抽油機(jī)，俗稱“磕頭機(jī)”，是一種常用的采油機(jī)械設(shè)備。100余年前，美國人發(fā)明了游梁式抽油機(jī)，一直沿用至今。100余年之后，其身影遍及全球大小油田，為世界各“油城”的建設(shè)發(fā)展立下了汗馬功勞。

　　技術(shù)進(jìn)步永無止境。近20年以來，業(yè)內(nèi)在常規(guī)抽油機(jī)的基礎(chǔ)上不斷地進(jìn)行著技術(shù)改進(jìn)與創(chuàng)新。特別是當(dāng)前，油田開發(fā)難度不斷增大、成本居高不下，節(jié)能降耗已成為油田穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)繞不開的命題，成為企業(yè)能否持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的現(xiàn)實(shí)考題。抽油機(jī)的增效節(jié)能肩負(fù)著越來越沉重的使命。

　　實(shí)際上，油田的節(jié)能降耗并不是從今天才開始。長久以來，常規(guī)游梁抽油機(jī)一直都一統(tǒng)天下，但始終遮掩不了高能耗的缺陷。有沒有一種比之更好的采油設(shè)備呢？近20年以來，國內(nèi)油田及制造企業(yè)一直在努力創(chuàng)新，在實(shí)現(xiàn)科技夢想期間，走過了一條節(jié)能增效的開拓之路。 

　　節(jié)能增效，路在何方

　　談到節(jié)能降耗，油田并不是從今天才開始。抽油機(jī)的節(jié)能增效可以說是一個(gè)典型。如何實(shí)現(xiàn)呢？
 
　　從上世紀(jì)80年代開始，大慶油田等自噴井?dāng)?shù)開始減少，抽油機(jī)用量很大，據(jù)說，每年需要好幾千臺(tái)。與大慶油田一樣，隨著油田用電量的增加，油氣開采難度的加大，抽油機(jī)的能耗問題（一臺(tái)抽油機(jī)的動(dòng)力大致在18千瓦至30千瓦）日漸擺在了國內(nèi)大油田的面前。 

　　于是，近20年來，國內(nèi)大油田及制造企業(yè)在抽油機(jī)的節(jié)能增效上做了各種努力和嘗試。市場上先后出現(xiàn)了很多類型的抽油機(jī)產(chǎn)品及節(jié)能裝置，僅試驗(yàn)、應(yīng)用的各種新型抽油機(jī)就有一百多種、數(shù)萬臺(tái)。 

　　從所有的努力和問世的產(chǎn)品來看，目前行業(yè)大致通過三種途徑實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)的節(jié)能增效：一是提高電機(jī)的功率利用率；二是改進(jìn)抽油機(jī)結(jié)構(gòu)，比如通過加平衡塊使載荷更平衡，或者使用變頻裝置來改善平衡等。三是在深井泵上做文章，提高泵的效率。
針對這三種途徑，中石油專家組成員趙國珍教授指出，國內(nèi)“目前在前兩方面的工作多一些，后者少一些”。他和中石油物資公司原副總工劉天明認(rèn)為，在這些努力中，“通過電機(jī)實(shí)現(xiàn)節(jié)能，潛力不大”；在第二個(gè)方面，即在改造常規(guī)抽油上早已實(shí)現(xiàn)突破，比如應(yīng)用較好的雙驢頭、下偏杠鈴抽油機(jī)產(chǎn)品。

　　改造游梁式抽油機(jī)

　　基于常規(guī)抽油機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、可靠耐用、操作維修方便等優(yōu)點(diǎn)，后來，業(yè)內(nèi)企業(yè)在游梁抽油機(jī)的基礎(chǔ)上，改進(jìn)開發(fā)了雙驢頭、下偏杠鈴、彎游梁、偏置式、低矮型等機(jī)型抽油機(jī)。這些機(jī)型既保留了上述優(yōu)點(diǎn)，又具有節(jié)能優(yōu)勢，深受各大油田用戶好評。 

　　在上文提到的“調(diào)研報(bào)告”中，經(jīng)調(diào)查，目前在大慶、遼河、新疆等七家油田企業(yè)中，節(jié)能型抽油機(jī)共計(jì)36361臺(tái)，其中，游梁式抽油機(jī)有35670臺(tái)，主要以雙驢頭抽油機(jī)、偏置（異相曲柄）抽油機(jī)、下偏杠鈴抽油機(jī)及彎游梁抽油機(jī)為主，約占節(jié)能型抽油機(jī)的98.1%。經(jīng)過油田實(shí)際工況條件的考驗(yàn)，這些機(jī)型得到應(yīng)用環(huán)境條件的認(rèn)可，已成為目前中石油新機(jī)井和替換老機(jī)井中采用的主力機(jī)型。 

　　但國內(nèi)仍然有很多在用的老機(jī)井，如何降低這些常規(guī)抽油機(jī)的能耗，正成為各油田抽油機(jī)節(jié)能工作的重點(diǎn)。
 
　　據(jù)了解，目前中石油各油田主要采取了多項(xiàng)作法：一是將常規(guī)機(jī)分批進(jìn)行節(jié)能改造，如改造成雙驢頭抽油機(jī)、下偏杠鈴抽油機(jī)等。二是給常規(guī)抽油機(jī)加裝節(jié)能拖動(dòng)裝置，實(shí)施節(jié)能改造。三是在抽油機(jī)電控柜加裝電容器對無功功率進(jìn)行就地補(bǔ)償。通過上述措施，均取得了不同程度的節(jié)電效果。 

　　在第二個(gè)方面，據(jù)油田反映，如采用承德石油機(jī)械有限公司生產(chǎn)的高轉(zhuǎn)差電機(jī)，通過十多年來38000多臺(tái)高轉(zhuǎn)差電機(jī)使用效果來看，此項(xiàng)節(jié)能措施是一項(xiàng)投入少、見效快的便捷方法。另外，一些油田根據(jù)油田實(shí)際工況選用多功率電機(jī)、雙速電機(jī)等，也取得了較好的節(jié)能效果。在上述措施方面，中石化一些油田也取得了顯著成效。

　　開發(fā)無游梁式抽油機(jī)

　　游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)原理決定了耗能較多，這給各種新型抽油機(jī)提供了一個(gè)機(jī)遇。這些年來，中石油、中石化各大油田及制造企業(yè)進(jìn)行了積極有效地嘗試。
　　“后來開發(fā)的新型抽油機(jī)有鏈條抽油機(jī)、皮帶抽油機(jī)、液壓抽油機(jī)、塔架式電機(jī)正反轉(zhuǎn)的抽油機(jī)……這些抽油機(jī)都有各自的優(yōu)點(diǎn)，如平衡效果好、節(jié)能、抽油沖程長、重量輕、占地小等。但總的來說，在運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性方面，均遜于號稱‘老黃�！�的常規(guī)游梁抽油機(jī)�！敝袊�工程院院士、中石化勝利油田資深專家顧心懌如此評價(jià)。 

　　盡管如此，無游梁式抽油機(jī)易于實(shí)現(xiàn)長沖程、懸點(diǎn)接近勻速直線運(yùn)動(dòng)等特點(diǎn)，在粘稠油開采上具有常規(guī)抽油機(jī)所無法比擬的優(yōu)越性。在稠油較多油田區(qū)塊，如遼河油田，“長沖程、低沖次”粘稠油開采，給這類抽油機(jī)提供了較大的發(fā)揮空間。 

　　據(jù)介紹，在中石油，應(yīng)用多的無游梁式抽油機(jī)主要以塔式皮帶機(jī)為主。其中，鏈條寬帶抽油機(jī)用得最好。鏈條寬帶抽油機(jī)（8米沖程，2次/分），經(jīng)過在遼河油田近六年的改進(jìn)完善，技術(shù)上不斷成熟、可靠性不斷增強(qiáng)，已基本在遼河油田站住了腳。 

　　另外，在中石油大港油田、大慶油田的一些采油廠，有兩種新機(jī)型正在試用。一種是試用一年多的復(fù)式永磁電機(jī)抽油機(jī)，由于其效率和功率因數(shù)高，簡化了機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，比普通電機(jī)節(jié)電35～57.6％；另一種是試用近兩年的曲拉式抽油機(jī)，該機(jī)型結(jié)構(gòu)簡單，鋼材用量少，通過優(yōu)化滑輪位置、優(yōu)化力的傳輸實(shí)現(xiàn)節(jié)能，比普通機(jī)節(jié)能44.5％。專家郭東稱，“以上兩種新機(jī)型，雖然在設(shè)計(jì)方面有獨(dú)到之處，但若批量試用尚需兩至三年時(shí)間。”
 
　　在中石化勝利油田，日前發(fā)明了長環(huán)形齒條抽油機(jī)。該皮帶抽油機(jī)采用了鏈條抽油機(jī)“軌跡鏈條換向結(jié)構(gòu)”核心技術(shù)，獨(dú)創(chuàng)的“長軌形齒條換向結(jié)構(gòu)”，主要目的是以齒條代替鏈條，以進(jìn)一步提高可靠性；同時(shí)，又進(jìn)一步縮短傳動(dòng)鏈，使機(jī)械效率有所提高。 

　　發(fā)明者顧心懌院士說：“這是一次新的努力。當(dāng)然，由發(fā)明到成熟，再到通過實(shí)踐的檢驗(yàn)和業(yè)內(nèi)的認(rèn)可接受，還得有一個(gè)過程�！睋�(jù)稱，該抽油機(jī)近來已經(jīng)得到很好的應(yīng)用。

　　抽油機(jī)節(jié)能要看系統(tǒng)

　　“抽油作業(yè)是一個(gè)系統(tǒng)，抽油機(jī)只是其中一個(gè)主要環(huán)節(jié)，節(jié)能還要看整個(gè)系統(tǒng)�！敝惺�油物資公司原副總工劉天明舉例說，油田的井下情況很復(fù)雜，判斷一種抽油機(jī)是否節(jié)能，還要考慮很多環(huán)節(jié)。 

　　首先，“量體裁衣”很重要。渤海石油裝備制造有限公司副總經(jīng)理郭東指出，“在選用抽油機(jī)時(shí)，要根據(jù)油井產(chǎn)液量大小、動(dòng)液面深淺、含水率及原油粘度大小等因素，統(tǒng)籌考慮。小泵、深抽要考慮抽油機(jī)額定懸點(diǎn)載荷的滿足及用長沖程保證泵效；淺井、大泵要考慮減速器額定扭矩的滿足；淺井小泵可考慮采用玻璃鋼抽油桿和短沖程高沖次抽油機(jī)諧振抽油；原油粘度高、動(dòng)液面深的油井，需要長沖程、低沖次的抽油機(jī)等�！� 

　　其次，細(xì)化抽油機(jī)管理，依靠管理節(jié)能，非常關(guān)鍵。一方面，根據(jù)油井實(shí)際載荷，選配適合功率的電機(jī)，避免“大馬拉小車”；另一方面，及時(shí)調(diào)整抽油機(jī)平衡度。在不少新機(jī)型上井試驗(yàn)中，這點(diǎn)效果很明顯。正如一位業(yè)內(nèi)人士所言：“管理水平就是節(jié)能。” 

　　據(jù)國內(nèi)外專家研究稱，單純在抽油機(jī)上節(jié)能挖潛，節(jié)能不會(huì)超過8％。郭東指出，“實(shí)際上，抽油機(jī)節(jié)能是一個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能，從變壓器、低壓電路、電控柜、電機(jī)、抽油機(jī)、抽油桿、抽油泵等組成的系統(tǒng)中綜合節(jié)能。加強(qiáng)抽油機(jī)的運(yùn)行管理，同樣是節(jié)能降耗的有效途徑。” 

　　“節(jié)能降耗還要看油田內(nèi)部，必須有有過緊日子的思想，內(nèi)心要有節(jié)能意識。”劉天民認(rèn)為，“企業(yè)要練內(nèi)功，降低生產(chǎn)成本”，“高油價(jià)下不節(jié)能也贏利的思想要不得。