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什么是塔架式抽油机

时间:2023-12-14 10:09 来源:

走遍国内陆上大大小小的油田,最抢眼的印象便是绰约多姿的抽油机。星罗棋布的钢铁矩阵犹如感恩大地赐予宝藏的信徒,一年四季日夜不停叩拜的虔诚,构成了油田独有的标志性风景。自打1859年美国率先实现工业化开采石油以来,样貌酷似驴头的游梁式抽油机始终占据主导地位,一个半世纪的岁月磨砺并没有使其发生多大的改变,撬动游梁上下往复运动的基本结构百年依旧。于是人们给这种古老的采油机械起了一个十分形象的绰号,称为磕头机。
20世纪后半叶科学技术飞速进步,促使新型采油机械的研发日新月异,多种形态的塔架式抽油机异军突起,成为当下各油田竞相采用的新宠。但是古老的游梁式抽油机并没有被淘汰出局,仍然以结构简单、经久耐用的顽强生命力与新兴的塔架式抽油机并驾齐驱。雨后春笋般涌现的塔架式抽油机,因何能够在竞争激烈的采油机械市场上夺得一席之地?
主要原因是新颖的设计理念突破了游梁式抽油机固有的局限性。
众所周知,抽油机的主要功能是带动下入井内几百米乃至一两千多米长的抽油杆,向沉没于液面之下的深井泵传递往复做功的动力,通过机械能把地层渗流出的油、气、水混合液体举升到地面上来,从而达到提高单井产量的目的。由于抽油杆的长度类似一根承受拉伸力的弹簧,严重消减了抽油机输出的动力,导致深井泵的抽吸效率不高。同时,抽吸的过程还受石油粘滞性和含气量多少两项主要因素的影响,造成每一抽吸行程吸入泵腔的实际液量与理论值相差比较大。特别是开采黏度比较高的稠油,需要抽油机具有长冲程、慢冲数的宽泛调节功能,否则难于提高深井泵的充满程度。
传统的游梁式抽油机由于受四连杆传动机构俯仰角度的限制,最大冲程超不过10米,冲次要靠更换不同直径的皮带轮调节减速箱的转数,不仅改变工作制度的操作很麻烦,并且还无法根据采油井的实际需要做到无极调速。应运而生的塔架式抽油机较好地解决了这些困扰采油生产的难题,塔架高度不受空间限制,可以把拉动抽油杆的行程提升到10米以上,因而在同等泵径的条件下,每一冲程举升的排液量显著增加。更为精妙的是,一些塔架式抽油机采用先进的线性电机变频驱动,不仅能够依据被开采石油的粘滞程度任意设定冲次,还可以随机控制上下冲程的不同速度,既能做到长冲程、慢冲次,又能无级调速。针对一些产出能力比较弱的低产井,塔架式抽油机甚至可以把冲次降低到每分钟不足一次。优越的机械性能大大提高了井下深井泵的充满度,从而使机械采油井的举升效率大幅度上升。
塔架式抽油机自动化、智能化程度高,调节灵活,适应广泛。与常规游梁式抽油机相比,同等排量下消耗的电量下降了大约三分之一,非常适合开采黏度比较高的稠油和产液量比较低的中深井使用,因而展现了广受欢迎的推广前景。但是,刚刚占有一部分市场份额的塔架式抽油机并非完美,还有许多需要改进设计的发展空间,目前还取代不了传统的常规游梁式抽油机。各有所长的性价比,导致塔架式抽油机与游梁式抽油机的竞赛如同比拼耐力的马拉松,决胜金牌的归属还有待时间的考验。
 
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