摘要：在石油开采中，抽油机的应用频率比较高，不过，在具体运行的过程中，依然会出现诸多的问题，如果抽油机能耗比较大，将会直接影响抽油机节能效果。为了能够节能降耗，需要针对抽油机进行改造，采取有效的节能降耗技术，使抽油机能够达到一定的节能效果。通过抽油机节能降耗目标的实现，能够在根本上促进石油行业的健康发展。本文主要针对抽油机进行了概述，对抽油机功率的影响因素进行了分析，并且对抽油机节能降耗进行了分析，提出了抽油机节能降耗技术的相关措施。
关键词：抽油机；节能降耗；改造；技术措施
近年来，随着我国经济的不断发展，对能源需求量越来越高，尤其对石油资源进行了大力开发，这样就进一步提升了相关机械设备的使用频率。现阶段，对石油资源进行开采的过程中，抽油机这个机械设备必不可少，但是，在对抽油机进行应用过程中消耗大量的能源，这种设备在运行功率上也比较大，所以会消耗较多的资金。要想节约资源，减少资金投入，做好节能降耗工作，需要对抽油机给予高度关注，应用有效的节能降耗技术，减少抽油机能耗，以此推进油田开发工作的全面开展，提升石油资源的开发质量。
1相关理论概述
在采油成本中，抽油机设备能耗占据着较高的比重，对采油工作进行开展的过程中，主要能耗表现在向井下注水的过程中，为了能够提高油层的高度，往往需要消耗大量的能源。现阶段，抽油机配备的电动机总容量约为3500mw，每年耗电量巨大，需要以百亿千瓦时进行计算。对于我国抽油机来说，其运行效率仅能够达到25.96%。可以得知，抽油机节能改造势在必行。在油田能耗中，输油泵以及潜油泵等也占据着较大的能耗比例。针对油田系统进行改进工程中，尤其要对抽油设备系统进行改造，通过取得满意的节能效果，才能够促进油田的健康发展。目前，我国对于抽油机以及相关辅助设备作出了相应的改造和创新，也对不同类型的节能抽油机进行了研究，并且，对节能控制箱以及电动机进行了研究，这对抽油机节能降耗奠定了基础。
2抽油机功率的影响因素
2.1抽油机设备的影响
通过分析能量守恒定律可知，能量不会无缘无故减少，也不会凭空产生，所以说，抽油机的运转功率与给定能量、损失能量存在着密切的联系。如果想对抽油机的功率进行提升，需要对能量损失进行有效减少。经过分析抽油机运转结构可知，抽油机的能量损失一般和盘根盒、电机热量损失以及减速箱息息相关，这些位置的摩擦又或者是形变都会造成能量损失，即使这部分损失值不大，但是，通过叠加也会占据很大比例，所以需要针对各个组成部分进行深入的研究，尽可能减少能量损失，提升系统的整体运行效率。
2.2抽汲参数的影响
通过大量实践经验可以发现，对于抽油机系统来说，在运行效率方面与抽吸参数有着密切的联系。当外界环境相同的情况下，经过减少抽油机冲次内容，在很大程度上能够对抽油机系统效率进行提升。在具体采油的过程中，应该优先考虑长冲程、低冲次以及大口径的抽油机，这样能够在实际工作中减少能耗，系统的运行效率也能够得到提升。
2.3抽油机管理情况的影响
对于油田进行开发的过程中，针对机械设备需要做好管理工作，这样能够在整体上提升机械设备运行效率。在石油资源进行开采的过程中，如果地面部分未能够得到科学管理，在很大程度上会导致抽油机系统损失增加，不利于抽油机运行效率的提升，从而导致能源消耗过大。对地面情况进行管理时，应该对各方面的实际情况进行有效控制，比如，举升高度要合理，保证抽油机稳定运行，减少能源损失。在现阶段来看，对于抽油机能耗问题，很大一部分原因与管理不当相关，这部分因素是可以完全避免的，通过优化管理方式能够降低能耗，提升抽油机工作效率。
3抽油机节能降耗分析
3.1改造常规抽油机
在现阶段来看，在油田中，游梁式抽油机比较常用，这种类型的抽油机性能比较稳定。由于大部分游梁式抽油机未能够达到使用寿命期限，如果更换为节能型抽油机，将会造成大量的资源浪费。对于游梁式抽油机来说，通过平衡效果能够取得一定的节能降耗效果，在具体改造时，一般会对其进行异相游梁平衡，这样可以对原油机的诸多优点进行保留，在改造之后，抽油机减速器的工作扭矩也会随着泵径的减小而减小，可以满足小泵深抽的要求。在改造之后，不仅抽油机能够取得满意的节能降耗效果，同时，对相关零部件的使用年限也能够进行延长。对于下偏杠铃式抽油机来说，主要工作原理为复合平衡原理，经过调径变矩能够取得满意的游梁平衡效果，在具体改造过程中，一般以常规抽油机为前提。在游梁式抽油机游梁尾部，可以设置一个杠铃，而杠铃则要具有一定的重量，达到一定的下偏角度，将杠铃中心出于游梁支撑中心以下。对于杠铃来说，主要组成由多个圆形铸件，与轴、游梁连接在一起。在改造时，可以利用连杆、支架、横梁以及变速箱等设备的空间，优先考虑使用原有部件以及结构，这样可以对改造工作量进行减少，还能够节约成本。对于双驴头式抽油机来说，通过改变抽油机扭矩因素，能够增强平衡效果，在具体改造的过程中，针对游梁后臂的长度要进行控制，如果负载比较大，那么平衡力距也就比较大，如果平衡力矩较小，此时，负载也比较小。对于双驴头抽油机来说，通过在原有的基础上设置后驴头，可以作为四杆机构进行技术改造，柔性连接结构连接于油梁以及横梁，变化连杆长度，变化曲柄转角，这样的四杆结构可以满足新型动力抽油机的要求。当这种类型的抽油机在实际工作中，载荷扭矩曲线比较接近正弦变化，而曲柄平衡扭矩曲线与余弦变化规律比较贴近，这两者的变化规律是相反的，能够相互抵消，以此能够减少曲柄净扭矩的波动，最终能够起到节能降耗的效果。
3.2基于Y系列改造电动机节能
对于抽油机中的电动机而言，在运行的过程中，轻载维持的时间较多，这样就会造成电能浪费。对电动机进行改造时。（1）针对常规Y系列电动机，可以对其高扭矩进行适当改造。在实际改造时，线圈匝数应该合理地减少，对导线截面积进行适当扩大，这样可以对电动机扭矩进行增大，旋转磁场的强度也能被提升。在这样的改造方法下，费用相对较低，不过也存在一定的局限性，由于匝数减少，将会造成激磁电流增大，对节能效果会产生不利影响。（2）针对常规电动机实施永磁性改造。对于电动机转子需要更换，使用永磁铁转子进行代替，转子自身次磁场的强度较大，电动机功率的因数能够被提升，定子电流以及定子电阻可以被有效减少功率损耗。对于永磁电动机而言，其改造资金比较多，不过，所取得的节能效果比较理想，在启动力矩以及过载能力时，有着较明显的优势。（3）针对常规电动机来说，可以对双绕组进行改造，合理地调整原定子线圈，使其存在形式为单槽内双线圈，具有两套绕组，一组为启动绕组，另一组为工作绕组，这样能够具有启动功率以及运行功率的特性，进而满足抽油机启停需求。在整个控制系统中，还要对Y-△转换进行使用，结合负载的具体需求，对电动机运行功率进行切实转换，经过两套绕组调整为△形式，这样可以在处于50%负载率的情况下，满足抽油机在电动机转矩方面的需求，在负载率低于30%情况下，绕组可以调整为Y形，在抽油机负载的变化下，电动机的功率也会随之改变，可以实现节能降耗目标。
3.3改造配电箱节能
对抽油机配电箱进行改造时，一般可以从两方面着手：（1）在改造配电箱改时，需要围绕抽油机负载变化，对电动机的输入电压进行调节；（2）对无功补偿控制箱进行改造，以此提高电动机的功率因数，提升供电质量。对于控制箱来说，主要是利用单片机，根据抽油机负载的变化对电压进行实时切换，让电动机端的电压能够与负载变化相适应，使得抽油机的运行更加稳定。除此之外，对于可控硅控制、微处理器采样要进行无触点切换，即使处于Y或者△连接状态下，抽油机也能正常工作，这样控制箱的工作寿命可以被延长。就调压控制箱而言，其节电原理主要是在电动机轻载的状态下，对电动机端的电压进行降低，使得磁通量被减少，这样可以提升电动机的运行效率，而不需要改变电动机转速，减小了输出扭矩，电动机的负载率得到了减小。对于无功补偿控制箱而言，在电动机输入端，经过对一系列电容器进行并联，借助微处理器，可以对无功补偿的状态进行调节，进一步优化电动机功率的因数。
4抽油机节能降耗技术措施
4.1配置合理的电动机装置
对于抽油机来说，在正式投入使用之前，相关人员应该对抽油机的运行效率进行充分的把握，使其在采油过程中能够发挥应有的效果，根据抽油机的具体配置情况，需要对电动装置进行合理的安装，还要对抽油机中的电动机设备进行改造，尽可能降低抽油机运行方面的问题发生概率，在此基础上，企业也应该根据实际工作需求，对抽油机装置进行合理的选取，在电动机运行过程中，确保能源咨询的消耗量得到有效减少，针对抽油机中的电动机性价比也应该进行提升，这样能够保证企业经济效益。除此之外，对于电动机装置进行合理应用，也能够有效地控制抽油机运行模式；对抽油机运行电容进行合理的补偿，在根本上能够降低抽油机运行过程中的能源损耗。
4.2减少皮带传动损失
在抽油机组成中，皮带是重要的组成部分之一，在传送皮带运行的过程中，将会影响抽油机运行效率，如果传送皮带长时间处于运行状态，在很大程度上容易出现故障，进而影响抽油机的运行效果。要想对此进行改善，需要对传统的传送带进行更换，一般可以采用窄型v带，确保传送皮带的大小轮保持四点一线的状态，在这样的方式下，皮带的松紧度能够得到有效的保证，还可以减少皮带传送的能量损失，进一步提升了抽油机节能效果。对于盘根盒来说，也需要进行重点关注。在使用不同的润滑油时，能源损耗方面存在很大差异。一般来说，可以使用石墨烯类的材料，这样能够起到节能效果。
4.3保证机采设备系统配置水平
在抽油机运行的过程中，系统设备运行模式具有很大的影响。为了能够改善抽油机节能效果，需要针对抽油机配备相应的系统设备，根据机采系统设备的实际运行情况分析电压变化，在此基础上对机采设备系统进行优化。经过加大机采系统设备的控制力度，可以取得一定的节能降耗效果。通过合理地提升油气采集速率，也能够节约能耗。在采集油气的过程中，如果出现地层供油不足的情况，此时，可以利用机采设备系统，以此保证油气采集工作的顺利开展，确保抽油机运行的连续性，避免重启抽油机造成能源损失。
4.4强化抽油机操作人员的节能意识
为了能够对抽油机整体的节能效率进行提升，对抽油机操作人员需要强化他们的节能意识，在实际工作中，能够对设备运行情况进行全方位的掌握，确保相关人员根据具体的流程规定科学操作抽油机，使抽油机能够在石油开采中实现应有的价值。不仅如此，对抽油机操作人员也要进行培训，使其节能意识得到进一步强化，提升他们的专业技术水平，在节能降耗方面发挥积极的作用。在抽油机运行过程中，如果出现问题，相关人员能够应用自身掌握的理论知识解决实际问题，保证抽油机整体运行效率得到提升。对于采集作业来说，需要有不同专业的人员共同负责，采集作业还不能够实现完全自动化，这就要求相关工作人员对操作流程进行全面掌握。在节能降耗方面，需要将相关培训工作落到实处，使作业人员能够掌握相关知识，规范自己的行为，对不同作业数据进行实时采集，科学调整作业状态，尤其要对无关设备进行及时关停，这样能够减少能源损耗。
5结语
综上所述，对于抽油机来说，为了能够取得满意的节能降耗效果，需要充分地认识到抽油机节能降耗的相关影响因素，立足于抽油机实际应用现状进行针对性的改造，积极应用节能降耗技术，在此基础上，也需要做好抽油机设备管理工作，确保每个环节都能够实现节能降耗目标。除此之外，企业也需要对实际生产情况进行充分的掌握，结合采油工作的实际情况，制定可行的节能方案，以此保证抽油机取得满意的节能效益。
参考文献：
[1]王萍.浅析抽油机节能降耗技术与措施[J].石油石化物资采购,2020(32):1.
[2]肖河.抽油机节能降耗技术措施分析[J].石化技术，2019,26(02):159.
[3]于世浩.抽油机节能降耗技术措施[J].化学工程与装备，2020(10):2.
作者：邱伟 李涛 王喜军 单位：中国石油集团渤海石油装备制造有限公司辽河热采机械制造分公司