什么是塔架式抽油機
時間:2023-12-14 10:09
來源:
作者:宮柯

走遍國內陸上大大小小的油田,最搶眼的印象便是綽約多姿的抽油機。星羅棋布的鋼鐵矩陣猶如感恩大地賜予寶藏的信徒,一年四季日夜不停叩拜的虔誠,構成了油田獨有的標志性風景。自打1859年美國率先實現工業化開采石油以來,樣貌酷似驢頭的游梁式抽油機始終占據主導地位,一個半世紀的歲月磨礪并沒有使其發生多大的改變,撬動游梁上下往復運動的基本結構百年依舊。于是人們給這種古老的采油機械起了一個十分形象的綽號,稱為磕頭機。
20世紀后半葉科學技術飛速進步,促使新型采油機械的研發日新月異,多種形態的塔架式抽油機異軍突起,成為當下各油田競相采用的新寵。但是古老的游梁式抽油機并沒有被淘汰出局,仍然以結構簡單、經久耐用的頑強生命力與新興的塔架式抽油機并駕齊驅。雨后春筍般涌現的塔架式抽油機,因何能夠在競爭激烈的采油機械市場上奪得一席之地?
主要原因是新穎的設計理念突破了游梁式抽油機固有的局限性。
眾所周知,抽油機的主要功能是帶動下入井內幾百米乃至一兩千多米長的抽油桿,向沉沒于液面之下的深井泵傳遞往復做功的動力,通過機械能把地層滲流出的油、氣、水混合液體舉升到地面上來,從而達到提高單井產量的目的。由于抽油桿的長度類似一根承受拉伸力的彈簧,嚴重消減了抽油機輸出的動力,導致深井泵的抽吸效率不高。同時,抽吸的過程還受石油粘滯性和含氣量多少兩項主要因素的影響,造成每一抽吸行程吸入泵腔的實際液量與理論值相差比較大。特別是開采黏度比較高的稠油,需要抽油機具有長沖程、慢沖數的寬泛調節功能,否則難于提高深井泵的充滿程度。
傳統的游梁式抽油機由于受四連桿傳動機構俯仰角度的限制,最大沖程超不過10米,沖次要靠更換不同直徑的皮帶輪調節減速箱的轉數,不僅改變工作制度的操作很麻煩,并且還無法根據采油井的實際需要做到無極調速。應運而生的塔架式抽油機較好地解決了這些困擾采油生產的難題,塔架高度不受空間限制,可以把拉動抽油桿的行程提升到10米以上,因而在同等泵徑的條件下,每一沖程舉升的排液量顯著增加。更為精妙的是,一些塔架式抽油機采用先進的線性電機變頻驅動,不僅能夠依據被開采石油的粘滯程度任意設定沖次,還可以隨機控制上下沖程的不同速度,既能做到長沖程、慢沖次,又能無級調速。針對一些產出能力比較弱的低產井,塔架式抽油機甚至可以把沖次降低到每分鐘不足一次。優越的機械性能大大提高了井下深井泵的充滿度,從而使機械采油井的舉升效率大幅度上升。
塔架式抽油機自動化、智能化程度高,調節靈活,適應廣泛。與常規游梁式抽油機相比,同等排量下消耗的電量下降了大約三分之一,非常適合開采黏度比較高的稠油和產液量比較低的中深井使用,因而展現了廣受歡迎的推廣前景。但是,剛剛占有一部分市場份額的塔架式抽油機并非完美,還有許多需要改進設計的發展空間,目前還取代不了傳統的常規游梁式抽油機。各有所長的性價比,導致塔架式抽油機與游梁式抽油機的競賽如同比拼耐力的馬拉松,決勝金牌的歸屬還有待時間的考驗。