油田的原油產量和效益。根據(jù)前人的調查統(tǒng)計[1]，我國各大主要油田經(jīng)過長期的開采后，其開采條件出現(xiàn)了不同程度的復雜化，采用原設備其產油量出現(xiàn)了不同程度的下降。為此，需要對于抽油機的設計探索就就顯得極為迫切。

1 液壓系統(tǒng)的主要組成部分

典型抽油機的液壓系統(tǒng)主要是由五部分組成[2]，分別為動力裝置、控制閥、執(zhí)行裝置、液壓輔件以及液壓介質組成的，如圖1為某典型液壓抽油機液壓系統(tǒng)原理圖。

（1）動力裝置

液壓系統(tǒng)中的動力裝置，是為抽油機提供運行動力的裝置，是液壓系統(tǒng)中的核心裝置。動力裝置通常是將能量源中的機械能（或者化學能轉為機械能）通過一系列的裝置轉化為液壓油中的壓力能量，其力學實質是一款能量轉換裝置。

（2）控制閥

液壓系統(tǒng)中的控制閥，主要是為了用戶可以控制、調節(jié)由動力裝置輸出動力大小、方向和時間，是液壓系統(tǒng)中的中的重要組成部分，直接影響了抽油機的性能高低。

（3）執(zhí)行裝置

液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行裝置，和動力裝置類似，也是一種能量轉換裝置。執(zhí)行裝置卻是把由動力裝置得到了液壓油壓力能量，通過驅使馬達的轉動，重新轉換為原油的機械能。目前，抽油機液壓系統(tǒng)的執(zhí)行裝置，根據(jù)其驅使馬達的轉動的原理不同，可以分為：液壓缸、液壓馬達以及擺動馬達三大類。

（4）液壓輔件

液壓系統(tǒng)中液壓輔件囊括了除了前三項以外的所用裝置。具體而言，一個典型的抽油機液壓系統(tǒng)的輔件，包括油箱、熱交換器、蓄能器、指示儀表等幾大類設備[3]。其中，油箱主要是為液壓系統(tǒng)中的液壓油提供存儲的；熱交換器則是液壓油溫度處于合理區(qū)間的調節(jié)裝置；蓄能器可以有效的消除由于動力裝置和執(zhí)行裝置運行而引起的油壓波動的現(xiàn)場，有效的保證系統(tǒng)平穩(wěn)運行；指示儀表則根據(jù)需要多種多樣，主要是以顯示系統(tǒng)內各裝置運行狀態(tài)參數(shù)為主等。

（5）液壓介質

液壓介質通常就是液壓系統(tǒng)中的液壓油。液壓油不僅具有傳遞壓力能的作用，而且可以對系統(tǒng)內各個機械構件進行實時潤滑的作用。

2 油田開發(fā)工藝對抽油機液壓系統(tǒng)的要求

由第二節(jié)的分析可以知道，典型抽油機的液壓系統(tǒng)主要是由五部分組成。根據(jù)筆者多年的工作經(jīng)驗，目前抽油機的液壓系統(tǒng)不適用于現(xiàn)代油田開采，主要原因在于動力裝置以及控制閥組件這兩大部分繼續(xù)提升其功能，為此本節(jié)將就這兩部分展開策略研究。

（1）對于動力裝置的要求[4]

動力裝置的優(yōu)劣直接影響到了抽油機的抽油運行速度，進而決定了原油開采流量。一般來說，其他裝置一樣的情況下，動力裝置驅動液壓的速度越快，抽油機可以獲得更大的流量，一方面使得抽油機的開采量得到了提升，另一方面也有效的擴展了抽油機的開采可調范圍。目前，國內采油設備中常采用兩臺可調的定量柱聯(lián)用的方法作為動力裝置的主要系統(tǒng)。如果采油量較小時，可以采用調節(jié)動力裝置動力大小或者單獨開啟一臺的方法解決。此外，在抽油機上的蓄能器處設置了補油裝置，可以在蓄能器首次使用時即使向蓄能器內補充壓力油，確保液壓驅動裝置的運行平滑。

（2）對于控制閥組件的要求[5]

原油開采不僅對抽油機的動力裝置提出了較高的要求，也對其控制閥組件的提出了較高的要求。一般來說，抽油機需要根據(jù)用戶的指令迅速的對其采用壓力、流量和方向等關鍵因素進行準確的控制。根據(jù)筆者多年工作總結，目前國內外各種抽油機壓力控制閥主要有以下三類：先導式溢流閥；直動式溢流閥以及方向控制閥。先導式溢流閥，通過其卸荷閥的先導特點完成對抽油機液壓系統(tǒng)的油壓快速調整的功能，在設備啟動或者停止時的控制作用明顯；而直動式溢流閥則通過調整蓄能器的補油來實現(xiàn)油壓快速調整的功能；分流集流閥主要是采用對系統(tǒng)的液壓有的分流或者合流來實現(xiàn)對于油壓的調整。其中，油壓較大時采用分流來降低油壓，油壓較小時采用合流的方式增大油壓。

3 結語

本文就“油田開發(fā)工藝對抽油機液壓系統(tǒng)的要求”相關課題展開詳盡的研究。首先，筆者針對典型抽油機的液壓系統(tǒng)組成和各組成結構之間的作用展開簡單探析；隨后，本文結合筆者多年工作經(jīng)驗與思考，從對于動力裝置的要求和對于控制閥組件的要求兩個方面，較為系統(tǒng)的討論了油田開發(fā)工藝對抽油機液壓系統(tǒng)的要求。本文的研究成果對于國內油田開發(fā)工藝的進一步提高具有一定理論和實踐參考價值。

[1]沈秀通,綦耀光.油田開發(fā)工藝對抽油機的要求[J].石油機械,1992,09:48-51.

[2]金鐘輝,彭勇,費凡,王剛.數(shù)字化抽油機技術現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].石油機械,2014,12:65-68.

[3]趙來軍,程發(fā)興,范櫻花.抽油機變頻控制器的應用與技術發(fā)展[J].石油機械,2003,10:65-67.

[4]濮新宏,雷鈞.新型數(shù)字化抽油機的特點及應用[J].石油工業(yè)技術監(jiān)督,2013,07:61-63.

[5]薄濤.中國液壓抽油機的發(fā)展概況與技術水平[J].鉆采工藝,2002,02:68-70+6.