第一篇：抽油機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢1（定稿）

抽油機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

一．研究現(xiàn)狀

國內(nèi)：

我國抽油機主要制造廠有幾十家，產(chǎn)品主要以游梁式抽油機為

主，約占抽油機總數(shù)的98%~99%，有30多種規(guī)格，并以形成系列，基本上滿足了陸地油田開采的需要。各種新型節(jié)能游梁式抽油機，如前置式抽油機，異相曲柄平衡抽油機，等在全國各個油田推廣應用，并取得了顯著的經(jīng)濟效益，長沖程，低沖次的無游梁式抽油機的研制也取得了一些進展，如勝利油田設計并與有關廠家協(xié)作生產(chǎn)的鏈條式長沖程抽油機，已有近千臺在各油田投入使用，在低沖次抽油和抽稠油方面已初見成效，此外，椼袈結(jié)構(gòu)的滑輪組增距式抽油機進入了試用階段；齒輪增距式長沖程抽油機的研制工作也取得了新的進展。重量輕、成本低、便于調(diào)速和調(diào)整沖程的液壓抽油機，如帶傳動游梁式抽油機，新型搖桿抽油機，大型式游梁抽油機，六連桿游梁式抽油機和斜并抽油機也正處于開發(fā)和研制過程中。

游梁式抽油機的缺點是不容易實現(xiàn)長沖程低沖次的要求，因而不能滿足稠油井，深抽井，同時，無游梁式抽油機的性能尚有待完善，而且品種規(guī)格還很少，不能適應當前石油工業(yè)的發(fā)展。液壓抽油機至今仍處在研制階段。國外：

1、抽油機國內(nèi)外的差距

①新型節(jié)能抽油機發(fā)展緩慢

②長沖程抽油機的發(fā)展速度不能適應采油業(yè)的需要

③液壓抽油機仍處于研制階段

2、抽油機主要國家和地區(qū)概況

俄羅斯生產(chǎn)13種規(guī)格游梁抽油機，懸點最大載荷20～200kN，沖程長度0.6～6m。還生產(chǎn)20種規(guī)格曲柄搖臂式抽油機，懸點最大載荷10～200kN，沖程長度0.4～6m。還生產(chǎn)06M型、液壓驅(qū)動型、平衡液缸型等無游梁抽油機，懸點最大載荷150kN，最大沖程長度10m。法國Mape公司生產(chǎn)12種規(guī)格曲柄平衡游梁抽油機，懸點最大載荷160kN，最大沖程長度4.2m。還生產(chǎn)H系列長沖程液壓驅(qū)動抽油機，懸點最大載荷199kN，最大沖程長度10m，最-1大沖次5min。此外，Mape公司還生產(chǎn)立式斜井抽油機和液缸型抽油機，兩種抽油機均已形成系列。

美214kN,沖程長度0.4～7.6m。Lufkin公司是美國生產(chǎn)抽油機最早和最大的公司，在1923年生產(chǎn)了美國第一臺游梁抽油機，1931年率先研制了兩塊平衡重的曲柄平衡抽油機，1959年研制了前置式抽油機，也是最早生產(chǎn)前置式氣平衡抽油機的一家公司。目前，Lufkin公司生產(chǎn)B、C、M、A等4種系列抽油機，B系列游梁平衡抽油機有8種規(guī)格，懸點最大載荷24～49.4kN，沖程長度0.6～1.21m。C系列曲柄平衡抽油機有64種規(guī)格，懸點最大載荷24～165.5kN，沖程長度0.76～4.2m。M系列前置式抽油機有46種規(guī)格，懸點最大載荷64.86～193.68kN，沖程長度1.62～5.68m。A系列前置式氣平衡抽油機有26種規(guī)格，懸點最大載荷78.47～213.1kN，沖程長度1.62～6.09m。目前，國內(nèi)外油田大多數(shù)用的是游梁式抽油機，在實際操作過程中存在能耗高、體積大、操作復雜等弊端，中石油、中海油都推廣使用智能節(jié)能型抽油機。國內(nèi)雖然有生產(chǎn)抽油機的廠家很多，多數(shù)廠家其產(chǎn)品技術含量低，能耗高，不具有競爭優(yōu)勢；具有上述抽油機生產(chǎn)能力的廠家不足十家，產(chǎn)能僅滿足市場需求的60%，大量智能型節(jié)能型抽油機依靠從美國、加拿大、俄羅斯等國家進口，進口產(chǎn)品價格比國內(nèi)同型號的產(chǎn)品貴80%。因此我國加快了研究的步伐，各式抽油機便站上了歷史舞臺。1今后國內(nèi)抽油機的發(fā)展趨勢主要朝以下幾個方向

2.１隨著世界油氣資源的不斷開發(fā)，開采油層深度逐漸增加，是有含水量也不斷增加，采用大泵提液采油工藝，都要求采用大型抽油機。所以近年來國外出現(xiàn)了許多大載荷抽油機，例如前置式氣平衡抽油機最大載荷２０３千瓦，氣囊平衡抽油機大載荷２２７千瓦等，將來會有更大的載荷抽油機出現(xiàn)。采用長沖程抽油方式，抽油效率高抽油機壽命長，動載小，排量穩(wěn)定具有較好的經(jīng)濟效益。2.２朝低能耗方向發(fā)展

為了減少能耗，提高經(jīng)濟效益，近年來研制與應用了許多節(jié)能型抽油機，如異相機，雙驢頭抽油機，擺桿抽油機，漸開線抽油機，液壓抽油機及各種節(jié)能裝置和控制裝置。

2．３朝著高適應性法向發(fā)展

進年來，抽油機技術發(fā)展的顯著標志是自自動化和智能化?？偠灾?，抽油機將朝著節(jié)能降耗并具有自動化，智能化，長沖程，大載荷，精確平蘅等方向發(fā)展。改進抽機的結(jié)構(gòu)

這種方法主要是通過對抽油機四桿機構(gòu)的優(yōu)化設計和改變抽油機平蘅方式來改變抽油機的曲柄軸凈扭拒曲線的形狀和大小，減少負扭矩，是扭矩波動平緩，從而較少抽油機周期載荷系數(shù)，提高電動機的工作效率，利用節(jié)能的目的。2今后國外抽油機的發(fā)展趨勢主要主要朝一下幾個方向

1、朝著大型方向發(fā)展

隨著世界油氣資源的不斷開發(fā)，開采油層深度逐年增加，石油含水量也在不斷增多，采用大泵提液采油工藝和開采稠油等，都要求采用大型抽油機，所以近年來，國外出現(xiàn)了許多大載荷抽油機，如前置式氣平衡抽油機最大載荷213kN，氣囊平衡抽油機最大載荷227kN等。還會出現(xiàn)更大載荷新型抽油機。

采用長沖程抽油方式，抽油效率高，抽油機壽命長，動載荷小，排量穩(wěn)定，具有較好的采油經(jīng)濟效益，所以近年來國外出現(xiàn)了許多長沖程抽油機，如法國Mape公司抽油機，最大沖程10m；美國WGCO公司抽油機最大沖程24.38m，NSCO公司抽油機最大沖程27.48m；原蘇聯(lián)鋼帶式超長沖程抽油機最大沖程1500m。長沖程抽油機全部采用低沖次抽油方式，Mape公司抽-1-1油機最大沖次5min，GDCO公司抽油機最大沖次為3min。2.朝著低能耗方向發(fā)展 為了減少能耗，提高采油經(jīng)濟效益，近年來國外研制與應用了許多節(jié)能型抽油機。例如異相型抽油機節(jié)電15%～35%；前置式抽油機節(jié)電36.8%；前置式氣平衡抽油機節(jié)電35%；輪式抽油機節(jié)電50%～80%；大圈式抽油機節(jié)電30%；自動平衡抽油機節(jié)電30%～50%；低矮型抽油機節(jié)電5%～20%；ROTAFLEX抽油機節(jié)電25%；智能抽油機節(jié)電17.4%；螺桿泵采油系統(tǒng)節(jié)電40%～50%。

3.朝著精確平衡方向發(fā)展

近年來國外很重視改進和提高抽油機的平衡效果，使抽油機得到更精確平衡。例如變平衡力矩抽油機，可使上沖程平衡力矩大于下沖程力矩。前置式氣平衡抽油機，由于可在動態(tài)下調(diào)節(jié)氣平衡，平衡效果較好。氣囊平衡抽油機有90%以上載荷得到平衡。雙井抽油機可利用兩口油井抽油桿柱合理設計得到更精確的平衡。自動平衡抽油機可保證在上下沖程每一瞬間得到較精確的平衡效果。

4.朝著長沖程無游梁方向發(fā)展

近年來國外研制與應用了多種類型長沖程抽油機，其中包括增大沖程游梁抽油機、增大沖程無游梁抽油機和長沖程無游梁抽油機。實踐與理論分析表明，增大沖程游梁抽油機是常規(guī)游梁抽油機的發(fā)展方向；增大沖程無游梁抽油機是增大沖程抽油機的發(fā)展方向；長沖程無游梁抽油機是長沖程抽油機的發(fā)展方向。

參考文獻

1.李君勤.從國外有桿抽油設備現(xiàn)狀談國產(chǎn)設備的發(fā)展，見：石油工業(yè)機械科技情報協(xié)作組編。石油機械技術水平調(diào)研報告集.1989，110-120 2.張連山，我國抽油機的發(fā)展趨勢，鉆采工藝，１９９６ 3.周艷霞:采油工藝技術

4.國外抽油機的發(fā)展狀況，世界石油工業(yè)，1996(4)

5.萬邦烈 采油機械的設計計算 北京:石油工業(yè)出版社

6.張小玲﹕抽油機的節(jié)能技術及其發(fā)展趨勢

7.薄濤 中國液壓抽油機的發(fā)展概況與技術水平[期刊論文]-鉆采工藝 2002(02)8.抽油機性能及使用現(xiàn)狀淺析《今日科苑》2010年06期

9.邵芝梅, 牛曙光, 楊 凱 LZCB鏈式長沖程抽油機設計 石油礦場機械, 2004(8)10.上海煤礦機械研究所編 液壓傳動設計手冊 上海人民出版社, 1976 11.付連起 超高壓氣液體輸出裝置 [ P] 中國專利: 12.安錦高.有桿抽油設備與技術 抽油機.北京: 石油工業(yè)出版社, 1994 13.張學魯.游梁式抽油機技術與應用.北京: 石油工業(yè)出版社。

14.梁政,曲海.高效直線電機采油泵：中國,CN201037457[P].2008-03-1 15.陳憲侃.抽油機采油技術.北京：石油工藝出版社，2002 16.孔昭瑞．國內(nèi)抽油機的發(fā)展趨向.石油機械.1995，2 17.李偉.我國抽油機的現(xiàn)狀及發(fā)展方向.石油機械.1998，3 18.華東石油學院礦機教研室.石油鉆采機械.北京：石油工藝出版社，1980 19.張琪.采油工程原理與設計.東營：中國石油大學出版社，2006 20.王仲茂，胡之力.高新采油技術.北京：石油工業(yè)出版社，1998 21.何耀春，趙洪興.石油工業(yè)概論.北京：石油工藝出版社，2006 22.楊樹棟，李權修.采油工程.東營：中國石油大學出版社，2005 23.張自修等編.國內(nèi)外新型抽油機.北京：石油工藝出版社，1994 24.抽油機的節(jié)電措施與裝置《油氣田地面工程》1988年02期 25.抽油機性能及使用現(xiàn)狀淺析《今日科苑》2010年06期 26.王曉方 游梁式抽油機并聯(lián)機構(gòu)組合的研究 [學位論文] 2003 27.白晶 游梁式抽油機平衡及節(jié)能的研究 [學位論文] 2000 28.沈瑞林.對 發(fā)展長沖程抽油機的幾點看法.石油機械，1990，18（7）：43-48 29.兆文清.抽油機及其節(jié)能技術.北京：科學技術出版，1990 30.大港油田集團鉆采工藝研究院，國內(nèi)外鉆井與采油設備新技術.北京：中國石化出版社，2005 31.中國石油天然氣總公司人教局.鉆井工程.北京:石油工業(yè)出版社，1992 32.李穎川.采油工程，北京:石油工業(yè)出版社，2005 33.鐘平等 抽油機井高效節(jié)能技術。國外油田工程2002，2；32-35 34.張小玲﹕抽油機的節(jié)能技術及其發(fā)展趨勢 35.趙錫生﹕抽油機電控裝置綜述

36.魏秦文,張茂,楊斌,等.直線電機采油泵存在的問題及改進措施[J].石油礦場機械,2007,36(6):10-13.37.張公社,石惠寧,聶飛朋,等.直線電機抽油機懸點運動規(guī)律[J].石油天然氣學報,2006,28(4):143-145.38.陳憲侃,陳萬薇.游梁式抽油機與直線電機抽油機[J].石油鉆采工藝,2003,25(1):67-70.39.李權修.采油工程.東營：中國石油大學出版社，2003 40.孔昭瑞．國內(nèi)抽油機的發(fā)展趨向.石油機械.1995，2

第二篇：抽油機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

抽油機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

一．國內(nèi)抽油機研發(fā)現(xiàn)狀

油機是有桿抽油系統(tǒng)中最主要舉升設備。根據(jù)是否有游梁，可分為游梁式抽 油機和無游梁式抽油機。經(jīng)過一百多年的實踐和不斷的改進創(chuàng)新，抽油機不管是結(jié)構(gòu)形式還是在使用功能上，都產(chǎn)生了很大的變化。特別是近幾十年來，世界對原油的需求量不斷加大，對油田深度開采的能力有了更進一步的要求，在很大程度上加快了抽油機技術發(fā)展的速度，催生出多種類型。目前, 國內(nèi)抽油機制造廠有數(shù)十家, 產(chǎn)品類型已多樣化, 但游梁式抽油機仍處于主導地位。根據(jù)公開發(fā)表的資料統(tǒng)計, 我國現(xiàn)有6 大類共45 種新型抽油機[ 1] , 并且每年約有30 種新型抽油機專利, 十多種新試制抽油機[2] , 已形成了系列, 基本滿足了陸地油田開采的需要。各種新型節(jié)能游梁式抽油機如雙驢頭式抽油機、前置式抽油機、異相曲柄平衡抽油機、前置式氣平衡抽油機、下偏杠鈴系列節(jié)能抽油機[ 3]和用窄V 形帶傳動的常規(guī)抽油機等均已在全國各個油田推廣應用, 并取得了顯著的經(jīng)濟效益。長沖程、低沖次的無游梁式抽油機的研制也取得了一些進展, 如由勝利油田研制的無游梁鏈條抽油機, 經(jīng)過國內(nèi)十幾個油田稠油及叢式井的推廣使用[4], 在低沖次抽油和抽稠油方面已初見成效。此外, 桁架結(jié)構(gòu)的滑輪組增距式抽油機、滾筒式長沖程抽油機已在某些油田進行了工業(yè)試驗[5];齒輪增距式長沖程抽油機的研制工作也取得了新的進展;質(zhì)量輕、成本低、便于調(diào)速和調(diào)整沖程的液壓抽油機經(jīng)過幾年的研制和工業(yè)性試采油, 也積累了一定的經(jīng)驗[6]。其他型式新穎的抽油機如數(shù)控抽油機、連續(xù)抽油桿抽油機、車載抽油機、磨擦式抽油機、六連桿游梁式抽油機和斜直井抽油機等也正處于不斷改造和試生產(chǎn)過程中[7]。然而，游梁式抽油機的缺點是不容易實現(xiàn)長沖程低沖次的要求，因而不能滿足稠油井、深抽井和吉氣井采油作業(yè)的需要。同時，長沖程低沖次的無游梁式抽油機的性能尚有待完善(如油田正在使用的鏈條式抽油機還存在鏈條壽命短、換向沖擊載荷大和鋼絲繩易斷、導軌剛．度不足容易變形等問題)，而且品種規(guī)格還很少，不能適應當前石油工業(yè)的發(fā)展[8]。液壓抽油機至今仍處在研制階段[9]

二·國外抽油機的研發(fā)現(xiàn)狀

目前，世界上生產(chǎn)抽油機的國家主要有美國、俄羅斯、法國、加拿大和羅馬

尼亞等[10]。為了減少能耗, 提高采油經(jīng)濟效益,近年來國外研制與應用了許多節(jié)能型抽油機。例如異相型抽油機節(jié)電15%~ 35%;前置式抽油機節(jié)電368% 前置式氣平衡抽油機節(jié)電35% 輪式抽油機節(jié)電50%~ 80% 大圈式抽油機節(jié)電30%;自動平衡抽油機節(jié)電30% ~ 50%;低矮型抽油機節(jié)電5% ~20%;ROTAFLEX 抽油機節(jié)電25% 智能抽油機節(jié)電174%;螺桿泵采油系統(tǒng)節(jié)電40%~ 50% [11]。近年來國外很重視改進和提高抽油機的平衡效果, 使抽油機得到更精確平衡。近年來, 為了節(jié)約能耗、提高采油經(jīng)濟效益, 國外研制與應用了許多節(jié)能型抽油機, 在采油實踐中, 取得較好的使用效果。如變平衡力矩抽油機, 可使上沖程平衡力矩大于下沖程力矩。前置式氣平衡抽油機, 由于可在動態(tài)下調(diào)節(jié)氣平衡,平衡效果較好。氣囊平衡抽油機有90% 以上載荷得到平衡[12]。雙井抽油機可利用兩口油井抽油桿柱合理設計得到更精確的平衡。自動平衡抽油機可保證在上下沖程每一瞬間得到較精確的平衡效果[13]。近年來國外研制與應用了多種類型長沖程抽油機, 其中包括增大沖程游梁抽油機、增大沖程無游梁抽油機和長沖程無游梁抽油機[14]。1 前置式氣平衡抽油機 美國工J uf kin 公司生產(chǎn)的A 系列前置式氣平衡抽油機具有較好的技術經(jīng)濟指標, 抽油機重量減輕40 %, 尺寸縮小3 5 % , 動載荷較小, 受力均勻, 運轉(zhuǎn)平穩(wěn), 節(jié)約電耗35 %。2 無游梁長沖程抽油機 美國R O T A F L E x 寬帶傳動抽油機實踐表明: 抽油機系統(tǒng)效率為5 % , 而常規(guī)抽油機只有40 %。提升液體能耗比常規(guī)抽油機減少25 % , 可使用29.4 kw 電 動機, 而同級常規(guī)抽油機須用只kw 電動機。美國W es t er n G e a : 有限公司研制的液壓驅(qū)動無游梁長沖程抽油機占地面積較小, 可節(jié)約電耗10 % 一1 5 %。美國N a ti o n al Su p p ly 有限公司研制的無游梁長沖程抽油機節(jié)約電耗10 %一20 % 3 智能抽油機 美國N a t io n al S u p p ly 有限公司研制的智能抽油機減速器峰值扭矩減少34.7 %, 電動機功率減少1 7.4 % , 產(chǎn)量增加19 % , 抽油機系統(tǒng)效率平均提高47.8 % , 投資費用減少20 % , 成本利用率提高2 0.7 %。天然氣發(fā)動機驅(qū)動抽油機 美國生產(chǎn)的天然氣發(fā)動機驅(qū)動抽油機可比電動機功率減少30 % , 動力費用與采油成本均較低。4 變平衡力矩抽油機 美國Pi on ne r 公司研制了變平衡力矩抽油機, 利用抽油機連桿運動以及新增加的連桿擺動機構(gòu)作用原理, 使得上沖程時平衡力矩大于下沖程時的平衡力矩, 實現(xiàn)更精確地平衡抽油機載荷、減少抽油機電力消耗的目的三·國內(nèi)抽油機的發(fā)展趨勢

20世紀9O年代以來，我國東部各主要油田相繼進入中高含水開發(fā)期[17]。為確保高效生產(chǎn)，對抽油機的要求呈現(xiàn)兩個特點：一是急需采用長沖程抽油機，以增加油井的產(chǎn)液量；二是為了降低油井的單位生產(chǎn)成本，對抽油機的節(jié)能性提出了更高的要求[18]。其次就目前抽油機耗電量大，工作效率、能量利用率低這一現(xiàn)狀仍是我國抽油機研究的重點之一，在抽油機效率和節(jié)能方面，還有很大的提升空間，具有非常誘人的前景[19]。長沖程抽油機的研制應用能力不足一直是我國抽油機發(fā)展的瓶頸，長沖程抽油機具有減小沖程損失、提高系統(tǒng)效率、延長機桿泵的使用壽命、減少故障及提高整機運行質(zhì)量等優(yōu)點[20]。因此, 發(fā)展長沖程抽油機對當前我國老油田高含水井后期開采, 減緩產(chǎn)量遞減速度, 開采稠油、低滲透油田以及沙漠油田深井及超深井的機械開采, 都具有重要的現(xiàn)實意義[21]。游梁式抽油機的局限性十分突出，多方面事實說明，長沖程、低沖次、低功耗的無游梁式抽油機是今后抽油機發(fā)展的主要方向[22]。為適應油田采油需要, 在適當發(fā)展游梁式長沖程抽油機的同時, 應加速開發(fā)各類無游梁式長沖程抽油機[23]。開發(fā)無游梁曲柄搖桿輪式斜井抽油機和大型斜直井抽油機將對我國油氣資源開采有重要意義[24]。根據(jù)我國實際情況, 發(fā)展無游梁大沖程、低能耗、具有高適應性的直井抽油機和斜井抽油機, 將是我國今后抽油機發(fā)展的主要方向[25]。近年來，變頻技術在抽油機上得到了廣泛應用。利用變頻控制系統(tǒng)實時調(diào)整工作參數(shù)，提高電機功率因數(shù)，減小供電電流，還可以實現(xiàn)電機的軟起動，減小沖擊，并可根據(jù)油井供液能力實時調(diào)整沖次頻率，實現(xiàn)增產(chǎn)節(jié)能效果[26]；另外，研究開發(fā)機電一體化抽油裝置，根據(jù)抽油機井特性實時控制和改變抽油狀態(tài)，實現(xiàn)高效智能化采油[27]。如美國NSCO公司智能抽油機，采用微處理器和自適應電子控制器進行控制與監(jiān)測，具有功能多、抽油效率高、自動化程度高、經(jīng)濟性好、安全可靠、適應性強等優(yōu)點[28]。研發(fā)大型、高適應性的叢式井抽油機，隨著世界油氣資源的不斷開發(fā)，油層開采深度逐年加大，油田含水量的增多，大泵提液采油工藝和稠油開采等都要求采用大型抽油機[29]?，F(xiàn)代大型抽油機應具備有高適應性，以適應多種惡劣環(huán)境和地層油層的變化，如開發(fā)一種機型能適應不同自然氣候與地貌環(huán)境的差異、地層油層的遷移改變、沖程沖次的改變、油氣層性狀的改變、連續(xù)與間歇抽油的調(diào)整等[30]。另外，由于現(xiàn)代大型抽油機的結(jié)構(gòu)和控制的復雜性，體積的龐大，其工作面積也相應增大，同一抽油機可以對多口相鄰油井同時抽油作業(yè)，采用綜合平衡方式和節(jié)能方式，達到最好的作業(yè)效果[31

四·國外抽油機的發(fā)展趨勢

如前所述, 世界范圍內(nèi)抽油機技術發(fā)展的總趨勢是向著多樣化、超大載荷、長沖程、節(jié)能型、無游梁式和自動化、智能化方向發(fā)展[32]。1.朝著大型化方向發(fā)展

隨著世界油氣資源的不斷開發(fā)，開采油層深度逐年增加，石油含水量也在不斷增多，采用大泵提液采油工藝和開采稠油等，都要求采用大型抽油機，所以近年來，國外出現(xiàn)了許多大載荷抽油機，如前置式氣平衡抽油機最大載荷213kN，氣囊平衡抽油機最大載荷227kN等[33]。還會出現(xiàn)更大載荷新型抽油機[34]。采 用長沖程抽油方式，抽油效率高，抽油機壽命長，動載荷小，排量穩(wěn)定，具有較好的采油經(jīng)濟效益，所以近年來國外出現(xiàn)了許多長沖程抽油機，如法國Mape公司抽油機，最大沖程10m[35]；美國WGCO公司抽油機最大沖程24.38m，NSCO公司抽油機最大沖程27.48m；原蘇聯(lián)鋼帶式超長沖程抽油機最大沖程1500m。長沖程抽油機全部采用低沖次抽油方式，Mape公司抽油機最大沖次5min，GDCO公司抽油機最大沖次為3min[36]。2.朝著低能耗方向發(fā)展

為了減少能耗，提高采油經(jīng)濟效益，近年來國外研制與應用了許多節(jié)能型抽油機。例如異相型抽油機節(jié)電15%～35%；前置式抽油機節(jié)電36.8%；前置式氣平衡抽油機節(jié)電35%；輪式抽油機節(jié)電50%～80%；大圈式抽油機節(jié)電30%；自動平衡抽油機節(jié)電30%～50%；低矮型抽油機節(jié)電5%～20%；ROTAFLEX抽油機節(jié)電25%；智能抽油機節(jié)電17.4%；螺桿泵采油系統(tǒng)節(jié)電40%～50%[37]。3.朝著精確平衡方向發(fā)展

近年來國外很重視改進和提高抽油機的平衡效果，使抽油機得到更精確平衡。例如變平衡力矩抽油機，可使上沖程平衡力矩大于下沖程力矩。前置式氣平衡抽油機，由于可在動態(tài)下調(diào)節(jié)氣平衡，平衡效果較好。氣囊平衡抽油機有90%以上載荷得到平衡。雙井抽油機可利用兩口油井抽油桿柱合理設計得到更精確的平衡。自動平衡抽油機可保證在上下沖程每一瞬間得到較精確的平衡效果[38]。4.朝著高適應性方向發(fā)展

現(xiàn)代抽油機應具有較高的適應性，以便拓寬使用范圍[39]。例如適應各種自然地理和地質(zhì)構(gòu)造條件抽油的需要；適應各種成分石油抽汲的需要；適應各種類型油井抽汲的需要；適應深井抽油需要；適應長沖程抽油的需要；適應節(jié)電的需 要；適應精確平衡的需要；適應無電源和間歇抽油的需要；適應優(yōu)化抽油的需要等[40]。5.朝著長沖程無游梁方向發(fā)展

近年來國外研制與應用了多種類型長沖程抽油機，其中包括增大沖程游梁抽油機、增大沖程無游梁抽油機和長沖程無游梁抽油機[41]；實踐與理論分析表明，增大沖程游梁抽油機是常規(guī)游梁抽油機的發(fā)展方向；增大沖程無游梁抽油機是增大沖程抽油機的發(fā)展方向；長沖程無游梁抽油機是長沖程抽油機的發(fā)展方向[42]。6.朝著自動化和智能化方向發(fā)展

近年來抽油機技術發(fā)展的顯著標志是自動化和智能化。美國Baker提升系統(tǒng)公司、Delta-X公司、APS公司等均研制了自動化抽油機，具有保護和報警功能，實時測得油井運行參數(shù)，及時顯示與記錄并通過計算機進行綜合計算分析，推出最優(yōu)工況參數(shù)，進一步指導抽油機以最優(yōu)工況抽油。美國NSCO公司智能抽油機，采用微處理機和自適應電子控制器進行控制與監(jiān)測，具有抽油效率高、節(jié)電、功能多、安全可靠、自動化程度高、經(jīng)濟性好、適應性強等優(yōu)點[43]。

參考文獻 [1] 張建軍．游梁式抽油機設計計算[M]．北京：石油工業(yè) 出版社，2005． [2] 張曉東，賈國超．關于我國抽油機發(fā)展的幾點思考[J]． 石油礦場機械，2008，37(1)：24—37

第三篇：國內(nèi)外公路研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

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第1章 緒論

1.1我國公路現(xiàn)狀

交通運輸業(yè)是國民經(jīng)濟中從事運送貨物和旅客的社會生產(chǎn)部門，是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的動脈，是經(jīng)濟社會發(fā)展的基礎行業(yè)、先行產(chǎn)業(yè)。交通運輸主要包括鐵路、公路、水運、航空、管道五種運輸方式，其中，鐵路、水運、航空、管道起著“線”的作用，公路則起著“面”的作用，各種運輸方式之間通過公路路網(wǎng)聯(lián)結(jié)起來，形成四通八達、遍布城鄉(xiāng)的運輸網(wǎng)絡。改革開放以來，靈活、快捷的公路運輸發(fā)展迅速，目前，在綜合運輸體系中，公路運輸客運量、貨運量所占比重分別達90％以上和近80％。高速公路是經(jīng)濟發(fā)展的必然產(chǎn)物，在交通運輸業(yè)中有著舉足輕重的地位。在設計和建設上，高速公路采取限制出入、分向分車道行駛、汽車專用、全封閉、全立交等較高的技術標準和完善的交通基礎設施，為汽車快速、安全、經(jīng)濟、舒適運行創(chuàng)造了條件。與普通公路相比，高速公路具有行車速度快、通行能力大、運輸成本低、行車安全、舒適等突出優(yōu)勢，其行車速度比普通公路高出50％以上，通行能力提高了2~6倍,并可降低30％以上的燃油消耗、減少1/3的汽車尾氣排放、降低1/3的交通事故率。

新中國成立以來，經(jīng)過60多年的建設，公路建設有了長足發(fā)展。2011年初正值“十一五”規(guī)劃結(jié)束，“十二五”規(guī)劃伊始?！笆晃濉睍r期是我國公路交通發(fā)展速度最快、發(fā)展質(zhì)量最好、服務水平提升最為顯著的時期。經(jīng)過4年多的發(fā)展，公路交通運輸緊張狀況已實現(xiàn)總體緩解，基礎設施規(guī)模迅速擴大，運輸服務水平穩(wěn)步提升，安全保障能力明顯增強，為應對國際金融危機、保持經(jīng)濟平穩(wěn)較快發(fā)展、加快經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變、促進城鄉(xiāng)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展、保障社會和諧穩(wěn)定、進一步提高我國的綜合國力和國際競爭力作出了重要貢獻。

“十一五”前4年，全國累計完成公路建設投資2.93萬億元，年均增長近16％，約為“十一五”預計總投資的1.2倍，也超過了“九五”和“十五”的投資總和。公路建設投資的快速增長，極大地拉動和促進了國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展。從公路建設投資占同期全社會固定資產(chǎn)總投資的比重來看，“十一五”期間基本保持在4.5％左右。

在投資帶動下，公路網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，截至2009年底，全國公路網(wǎng)總里程達到386萬公里，其中高速公路6.51萬公里，二級及以上公路42.52萬公里，分別較“十五”末增加36.4萬公里、2.5萬公里和9.4萬公里；全國公路網(wǎng)密度由“十五”末的每百平方公里34.8公里提升至40.2公里。預計到2010年底，全國公路網(wǎng)總里程將達到395萬公里，高速公路超過7萬公里，分別較“十五”末增加45.3萬公里與3萬公里。農(nóng)村公路投資規(guī)模年均增長30%，總里程將達到345萬公里，實現(xiàn)全國96%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)通瀝青（水泥）路。

“十一五”期間公路的快速發(fā)展，為擴大內(nèi)需、拉動經(jīng)濟增長作出了突出貢獻。特別是2008年以來，為應對國際金融危機，以高速公路為重點，建設步伐進一步加快，“十一五”末高速公路里程將達到“十五”末的1.78倍。“十一五”期間全社會高速公路建設累計投資達2萬億元，直接拉動GDP增長約3萬億元，拉動相關行業(yè)產(chǎn)出

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通車里程超過2 3萬千米，共有15個國家高速公路通車里程超過2000km，這些國家是美國(8.98萬千米)、中國(6.03萬千米)、澳大利亞(1.86萬千米)、加拿大(1.69萬千米)、德國(1.21萬千米)、西班牙(1.2萬千米)、法國(1.04萬千米)、亞美尼亞(7500km)、墨西哥（6980km)、日本(6500km)、意大利(6620km)、英國(3480km)、韓國(2778km)、荷蘭(2235km)、南非(2032km)，其中美國、德國、日本等發(fā)達國家已經(jīng)構(gòu)筑起與本國經(jīng)濟社會發(fā)展相適應的高速公路網(wǎng)。與我國相鄰的俄羅斯、印度等國家的真正意義上的高速公路很少，其多數(shù)是相當于半封閉的一級公路。德國1932年就開始修建高速公路，是最早修建高速公路的國家； 美國的高速公路通車里程最多，1957年開始修建，現(xiàn)在已近9萬千米；日本是同時代高速公路發(fā)展較快的國家，從1957年開始修建，目前已修建6500km車道最多的高速公路是加拿大多倫多的401高速公路，有16個甚至22個車道。由世界高速公路發(fā)展史可知，高速公路如同汽車一樣，從誕生的那一刻起，就深刻影響著其所服務的每一個人和觸及的每一寸土地，對促進國家經(jīng)濟增長、提高人民生活質(zhì)量、維護國家安全等都具有十分重要的價值。發(fā)達的高速公路網(wǎng)不僅是交通現(xiàn)代化的主要標志、公路先進生產(chǎn)力的集中代表，也是一個國家或地區(qū)現(xiàn)代化的重要標志。根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展與高速公路增長的相互關系，國外發(fā)達國家高速公路的發(fā)展一般經(jīng)歷了以下四個階段。

a)第一階段，發(fā)展起步期，其特點是： 經(jīng)濟總量較小，高速公路認知度低，規(guī)模不大且里程增長緩慢。

b)第二階段，快速發(fā)展期，其特點是： 經(jīng)濟加速增長，高速公路需求旺盛，通車里程迅速增長。

c)第三階段，接近飽和期，其特點是： 經(jīng)濟穩(wěn)定增長，資源緊俏，高速公路通車里程增長趨緩，以提高路網(wǎng)質(zhì)量為主。

d)第四階段，相對穩(wěn)定期，其特點是： 經(jīng)濟持續(xù)增長，資源緊缺，高速公路網(wǎng)規(guī)模趨于穩(wěn)定，路網(wǎng)運行質(zhì)量的提高主要依靠提高交通管理水平實現(xiàn)，智能運輸系統(tǒng)目趨完善是其主要標志。

目前，我國正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程加快的關鍵階段，汽車普及率迅速提高，這與發(fā)達國家2 0 世紀6 0 年代～7 0 年代的情況較為類似。我國高速公路正處于最具成長性的第二階段。

1.3我國公路發(fā)展趨勢

我國公路建設正處于快速發(fā)展的階段。2004年12月17日，《國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》經(jīng)國務院審議通過，標志著我國高速公路建設進入了一個新的歷史時期。

國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃采用放射線與縱橫網(wǎng)格相結(jié)合的布局方案，形成由中心城市向外放射及橫連東西、縱貫南北的大通道，由7條首都放射線、9條南北縱向線和18條東西橫向線組成，簡稱“7918網(wǎng)”，總規(guī)模8.5萬公里，其中主線6.8萬公里，地區(qū)環(huán)線、聯(lián)絡線等其他線路約1.7萬公里。建成后可以在全國范圍內(nèi)形成“首都連接省會、省會彼此相通、連接主要城市、覆蓋重要縣市”的高速公路網(wǎng)絡，具體如下：

首都放射線7條：北京－上海、北京－臺北、北京－港澳、北京－昆明、北京－拉薩、北京－烏魯木齊、北京－哈爾濱。

南北縱向線9條：鶴崗－大連、沈陽－?？凇㈤L春－深圳、濟南－廣州、大慶－廣州、二連浩特－廣州、包頭－茂名、蘭州－?？凇⒅貞c－昆明。

第四篇：抽油機歷史現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢分析

抽油機歷史現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢分析

摘要: 抽油機是把地層中的石油提升到地面最重要的機械設備，發(fā)展新技術，節(jié)能降耗，挖潛增效是油田開發(fā)永恒的主題，也是抽油機技術發(fā)展的方向。文章通過抽油機分類和發(fā)展歷程分析，敘述了抽油機技術發(fā)展的特點，剖析發(fā)展面臨的問題和制約因素。通過對比抽油機制造企業(yè)的產(chǎn)品規(guī)范、用電節(jié)能情況，結(jié)合目前我國能源供求狀況和油田生產(chǎn)實際情況，指出抽油機技術將向無游梁、低功耗、通用系列化、智能化、高適應模塊化方向發(fā)展。

關鍵詞: 抽油機;歷史與現(xiàn)狀;節(jié)能;發(fā)展趨勢

抽油機是有桿抽油系統(tǒng)中最主要舉升設備。根據(jù)是否有游梁，可分為游梁式抽油機和無游梁式抽油機［1］。經(jīng)過一百多年的實踐和不斷的改進創(chuàng)新，抽油機不管是結(jié)構(gòu)形式還是在使用功能上，都產(chǎn)生了很大的變化。特別是近幾十年來，世界對原油的需求量不斷加大，對油田深度開采的能力有了更進一步的要求，在很大程度上加快了抽油機技術發(fā)展的速度，催生出多種類型。本文總結(jié)國內(nèi)抽油機技術的發(fā)展現(xiàn)狀，提出發(fā)展趨勢，以期為抽油機技術的發(fā)展提供指導。

一、抽油機分類和發(fā)展主要特點

世紀50 年代，我國主要以進口前蘇聯(lián)CKH常規(guī)型游梁式抽油機為主，修配為輔。60 ～ 70 年代，在仿前蘇聯(lián)的基礎上制造出常規(guī)型游梁式抽油機。1975 年后制定并完善了國產(chǎn)抽油機技術標準，80 年代起實現(xiàn)了抽油機全部國產(chǎn)化，不僅滿足自給，而且部分出口［2］。據(jù)統(tǒng)計［3］，我國的機械采油井占油井總數(shù)的90% 以上，其中，由抽油機—抽油機桿—抽油機泵組成的三抽井占80%左右，產(chǎn)量占75%以上。抽油機主要制造廠有十幾家，三十多種規(guī)格，產(chǎn)品類型已經(jīng)多樣化，主要以游梁式抽油機為主，約占抽油機總數(shù)的98% ～ 99%。我國現(xiàn)有6 大類共45 種新型抽油機，同時每年約有30 種新型抽油機專利，10 多種新試制抽油機，并已形成了系列，基本上滿足了陸地油田開采的需要［2］。根據(jù)抽油機結(jié)構(gòu)特點，可分為游梁式抽油機和無游梁式抽油機。其中，游梁式抽油機又可分為常規(guī)型、適應型、節(jié)能型和自動型;無游梁式抽油機又可分為低矮型、滾筒型、塔架型、增程型和缸體型。根據(jù)油井深度對沖程的要求，可分為常規(guī)沖程抽油機和長沖程抽油機。在長沖程抽油機中，有增大沖程游梁式抽油機和臥式長沖程無游梁抽油機。根據(jù)驅(qū)動方式，抽油機分為普通異步電機驅(qū)動型、變壓異步電機驅(qū)動型、大轉(zhuǎn)差率電機驅(qū)動型、超過轉(zhuǎn)差率電機驅(qū)動型、天然氣發(fā)動機驅(qū)動型以及柴油機驅(qū)動型等。

近年來，抽油機發(fā)展的主要特點: 增強了可靠性、經(jīng)濟性、適應性;降低工作載荷變化范圍和形式，改善了工作性能，運轉(zhuǎn)更加平穩(wěn);工作效率更高，更加節(jié)能;在減小體積和整體質(zhì)量的同時，擴大了使用范圍，降低了對工作環(huán)境的要求;采用智能模塊化設計，提高了自動化與智能化程度，加強了遠程控制和自動監(jiān)測能力。自問世以來，游梁式抽油機一直占有絕對統(tǒng)治地位。其主要特點是結(jié)構(gòu)簡單、適用范圍廣、可靠耐用、制造維修成本低、技術成熟。世界各國都有自己的規(guī)范標準，得到廣泛的應用;但也存在比較明顯的缺點，體積龐大、系統(tǒng)效率低、能耗高。雖然經(jīng)過多方面改進，游梁式抽油機在有桿抽油泵全系統(tǒng)的總效率在國內(nèi)一般地區(qū)只有12% ～ 23%，先進地區(qū)至今也不到30%。美國的常規(guī)型抽油機系統(tǒng)效率較高，但也僅有46%［4］。近年來，開發(fā)了多種游梁式新機型，在某種程度上緩解了這些弱點，提高了電能利用率和載荷提升能力。但是平衡效果沒有根本改善、加速度高、載荷大，降低了有效載荷利用程度和抽油機使用壽命。因此，新型無游梁式抽油機一直具有非常誘人的發(fā)展?jié)摿?，每年都會有新機型出現(xiàn)。傳統(tǒng)的問題解決了，新的問題和不足也隨之出現(xiàn)，普遍可靠度不高、對工作環(huán)境的要求有一定限制、標準規(guī)格參差不齊、維修比較麻煩。另外，抽油機工作環(huán)境十分惡劣，而且是連續(xù)運轉(zhuǎn)，無人監(jiān)護。由于技術不夠成熟，普遍推廣應用能力不強，大多只在局部地區(qū)試驗性應用。

二、抽油機發(fā)展面臨的主要問題

1． 中后期水淹井、稠油井增多，開采難度加大 20 世紀90 年代以來，我國東部各主要油田相繼進入中高含水開發(fā)期。為確保高效生產(chǎn)，對抽油機的要求呈現(xiàn)兩個特點: 一是急需采用長沖程抽油機，以增加油井的產(chǎn)液量;二是為了降低油井的單位生產(chǎn)成本，對抽油機的節(jié)能性提出了更高的要求。

據(jù)金融界網(wǎng)2009 年8 月報道，大慶油田自上世紀末，開始出現(xiàn)儲量和產(chǎn)量雙遞減的狀況，儲量替補率小于1，這標志著它已進入穩(wěn)產(chǎn)階段的后期。1990 ～ 2003 年，平均遞減率為0.85%;2000 ～ 2003年為2.34%，但2003 年總產(chǎn)量仍達到4 840 × 104 t。如果按“有計劃減產(chǎn)”的預期，2010 年其產(chǎn)量將為3 000 × 104 t。2003 ～ 2010 年，平均年減產(chǎn)330.3 ×104 t，年遞減率7.84%。隨著油田中后期采出程度的加深，油井含水量逐漸上升，動液面不斷下降，出現(xiàn)水淹甚至強水淹現(xiàn)象。在維持穩(wěn)定的產(chǎn)量情況下，產(chǎn)液量要求相應加大。水驅(qū)采油是油田中后期最常規(guī)的做法，其開采特點是要求抽油機沖程越長越好，而游梁式抽油機沖程范圍一般在0.3 ～ 10 m，應用最多的都在6 m 以下，不能較好的滿足后期開發(fā)階段產(chǎn)量需求;新型無游梁式抽油機發(fā)展應用又沒有很好的與油田生產(chǎn)實際相結(jié)合。

據(jù)統(tǒng)計，2003 年我國重油地質(zhì)儲量46.7 ×108 t，低滲透油和重油的累計地質(zhì)儲量已達全國累計石油地質(zhì)儲量值的50.9%。稠油由于輕質(zhì)餾分少、膠質(zhì)瀝青含量高、密度大、黏度高、流動性較差、油藏壓力低、油田又儲層夾層多、非均質(zhì)性強、綜合含水高、部分屬高溫強水敏地層，采出度低。若采用常規(guī)抽油機采油，懸點載荷更大，負荷加重，有效沖程降低;為防止抽油桿受壓，還需提高抽油桿的光潔度和彎曲強度，以防止抽油桿柱下部發(fā)生縱向彎曲，減少斷脫事故。為提高稠油井的采油率，可采用人工舉升法和使用長沖程低沖次的抽油機等措施。

2． 種類多，產(chǎn)品系列化、標準化、通用化程度偏低

石油工業(yè)發(fā)展一百多年來，抽油機種類層出不窮。檢索相關專利，顯示條目多達3 000 余條，隨機瀏覽300 條，關于新機型的專利達186 條;但是，實際被采用的專利并不多。當前應用最廣泛的新型游梁式抽油機有異相型、前置型、氣平衡型、異型、下偏杠鈴型、兩級平衡型、斜直井型等，并且均是在國際規(guī)范下由各廠自行設計和仿制。雖然發(fā)展了很多機型，但品種雜亂，同一型號的抽油機，其尺寸和結(jié)構(gòu)各不相同(即使同廠的產(chǎn)品也各有不同)，給使用單位的生產(chǎn)和管理帶來不便［5］。表1 所示為十型游梁式抽油機同一型號的產(chǎn)品規(guī)格，其結(jié)構(gòu)一致而外形尺寸略有差別，標準化程度偏低。

我國早在60 年代就開始研制無游梁抽油機，具有節(jié)能、重量輕、易實現(xiàn)長沖程、慣性載荷小和智能控制條件好等特點，滿足了采油工藝需要。應用最廣泛的無游梁抽油機有鏈條式、皮帶式、液壓式、滾筒式、直線電機式等。雖然各種機型都在日趨完善和提高中，但也因許多難題如結(jié)構(gòu)復雜、運動件多、關鍵零部件故障率高、現(xiàn)場維護難，特別是軟連接傳動，導向輪不可能很大，使配用的鋼絲繩由于曲率半徑小，壽命短，在機體內(nèi)部不易發(fā)現(xiàn)，造成事故等有待攻克［6］。一般應用在容易監(jiān)護等小范圍內(nèi)。其產(chǎn)品系列化、標準化偏低，處于不斷試驗改進階段，一些結(jié)構(gòu)部件沒有徹底定型，通用化程度也受到影響。例如曾在我國一些井隊使用的氣平衡鏈條式抽油機每臺每年維修次數(shù)高達12.6 次，而且多為氣平衡系統(tǒng)故障，占總故障數(shù)的62%。有時斷繩后，繩被絞入機體內(nèi)，輕者機體內(nèi)零部件損壞，重者導致整機報廢［2］。

長沖程抽油機沖程偏短，系列標準化不全，發(fā)展緩慢。在我國，多把沖程超過4.5 m 的稱為長沖程抽油機。目前正在使用的大部分長沖程抽油機的沖程均在5 m 以下，而且種類不多，規(guī)格不全。如鏈條式長沖程抽油機，在研制無游梁抽油機時就開始研制，由于多方面原因，直到最近幾年才初步在各油田推廣應用，而沖程超過6 m 的長沖程抽油機如KCJ16 － 8 － 53Hz 抽油機和LzCJ127.2 － 73HB 抽油機，仍處在試用階段［7］。3． 耗電量大，工作效率、能量利用率低

抽油機井的耗電量約占油田總耗電量的30%～ 35%。目前，我國抽油機的保有量在10 萬臺以上，電動機裝機總?cè)萘坑? 500 兆千瓦，每年耗電量逾百億千瓦時。在我國抽油機的平均運行效率為25.2%，而國外平均水平為30.1%，年節(jié)能潛力可達幾十億千瓦［8］。油田節(jié)能有三種途徑: 結(jié)構(gòu)節(jié)能、技術節(jié)能和管理節(jié)能。我國技術節(jié)能的貢獻率僅為13.4%，這就意味著，按照當前技術進步的程度無法滿足實現(xiàn)“十一五”節(jié)能目標的要求［9］。2004 年，高臺子油田進行了215 口抽油機井的能耗測試和計算，獲得了電動機平均輸入功率、有功電量、系統(tǒng)效率等參數(shù)，與2002 年、2003 年相比平均系統(tǒng)效率分別提高了16.5% 和7.2%［10］?？梢钥闯觯诔橛蜋C效率和節(jié)能方面，還有很大的提升空間，具有非常誘人的前景，一方面，可以節(jié)省大量能源消耗，緩解油田用電緊張狀況;另一方面，還可以提高油田生產(chǎn)效率，實現(xiàn)最大產(chǎn)出比，這也是適應節(jié)約持續(xù)型經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢。就目前來看，游梁式抽油機仍處于無法取代的地位。由于其基本的換向結(jié)構(gòu)決定它的運動特性，懸點載荷特性與其驅(qū)動的普通三相異步電動機工作特性不匹配，電動機多處于輕載狀態(tài)，運行效率和功率因數(shù)偏低。抽油機工作時，曲柄的角度時刻變化，當相位角大于90°時，有功電流為負，負轉(zhuǎn)矩導致電動機運行于再生發(fā)電狀態(tài)，電能回饋電網(wǎng)造成電力系統(tǒng)附加能量損失。游梁抽油機在換向過程中懸點加速度比較大，導致抽油桿彈性變形劇烈，沖程損失

較大，活塞的實際行程變小，導致抽油泵的充滿系數(shù)降低，效率偏低;結(jié)構(gòu)上的不合理性，使得常規(guī)游梁式抽油機無法解決“大馬拉小車”、能耗高的缺點;游梁式抽油機效率提高和節(jié)能空間有限，加大沖程將導致減速箱扭矩和油機總質(zhì)量成倍增加等缺點沒有得到根本解決。雖然無游梁式式抽油機在生產(chǎn)效率和能耗上有了很大的改進，但也存在可靠性不高、結(jié)構(gòu)復雜、易損件多、維修不方便等問題。

三、抽油機技術發(fā)展展望

1． 加大資金投入，吸收和利用世界先進設計制造技術，爭取國家項目扶持

近年來，我國油田體制改革和油田經(jīng)營狀況的改變，抽油機的主要制造企業(yè)已經(jīng)從江漢石油機械廠、蘭州石油機械廠等大型企業(yè)向大慶、勝利、華北、遼河等石油管理局轉(zhuǎn)移［11］，很多新興機械廠也參與其中。由于常規(guī)抽油機結(jié)構(gòu)簡單，大多均以焊接結(jié)構(gòu)件組成，設計制造技術成熟，利潤空間非常有限，市場競爭激烈。為了拓展抽油機銷售市場，保持在行業(yè)內(nèi)的競爭力，應當加大資金投入和研發(fā)力度，不斷吸收掌握世界先進抽油機設計制造技術，運用信息化管理技術，三維仿真、運動學、有限元分析手段，采用先進制造技術(AMT)，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，一些新型抽油機不斷投產(chǎn)試驗，并取得了不錯的成績。例如: 2009 年大慶油田研制的天平式游梁抽油機正式投入使用，該機型與普通游梁式抽油機相比可節(jié)電35% ～ 70%，節(jié)省近50%的鋼材，運行無噪音，耗材少，無減速器，減少了漏油的可能，屬環(huán)保設備。

中國是目前世界第二大原油進口國，較高的進口依存度也在一定程度上影響著我國石油裝備制造企業(yè)的發(fā)展定位，國內(nèi)一些油田正處在產(chǎn)量維穩(wěn)期，部分開采已近中后期，產(chǎn)量正逐年遞減，在資金投入主要偏向于采油工藝和二次、三次采油上面，對抽油機研發(fā)的重視不夠突出，未來企業(yè)要充分發(fā)揮市場效應，加大資金研發(fā)力度，爭取國家項目支持，促進石油機械裝備平衡發(fā)展，實現(xiàn)產(chǎn)研用的良性循環(huán)。

2． 研究開發(fā)適應不同特性油層的抽油機

設計開發(fā)的抽油機應該適應該油井和該地區(qū)的自然環(huán)境和生產(chǎn)條件，諸如氣候溫度條件、地理條件、生產(chǎn)維護條件、設備防護和潤滑條件;根據(jù)該地區(qū)的地層特點和油層特性，考慮流體物性條件和物理成分對懸點載荷的影響優(yōu)化抽油機的結(jié)構(gòu)尺寸和安裝條件。針對某些特殊地域或油田，可以設計專用型抽油機以更好的適應環(huán)境。如戈壁沙漠地區(qū)，可以適當加強抽油機防風沙，防塵能力，考慮日照強、晝夜溫差大和高溫對材料熱膨脹的影響，適當修改抽油機制造安裝工藝，以更好的應對構(gòu)件之間內(nèi)應力和井口摩擦等問題。

3． 加大長沖程無游梁式抽油機開發(fā)力度，在降低能耗上下功夫

長沖程抽油機的研制應用能力不足一直是我國抽油機發(fā)展的瓶頸，游梁式抽油機的局限性十分突出，多方面事實說明，長沖程、低沖次、低功耗的無游梁式抽油機是今后抽油機發(fā)展的主要方向。據(jù)報道，2009 年一種名為長環(huán)形齒條抽油機在勝利油田得到應用，該抽油機通過小齒輪帶動長環(huán)形齒條來實現(xiàn)由旋轉(zhuǎn)運動到直線往復運動，以實現(xiàn)抽油功能。其總體效率達到45%以上，節(jié)能效果比游梁式的提升25%以上，技術水平在長沖程抽油機領域中屬國 際領先。

4． 開發(fā)智能控制監(jiān)護的新型抽油機

近年來，變頻技術在抽油機上得到了廣泛應用。利用變頻控制系統(tǒng)實時調(diào)整工作參數(shù)，提高電機功率因數(shù)，減小供電電流，還可以實現(xiàn)電機的軟起動，減小沖擊，并可根據(jù)油井供液能力實時調(diào)整沖次頻率，實現(xiàn)增產(chǎn)節(jié)能效果;另外，研究開發(fā)機電一體化抽油裝置，根據(jù)抽油機井特性實時控制和改變抽油狀態(tài)，實現(xiàn)高效智能化采油。如美國NSCO 公司智能抽油機，采用微處理器和自適應電子控制器進行控制與監(jiān)測，具有功能多、抽油效率高、自動化程度 高、經(jīng)濟性好、安全可靠、適應性強等優(yōu)點［12 ～ 14］。5． 研發(fā)大型、高適應性的叢式井抽油機

隨著世界油氣資源的不斷開發(fā)，油層開采深度逐年加大，油田含水量的增多，大泵提液采油工藝和稠油開采等都要求采用大型抽油機。現(xiàn)代大型抽油機應具備有高適應性，以適應多種惡劣環(huán)境和地層油層的變化，如開發(fā)一種機型能適應不同自然氣候與地貌環(huán)境的差異、地層油層的遷移改變、沖程沖次的改變、油氣層性狀的改變、連續(xù)與間歇抽油的調(diào)整等。另外，由于現(xiàn)代大型抽油機的結(jié)構(gòu)和控制的復雜性，體積的龐大，其工作面積也相應增大，同一抽 油機可以對多口相鄰油井同時抽油作業(yè)，采用綜合平衡方式和節(jié)能方式，達到最好的作業(yè)效果。

四、結(jié)束語

抽油機是使地底層中的石油重見天日的最重要舉升設備，發(fā)展新技術，節(jié)能降耗，挖潛增效是油田開發(fā)永恒的主題，也是抽油機技術發(fā)展的方向。在國家倡導加快發(fā)展綠色經(jīng)濟、循環(huán)經(jīng)濟和低碳經(jīng)濟，加強技術改造和設備更新，下大力氣破解資源環(huán)境瓶頸制約難題的當今，抽油機技術發(fā)展的節(jié)能增效潛力巨大，只要加大資金投入和項目扶持，挖掘?qū)W科人才優(yōu)勢，把握市場特點和方向，結(jié)合油田實際情況和抽油機技術發(fā)展特點，抽油機研制應用的經(jīng)濟效 益前景將十分可觀。

第五篇：國內(nèi)外抽油機發(fā)展現(xiàn)狀及其評價

國內(nèi)外抽油機發(fā)展現(xiàn)狀及其評價

抽油機-抽油桿-抽油泵(簡稱三抽設備)是機械采油的重要設備.據(jù)統(tǒng)計,我國的機械采油設備采油井占總井數(shù)的900/0,其中三抽設備占油井總數(shù)的800/0 所采產(chǎn)量占總產(chǎn)量的750/0。

美國的機械采油設備采油井占總井數(shù)的950/0，其中三抽設備占油井總數(shù)的850/0，所采產(chǎn)量占總產(chǎn)量的700/0。

隨著油田開發(fā)的深入，三抽設備在采油設備中所占的分額還要繼續(xù)總加。因此，三抽設備的技術水平和制造質(zhì)量直接關系到油田的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益。國內(nèi)外對抽油機的研究從未間斷。新的傳動原理、設計方案和新的機型不斷出現(xiàn)。

國外，以美國為代表的石油設備生產(chǎn)國，抽油機生產(chǎn)制造研究逐步向幾個大公司靠攏.研究主流主要向技術統(tǒng)一化、生產(chǎn)模塊化、產(chǎn)品系列化和標準化方向發(fā)展。新型抽油機出現(xiàn)較少。

我國，抽油機生產(chǎn)廠家眾多，生產(chǎn)能力嚴重過剩。促使抽油機生產(chǎn)企業(yè)為提高技術含量、開發(fā)新產(chǎn)品而增加投入。使抽油機的研究力量不斷增強，抽油機的研究成果不斷涌現(xiàn)。主要研究方向是： 1．提高沖程，降低沖次； 2．節(jié)能抽油機； 3．自動化和智能化。一． 游梁式抽油機

1． 常規(guī)型游梁式抽油機。如圖1所示。1）載荷特點。2）減速器載荷力矩特點 3）曲柄平衡力矩特點； 4）電機負荷扭矩特點； 5）優(yōu)缺點； 6）國內(nèi)外發(fā)展狀況。2．新型游梁式抽油機

1)雙驢頭抽油機。如圖所示。

由華北石油管理局第一石油機械廠1993年首先開發(fā)成功，目前已形成6-10型、沖程2.5~6m全系列機型。有3000余臺在華北、大港、勝利、大慶等14個油區(qū)工作，國內(nèi)有華北一機廠、勝利總機廠等六個廠家生產(chǎn)。是1993年以來應用最多的新型抽油機。

雙驢頭抽油機主要特點是：（參考圖3）將常規(guī)游梁式抽油機連桿與游梁之間的鉸鏈連接改成后驢頭與鋼絲繩的柔性連接組成變參數(shù)的四桿機構(gòu)，這樣可以克服剛性鉸接四桿機構(gòu)，游梁擺角較大時，傳動角小、運動性能、動力性能變壞的缺點。實現(xiàn)較大擺角（大于700），減小抽油機尺寸和重量。同時，由于游梁后臂的長度是變化的。通過這種變化，使傳動性能與懸點載荷的變化相適應，減小抽油機減速器上的扭矩，提高了抽油機的承載能力，降低了能耗。

缺點：采用柔性件連接使可靠度降低：更換相對復雜，造價增大。

變形雙驢頭抽油機 1)低矮異型抽油機 2)漸開線型抽油機 3)扇形驢頭抽油機

2.增程式游梁抽油機, 1)旋轉(zhuǎn)驢頭增程抽油機;2)雙游梁式增程抽油機;3)游梁與復合論綜合增程抽油機 3.擺桿式游梁抽油機.是吉林大安石油機械廠在1998年研制成功的新型游梁式抽油機.目前,在東北各油田已有200多臺的用量,受到油田的歡迎和制造廠的重視.結(jié)構(gòu)和工作原理: 特點是由導桿機構(gòu)和雙搖桿機構(gòu)串聯(lián)而成.由于導桿機構(gòu)的極位夾角大,具有顯著的急回特性.兩機構(gòu)串聯(lián)后,設計參數(shù)增加,便于各參數(shù)的調(diào)整和優(yōu)化.該機的上沖程工作時間顯著大于下沖承的工作時間,上沖程抽油機懸點的加速度明顯下降,抽油機支架所受水平力有所減小,減速器上的峰值扭矩有所下降,使得該機的運動、動力性能優(yōu)于現(xiàn)有的游梁式抽油機。缺點；導桿和曲柄之間為移動副連接，難以保證潤滑。滾輪殼現(xiàn)場更換困難,曲柄銷受力狀態(tài)惡化,減速器維護困難,支架中部多里一個支點,受力復雜.增加了擺桿和兩副軸承.4.游梁重塊平衡前置式抽油機

是徐州市非職務發(fā)明者的專利,估計產(chǎn)量在50臺左右.是大型抽油機中的一種可選機型.主要結(jié)構(gòu)如圖所示.優(yōu)點:結(jié)構(gòu)和常規(guī)機相同,簡單可靠;平衡可靠,效果好;連桿及減速器受力減小,扭矩較平穩(wěn),能耗下降.不足:平衡塊調(diào)整困難.所設計的調(diào)整系統(tǒng)較為復雜難以滿足現(xiàn)場需要.原設計為水泥塊平衡,體積大,易丟失;減速器維修困難.由于該機推出時的使得市場原因,現(xiàn)已逐步退出市場.5.曲游梁抽油機

華北石油第一機械廠開發(fā)成功的一種新型游梁抽油機,已按照API規(guī)范要求進行系列化設計,如圖所示.主要特點是：游梁尾部的平衡塊在上沖程過程使平衡力矩峰值前移，而在下沖程過程使平衡力矩峰值后移，使曲柄軸凈扭矩曲線變得平滑，從而達到節(jié)能的效果。

優(yōu)點：曲柄、連桿等構(gòu)件受力減小，可靠性相對提高，程沖相對加大。上沖程終了時,游梁平衡塊處于比較低的位置并且單塊重量輕,便于平衡調(diào)整.曲柄平衡塊的重量減輕,便于現(xiàn)場調(diào)整.保留了常規(guī)機的優(yōu)點,是一種比較理想的節(jié)能型抽油機.6.雙變徑輪式抽油機

該機是勝利油田工程機械總廠最近研制開發(fā)成功的一種新型抽油機,如圖所示.1)結(jié)構(gòu)組成 2)特點: 優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)具有較好的運動性能,動載荷小,降低了抽油桿上的載荷,改善了抽油機和抽油泵的工作條件,可靠性明顯提高.減速器扭矩波動小,沒有負扭矩.具有明顯的節(jié)能效果.可方便的實現(xiàn)大沖程.完整的四連桿機構(gòu)穩(wěn)定性好.連桿、曲柄、減速器等受力小，提高了可靠性。充分利用游梁自重作平衡重。

適用于把原10型抽油機改造成12型，5米沖程該型抽油機。

缺點：增加了一副軸承。柔性桿的壽命有待提高。二． 無游梁式抽油機

有三種長沖程抽油機：增程游梁式抽油機，增程無游梁式抽油機和無游梁長沖程抽油機。無游梁長沖程抽油機有如下優(yōu)點： 1）提高采油效率，增加產(chǎn)量。

2）泵徑和產(chǎn)液量一定時可實現(xiàn)低沖次,大大提高抽油泵和抽油桿的壽命。

3）排量穩(wěn)定、動載荷小、抽油系統(tǒng)事故少。4）平衡效果好，體積小，重量輕，效率高，產(chǎn)量大。5）使用于稠油開發(fā)。對井況適應性好。1．鏈條式抽油機（有待于進一步改善）2．ROTAFLEX(寬帶式)抽油機 與鏈條式抽油機不同點：

1）使用了專用鏈條。2）采用大連輪結(jié)構(gòu)。3）由寬帶代替了鋼絲繩驅(qū)動光桿。減少了換向沖擊。4）整機盡量靠近井口，減少了反轉(zhuǎn)力矩，增加了整機的強度和穩(wěn)定性。5）采用重塊平衡技術，可靠性提高。6）減速器軸上直接安裝鏈輪，縮短了傳動鏈長度，減少了故障。7）采用了盤式剎車等成熟技術。3．改造型鏈條式抽油機。

1）解放軍9899工廠設計的直線抽油機 2）無換向架鏈條抽油機。4．滾筒式抽油機。如圖所示。

1）電機換向滾筒式抽油機?？倷C廠生產(chǎn)。2）機械換向滾筒式抽油機 三． 其他形式抽油機的發(fā)展。1． 數(shù)控抽油機 2． 自動化抽油機 3． 液壓抽油機 4． 連續(xù)桿抽油機 5． 車載抽油機 四． 關于抽油機理論中值得注意的幾個問題 1．抽油機工作狀態(tài)和負荷特性的認識。

工作狀態(tài)：24小時野外連續(xù)運轉(zhuǎn)，無人看守，工作環(huán)境惡劣。負荷特性：不同油層條件和不同開采方式具有不同的負荷特性。任何型號的抽油機都不是萬能的。2．抽油機生產(chǎn)的綜合費用評價。

3．關于抽油機的節(jié)能問題。電機小就節(jié)能？節(jié)能百分數(shù)不可能太大。

4．不能盲目增加游梁機的沖程長度。5．慣性輪必須和高轉(zhuǎn)差率電機匹配 6．可靠性要綜合評價。

7．平衡調(diào)節(jié)問題。一般調(diào)節(jié)到90%最經(jīng)濟。