新型數控往復式潛油電泵 顛覆傳統抽油機時代

抽油機是開采石油的一種機器設備，通常采用加壓的辦法使石油出井。數控往復式潛油電泵以其新型的工作模式以及多功能、節能環保、安全高效的性能，可替代傳統抽油機，成為了目前抽油設備的新星。

來自 | 沈陽新城石油機械制造有限公司
編輯 | 魏亞蒙

游梁式抽油機（俗稱“磕頭機”）是油田廣泛應用的傳統抽油設備，一般由普通交流異步電動機直接拖動。其曲柄帶以配重平衡塊帶動抽油桿，驅動井下抽油泵做固定周期的上下往復運動，把井下的油送到地面。

然而，井下油層的情況特別復雜，既有富油井、貧油井之分，又有稀油井、稠油井之別，恒速采油的問題顯而易見。如拋去這些，就抽油機油泵本身而言，磨損后的活塞與襯套的間隙漏失等均為難以解決的問題，況且，變化的地層因素如油中含砂、蠟、水、氣等復雜情況，也對每沖次抽出的油量有很大影響。

另外，桿式抽油電泵的占地面積大、人員維護成本高、機械磨損嚴重、使用壽命低、電能消耗過大等致命問題也一直是其應用短板和難以解決的難題。

數控往復式潛油電泵簡介

中國作為世界貧油國，政府、企業和石油人對抽油設備的研發和改進工作從未間斷。目前，中國老工業基地沈陽的新城石油機械制造有限公司研制、投入使用了一種可顛覆傳統抽油機的新型抽油設備 – 數控往復式潛油電泵，該設備目前為世界唯一、國內首創，它采用一種完全不同的工作模式，基本解決了傳統抽油機存在的全部問題，是一種新型的、完全可替代老式抽油機的油田抽油設備。

數控往復式潛油電泵

數控往復式潛油電泵，是一種以直線電機為動力推動裝置，直接驅動管式抽油泵進行采油的新一代采油設備。該系統由直線電機、管式抽油泵和地面控制柜三部分組成。直線電機與抽油泵相連，潛入到地下油層中。利用直線電機往復運動同柱塞運動方向一致的特點，驅動抽油泵柱塞做周期往復運動，將油液舉升至地面。

數控往復式潛油電泵可省去游梁式抽油機及其配套的動力傳動系統。與8型游梁式抽油機相比，可減少85%的占地面積，降低50%以上的能耗。不存在游梁式抽油機效率低、停機調參、桿管偏磨和井場污染等技術和環保難題。

數控往復式潛油電泵原理簡介

數控往復式潛油電泵由直線電機、抽油泵、控制柜三大部分組成。直線電機的基本結構包括動子、定子和電機引出線。其中：動子由環狀永磁體、鐵芯和芯軸組成。定子由繞組鐵芯、內筒和外殼組成。繞組呈徑向纏繞、軸向分布結構。繞組鐵芯組裝后，置于內筒和外殼組成的充油密封腔內。通過控制電源的頻率和方向，使定子產生周期交變的磁場，與動子的固定磁場相互作用，實現動子的直線往復運動，推動抽油泵柱塞工作。

直線電機在泵下端，電動機動子通過推桿與柱塞相接；固定凡爾設計在泵的上端，在凡爾罩內設有限位滑道和復位彈簧，限制凡爾只能沿直線運動、強制關閉；在泵下端設有進液篩網，篩網下端設有防砂裝置，防止砂粒進入電機。

柱塞上行時靠油液推力打開固定凡爾球；上行沖程結束后柱塞下行，在反力彈簧的作用下，凡爾球沿導向閥迅速坐封，泵腔開始充液。周而復始，實現抽油，具有間歇式工作、防砂、防氣鎖的優點，可廣泛適用于直井、定向井和水平井，其泵效達60%～90%。

產品外觀結構圖

直線電機性能及優點

耐壓力：在30Mpa壓力的水介質中檢驗24小時，無變形、無滲漏。防護等級IP58。

耐電壓：直線電機繞組在環境溫度200℃熱態下，施加交流50Hz、3300V電壓，1分鐘后測試介電強度，無閃絡和擊穿。

耐絕緣：用2500V兆歐表做絕緣電阻測試，絕緣電阻不低于1000MΩ 。絕緣等級：H級。

耐高溫：直線電機繞組燒結溫度為380℃。直線電機在溫度不高于150℃的介質中運行，可保證額定推力輸出。

引進調速傳動后，該電機可根據井下狀態調節抽油機沖程頻次并調節上、下行程的速度，在提高泵充滿系數的同時減少泵的漏失，以獲得最大出油量。尤其是采用變頻調速既無啟動沖擊，又可解決選型保守、線路較長等所致的功率因數偏低等問題，節能增效的同時又能提高整機壽命，減少機械故障，提高可靠性，具體表現為：

可在線調整沖次：調整范圍為0.1～8次/min，分辨率：0.1次/min；

可在線調整上行和下行頻率：調整范圍為上行：8～15Hz、下行15～24Hz；

具有手動控制功能：判定動子在運行腔內的相對位置，控制動子的運行方向；交替使用“手動上行”和“手動下行”按鈕，可排除因柱塞砂卡或井口結臘等因素造成的輕微阻塞；

該產品具有自動保護功能：遇有強雷電、輸出電纜或負載短路、柱塞阻卡、油管堵塞、控制柜超高溫等影響系統正常運行的異常情況時，控制系統會自動啟動停機保護功能；

具有自啟功能：電網意外停電時電機停止運行，送電后自動開啟；

具有過載保護功能：控制程序設定上行和下行電流保護值，當電流超過設定值時，系統自動停機；

可根據用戶需求，選擇遠程控制裝置：控制柜配置了232輸出接口。另加裝GPRS無線網絡和移動網絡傳輸系統，可將數控往復式潛油電泵系統的運行參數傳至油田局域網，實現遠程電腦、手機APP終端控制；

具有清、防臘裝置：與潛油電泵配套的連續電加熱管，采用三相供電、自成回路?？梢罁疁?、析蠟溫度等因素，將電加熱管下到管柱內結臘點以下50～100米處，通過地面電加熱控制柜，實施對井液加溫，防止管柱結臘。

數控往復式潛油電泵適用范圍

數控往復式潛油電泵直線電機系列包括2種規格、6個型號產品，抽油泵系列包括9個型號產品，可廣泛適應于垂深3000米以內、產液量在7-100m³/d之間的直井、斜井、水平井和海上油田的開采。

因此，該產品小型化、多功能、節能環保、安全高效的性能，符合社會發展的潮流，同時為能源工業做出巨大貢獻，是石油行業內具有劃時代意義的一款產品，是替代老式抽油機的新型設備，體現了石油人的匠人精神和較高的中國制造水平。

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