董涛
摘要：抽油机是抽油井地面机械传动装置，主要用于油层能量不足以自喷，油液需要靠机械运动提升到地面的油井。随着我国石油石化行业日益发展壮大，国家对环保、节能的逐渐重视，石油机械水平不断提高。其中，抽油机的性能得到了极大的完善与优化，从最初常规的游梁式演变成弯梁变矩式，直至现在数字化的塔架式抽油机。那么，和传统的游梁式抽油机相比，塔架式抽油机在结构、运行原理以及主要性能上，究竟有哪些优势和特点呢？文章从这个问题出发，对老式游梁式抽油机与新型塔架式抽油机进行对比，并分析塔架式抽油机在油田里的应用前景。
关键词：抽油机;游梁式抽油机;塔式抽油机
1塔式抽油机概述
塔式抽油机为现代机械设计制造技术、数字化控制技术、功率电子技术、机电一体化技术高度结合的新型抽油机。通过自主创新的永磁同步电机与减速机构组成的组合传动系统分担了减速机的功能，解决了减速机易出故障的难题，提高了使用效率。它的出现填补了游梁式抽油机的空白，适合稠油井、高含蜡井、中高含水期大排量井和低渗透井重载强抽和间抽的采油气要求，并具有适合抗风、滩涂、低温、高温等多种复杂地质环境的使用要求，扩展了抽油机的应用范围[1]。结构如图1所示。
结构原理：电机直接带动驱动轮总成转动，无需减速设备。依靠低速大转矩电机在顶部进直接驱动滚轮带动抽油杆进行抽油作业。塔架为直立式，尽可能使 T1=T2，运行过程中势能近似守恒，系统做功仅为克服阻力及平衡差，运行功率显著降低。
驱动原理：拖动系统在变频器控制下驱动绳轮正反转换向、往复运行，带动复绕在绳轮上的由抽油杆及配重体组成的平衡系统对称上下运动，完成抽油动作。
节能原理：传动系统效率较四连杆结构提高40%以上抽油杆与配重间平衡率可达95%以上，运行过程中势能近似守恒，系统做功仅为克服阻力及平衡差，运行功率显著降低。与节能型游梁式抽油机对比节电率可达50-70%
塔式抽油机运行特点：在塔式抽油机的实际应用中，塔式抽油机其运行的最大特点就是大转矩、低转速。因此，塔式抽油机的应用，不需要利用减速机构，电机能够直接对驱动滚轮进行装置，不需要进行冲击换向，因此，塔式抽油机的特点：慢冲次、长冲程。正是塔式抽油机的这一特点，使得塔式抽油机具有，运行稳定、泵效高且低能耗的重要优势，由此可见，塔式抽油机在采油气厂的应用具有重要的意义。
塔式抽油机操作特点：在塔式抽油机的实际应用中，塔式抽油机其操作的最大特点就是，塔式抽油机能够控制柜内，并且利用变频器，能够进行变频调节，因此，控制柜控制能夠使抽油机的换向、启停、冲次调节、冲程等得以完成。塔式抽油机在采油气厂的应用，不仅能够使人工操作的实际工作量得到有效地减少。同时，还能够使参数调节进一步得到稳定安全的发展。除此之外，塔式抽油机所有的实际运行参数，这些参数能够在触摸屏上，准确地显示出来，进而能够进行实时准确地监测。
2塔式抽油机应用前景研究
2.1工作原理
塔式抽油机在采油气厂的应用中，其主要的工作原理是，电机可以直接带动驱动轮，进而进行轴承转动，不需要设备进行减速。通过低速度对矩电机进行大转，在顶部直接进行驱动滚轮，进而通过带动抽油杆，随后进行正常作业。塔式抽油机的塔架是直立式的，因此，塔式抽油机在实际的运行中，能够进行近似守恒，实际的系统作业，从而能够使平衡差及阻力得到有效地控制，因此，其运行的功率，能够得到明显的降低。
2.2塔式机的冲程冲次
在塔式抽油机的冲程冲次中，塔式抽油机不仅能够对装置进行调节，而且通过触摸屏还能够对参数进行调节、显示，可以达到直观清楚的目的。触摸屏能够对冲程冲次进行实时显示。因此，当发生故障情况时，可以开启自动报警功能，同时还能够对参数密码进行设定，进而能够有效地防止滑参的情况出现。
2.3塔式机的排液速度
塔式抽油机的排液速度，相比于其他的抽油机，具有更大的优势。塔式抽油机匹配了长冲程的抽油泵，因此塔式抽油机的排量更大。应用塔式抽油机，相比于其他的抽油机，有着更大的优势，一方面，能够使压裂液的返排速度得以增快;另一方面，能够有效地控制储层受到损害。
2.4塔式机的技术特点
塔式抽油机在采油气厂的应用，由于其技术特点，因此，塔式抽油机更具有一定优势。在实际的应用中，塔式抽油机的驱动，应用开关的磁阻电机。因此，其启动的转矩较大，其启动的电流比较小，可以进行频繁地正转和反转，塔式抽油机的可靠性更高。上冲程冲次和下冲程冲次不能对称，因此，塔式抽油机的节能效果是最为显著的，塔式抽油机相比于其他的抽油机，塔式抽油机的换向冲击力比较小，因此，塔式抽油机能够使抽油杆产生的断杆现象得到有效地控制。相比于其他的抽油机而言，塔式抽油机具有运行稳定、高精准调节配重的优势[2]。
3塔式抽油机节能分析
3.1用电量分析
对用塔式抽油机的电量进行分析，塔式抽油机具有产液量较高的特点，但是，塔式抽油机的日用电量比较低，通过实际的情况可以看出，塔式抽油机在实际的应用中，其节电的效果是最为明显的。
3.2节能监测数据分析
对塔式抽油机的节能监测数据进行分析，在实际的产液量相当的情况下，塔式抽油机具有更大的优势，塔式抽油机系统的效率是最高的，塔式抽油机的单耗较低。相比于其他的抽油机，塔式抽油机的系统效率更高，其单耗较低。
3.3性能对比分析
对塔式抽油机的性能对比进行分析。相比于其他普通的抽油机而言，塔式抽油机具有更大的优势，在实际的运行上塔式抽油机具有更大的优点，塔式抽油机的传动效率更高，因此，塔式抽油机相比于其他的抽油机，更具有平稳性能。
4 结束语
作为有杆泵抽油的地面采油气设备，塔架式抽油机结构简单，工作可靠，操作、维护方便，还具有运转平稳、可控性好、安全系数高、附加动载荷小、冲程长、节能降耗、数字化衔接综合效率高等优点，是一种较理想的地面采油气设备，具有较好的应用前景。
参考文献：
[1]朱改新，冯振国，赵卫江.新型智能塔式曳引抽油机[J].装备制造技术，2018，6（1 ）：33-34.
[2]张雪梅.运用综合节能措施降低机采能耗[J].中国石油化工标准与质量，2018，3（6 ）：25-26.
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