摘要：造成抽油机能耗高的因素较多，抽油机井的节能挖潜是一项系统工程。本文对抽油机能耗高的因素进行了分析，并在此基础上介绍了对电动机进行变频节能改造的技术，总结了一系列通过合理调整系统参数，科学维护，加强管理等措施进行抽油机节能降耗的措施。
关键词：抽油机；能耗；原因分析；节能降耗技术
物质最为基本的前提条件就是现代社会的进步以及发展，在如今的社会发展日益加深的情况下，大家都会对能源的需求来个不断地提升。在深入化的油田开发阶段中，石油开采工作的开展难度也在不断提升。油田在生产中所拥有的一个至关重要的环节就是油气生产工作，因此，石油开采节能降耗技术技术的整体水平以及能量的整体耗损程度对于油田在运营中所带来的效益会受到直接影响。
1 抽油机能耗高原因分析
1.1抽油机工作效率低
油层开采的初始阶段为自喷状态，这是对于设备的能耗利用率没有很大的要求，但是随着开发向后期阶段迈进，油层能量不能够支持自喷现象发生，对剩余能源的开采须借助其他方式进行开采。
抽油机开采就是一种利用机械能量进行油田开发的工作方式，对油井工作面进行调查，发现抽油机电能耗损占到了整体工作面的25%，而在工作中由于各种原因，将近70%的电能被浪费掉。造成这种现象的主要原因是抽油机的设计和实际工作需要存在不匹配性，因此在实际的抽油工作中很难出现抽油机达到平衡的负载状况。抽油机的实际负载通常维持在25%左右，最高不超过50%，导致工作效率极为低下，电能耗费严重。
1.2 空抽运转
空抽运转是指抽油机在空负载或者接近空负载情况下仍维持运行，造成这种现象的原因有两种：
一是由于抽油机在设计制造时会按照油井最大抽取量进行选择，并且为了防止意外情况还会预留下设计余量；二是抽油机在工作过程中随着工作深度的不断增加，地下油量会越来越少，最后出现空抽现象。
1.3设备陈旧落后
设备陈旧落后是导致抽油机效率低的重要因素，引起设备陈旧落后，不适合当前需求的原因很多：
一是机器之间的磨损以及原油的侵蚀造成设备陈旧损坏，该因素的控制较困难；二是由于操作不当或者维护力度不够也会对设备的使用寿命和工作效率产生影响，这种影响因素能够通过管理水平的提升得到有效的改善；三是设备的更新换代跟不上，因为成本的压力，一些老旧设备未进行及时升级更新，造成了抽油机和其附属设备的效率低，也是造成能耗增加原因之一。
1.4抽吸参数选择不合理
在油井作业完成后投产，投产运行期间，液量下降时等多种情况下都需要对抽油机得平衡进行调查分析，不合理的参数必须重新设定。
在油井生产过程中，以一个参数贯穿此油井的生产周期导致抽油机的不平衡,会造成电机的能耗增加和零部件的损耗增加。
2 抽油机电机节能降耗技术措施
根据抽油机能耗高原因的分析，及日常工作中出现的问题，综合分析，采取以下几种措施能够有效的节能降耗：
2.1选用高效节能型电机或专用电机，淘汰老旧落后电机
一种方法是使用永磁同步电机。抽油机上使用的永磁同步电机是一种异步启动的同步电机，由转子交流启动后牵入同步运行，类似于交流同步电机。其运行是靠定子绕圈在气隙中产生的旋转磁场与转子上磁钢间的相互吸引，使转子与定子气隙磁场同步旋转而做功。其转子等效电阻电路，故功率因数高，因无磁励电流，其空载损耗小。电机效率可达96％左右，较三相异步电机高3%左右。
其次是使用其他专用电机。对有特殊工艺要求的设备，其对电机某一方面性能的要求不同，应结合具体情况具体装配，尽量减少因普通电机为弥补专用电机性能而造成额外电机电耗。
2.2正确匹配电机功率
在选择电机时应注意以下两点：一是电机功率选得过小，会出现“小马拉大车”现象，造成电机长期过载，使其绝缘装置因发热而损坏；二是电机功率选得过大，会出现“大马拉小车”现象，输出功率不能得到充分利用，功率因数和效率低，对用户和电网不利，而且还会造成电能浪费。
要正确选择电动机的功率，必须经过计算或比较，对于恒定负载连续工作方式，所选电机的额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。短时工作定额的电机，与功率相同的连续工作定额的电机相比，最大转矩大，重量小，价格低。因此，在条件许可时，应尽量选用短时工作定额的电机。对于断续工作定额的电机，其功率的选择要根据负载持续率的大小，选用专门用于断续运行方式的电机。
2.3针对不同系统，合理调整系统参数，科学维护，加强管理节能
电机的日常维护也是决定电机是否高效低耗经济运行的重要因素，要按照系统参数设置的要求，定期检查电机运转情况，优化管理和维护。避免电机长时间超负荷、高温运行，对电机效率过低、不能经济运行的电机要及时进行原因监测分析，调整负载状态，保持电机长时间处于经济运行状态。
笔者所在采油管理区依托“四化”系统对运行监控电机与终端装置的匹配状况，进行正确的参数设置，每月调整参数20井次，避免了“大马拉小车”和“小马拉大车”现象，让电机始终保持在经济运行位置。
首先是机采系统。采油系统电机启动电流大，运行功率低于电机额定功率，负荷时刻变化，有上下两个临界点，这些特点要求四化管控岗人员每天对设备的用电进行监控和分析抽油机上下冲程最大电流，调整平衡度，使抽油机平衡度保持在80%-110%，将电机的无用功降低到最小。皮带抽油机在在油井作业完成后投产，投产运行期间，液量大幅度变化等，多种情况下对抽油机平衡进行调整，不能以一个模块贯穿此油井的生产周期，避免抽油机的不平横造成电机的能耗增加和其内部零部件的损耗增加。
笔者所在采油管理区依托四化设施，进行参数监控，每月调整平衡10井次，将电机的无用功降到了最低。
其次是泵系统。依托四化对泵进行监控压力值，推算或测量流量变化，分析生产需求与泵、电机的生产能力的匹配情况。对严重大材小用的泵、电机，根据分析可在上作业时考虑更换小泵，或者调整参数、对电机进行调速，降低有功功率，避免大马拉小车的现象出现；对严重不能满足生产的，根据分析可以在上作业时换大泵调整参数，避免小马拉大车的现场出现。
笔者所在采油管理区2018年至今作业换小泵2井次，换大泵7井次，有效杜绝大马拉小车或者小马拉大车的现象。
2.4使用软启动、变频调速装置或安装节电装置
通常感应电动机采用直接启动或一般启动的方法，电机的全压起动电流为额定电流的5-7倍，不仅损耗大，对电网冲击也大，机械磨损，振动大。如果用变频调速启动，可以将起动电流限制到很小，损耗大大降低，既不冲击电网，又不冲击机械。变频调速装置也会对抽油机和电机进行一个保护，降低抽油机的冲击载荷。
笔者所在采油管理区依托四化改造，抽油机全部使用变频调速装置进行启动，有效的保护了电机和抽油机，提高了工作效率，安全性也是大大增强。
2.5采用高效节能泵
提高泵效，也就降低了百米吨耗，实现节能。
一是研究提高抽油泵充满系数措施，如在抽油泵中安装气锚。对于含气比较高的油井，使用气锚可提高泵的容积效率，以达到提高系统效率的目的。
二是加强降低冲程损失技术研究，研制安全可靠的油管锚定工具，降低冲程损失，提高泵效。
3 结论和认识
在现代的油气开采中拥有至关重要的作用就是信息技术进行的有效发展，在油田开采阶段快速实现了管理信息化，在油气中可以对数据的采集以及分析和传输同步完成，同时也会为管理人员的决策进行有效的给予相关的信息，从而提升油气生产系统的整体工作效率，节约生产中所产生的成本，对经济以及社会效益进行有效的提升。
造成抽油机能耗高的因素较多，抽油机井的节能降耗是一项系统工程，油气田开发企业应不断应用新技术、新工艺，依托“四化”建设，在日常工作中不断的对出现的问题进行分析研究，更好的做好抽油机井节能降耗工作。
作者简介：姜明，男，2011年8月参加工作，采油技师，目前从事油气田开发工作。