2023年抽油机的可行性研究报告新编.docx

抽油机的可行性研究报告 抽油机 （一）工程建设的必要性 近年来，我国大局部油田已进入注水开发的中后期，开发深度和难度与日俱增，油田供液能力明显缺乏，虽然对采油设备采取了多种技术措施，但机械采油设备仍占据主导地位.据统计，我国目前机械采油井的数量占油井总数的90%以上，其中由抽油机组成的抽油设备的抽油井占80%左右，采油量占总产量的75%以上. 为了提高稠油井的产量和油藏的开采效率，需要采用"小泵探抽"和"大泵提液"采油工艺，这样就要求采油设备必须具有长冲程和大载荷的特点.实践说明，游梁式抽油机尽管是使用制造经验较为成熟的机型，是现有有杆抽油设备的主力，但是把其开展成为长冲程大载荷抽油机的困难较大，而无游梁抽油机在这方面具有较大的优越性.在无游梁式抽油机中，液压抽油机具有传能密集可使整机结构紧凑，重量轻，适应井况范围广，冲程长度和冲程次数的调节方便等特点.因此，液压抽油机在我国可望会得到较快开展，并会在今后几年内出现几种不同形式的液压抽油机用于油田的采油作业.针对我国海洋油田及陆地油田的开发实际，尤其针对我国西部油田开发前景，液压抽油机的开发与应用前景是相当广阔的，也是势在必行的. （二）资源现状，问题与需求分析 1，国际现状及开展趋势 当前，石油钻采装备制造业处在开展的黄金时期.主要是全球经济增长刺激能源的巨大需求，高油价的到来促使石油设备制造产业的快速开展.近年来，我国通过贸易销售和施工队伍带到国外的石油石化设备逐年增加，"中国制造"有了一定信誉. 世界上生产原油的国家特别是石油输出国，大多数不具有石油装备的制造能力.如中东，南美等一些产油国，一直从国际市场采购.同时，尽管美国一直是石油装备国际市场的主要占有者，但西方国家的石油装备价格很高，一些开展中的产油国在寻找替代的货源，一些西方的石油公司为了降低本钱也在寻找替代的货源.在总体质量，技术水平与国际水平根本相当的情况下，我国的石油装备那么在价格上具有优势，一些用量较大的设备如井口装置，抽油机，石油管材等，国际市场份额不断扩大. ①现状 a，产品 抽油机至今是采油设备中最常用的设备，在世界上约占机械采油的80%以上.美国lufkin公司是最有名的抽油机制造公司，世界上最大载荷的抽油机是该公司生产的a系列前置式气平衡抽油机，最大载荷为194kn.抽油机一般寿命在15年以上.lufkin公司早期曾生产过一台配有2（1/2）〃涡轮涡杆减速器的小型抽油机，自从1921年安装使用直到1996年已经连续运转75年之久，累计运转时间为470000小时，目前还可使用，是世界上最长寿命的抽油机.法国mape公司生产的h系列液压驱动长冲程抽油机最大载荷为199kn. b，生产工艺 在国外，抽油机的生产已经根本上被几家大的机械制造公司所垄断，如美国最早，最大的抽油机制造公司拉夫金（lufkin）公司，原苏联最大的抽油机生产基地阿塞拜疆石油机械制造集团.这些企业生产规模大，采用先进的部件优化技术，将抽油机系统按功能分解成假设干模块，按照标准化，通用化，系列化的方式组织生产，企业的设计，制造及管理水平较高.以较少的生产模块，最大限度地满足不同用户多种类型，规格抽油机的需要，给企业带来了较高的经济效益.根据美国拉夫金公司的产品样本，他们所生产的79种型号的抽油机由十类近20230种模块组合而成，其生产的零部件具有高度的通用性，也较彻底地解决了零部件的通用和互换问题.由于采用模块化设计方法，既满足了多品种，小批量的市场需求，又解决了企业规模化问题，产品质量也有了保证. ②开展趋势 近年国外采油（气）设备的开展趋势是向大排量，大功率，耐高温，耐高压方向开展;向自动化，智能化和遥控监测方向开展;向具有保护，报警，优化记录及显示功能方向开展;向采油工艺多适应性开展，即能适应含水，含气，含沙，含石腊，稠油和低渗透油藏的采油需要，又能满足定向井，水平井和深井采油工艺的需要. 陆地的机械采油系统，将着重开展游梁式抽油机，以适应长冲程，低冲次，低本钱，节约能源，维修次数少，占地面积小，长寿命等的需要.无游梁式抽油机，储能型液压抽油机将得到开展.适应采稠油的，深油井的螺杆式抽油机，数控，自动化，智能型抽油机也将得到开展. 2，国内资源的数量，质量与分布情况 液压传动是现代工业必不可少的能量密集型传动方式，它可以最大限度地减小设备体积和重量，以液压传动技术为特征的液压抽油机可以最大限度地发挥油井产能和延长地面及井下设备的使用寿命，具有很好的采油经济性，尤其是针对稠油开采和油田的后期开发液压抽油机那么更具魅力.目前，在国外液压抽油机已开展到了一个较高的技术水平，形成一系列性能优良的抽油机产品，并得到了油田生产的广泛应用;在国内由于液压元件制造水平的制约，液压抽油机的开展比较缓慢，但随着我国液压技术和机电一体化技术的迅速开展，相信在今后一个时期以机电液一体化技术为特征的液压抽油时机得到较快的开展. 我国尽管液压抽油机的研究起步较晚，但其开展却是非常迅速的，至目前不仅出现了一些结构性能均具特色的液压抽油机结构方案，而且也出现了少量液压抽油机产品样机.针对我国液压抽油机的开展状况. ①吉林工业大学研制的ycj-ii型液压抽油机.ycj-ii型液压抽油机是典型的"液压泵—液压缸"结构方案，它主要由提升装置，传力装置，导向装置，换向装置及机架组成它的提升装置主要由一个主油缸和两个平衡油缸所组成;它的传力装置主要由传力板，调节轮及悬绳器所组成;它的导向装置主要由导轨和导向轮所组成;它的换向装置主要由无触点行程开关和电液换向阀等组成该机工作参数为：悬点载荷157kn，最大冲程长度5m，总程次数3—5/min，配备电机功率45kw.该机在1987年11月完成了厂内台架试验，1989年12月末开始在辽河油田进行了油田应性试验;试验说明，该机的液压和电气了系统是可行的，在北方冬季野外可连续运行，与常规抽油机相比可节能25%—33%，并具有结构简单等特点，但是该机在工业性试验中也暴露出了一些问题，还有待作进一步的改进同时，与国外抽油机相比，还具有以下缺乏之处：首先该机所采取的平安保护措施还有欠缺，达不到油田对抽油机高可靠性的要求;其次先进的机电液一体化技术的应用还很不够等等. ②兰州石油机械研究所研制的ycj12—2023—250（i型液压抽油机），ycj12—2023—2500型滚筒式液压抽油机是典型的"液压泵—液压马达"结构方案.该机采有组块拼装式结构，全机分成液压组块，绞车组块和支架组块.整机工用效能参数为：悬点载荷1200kn，最大冲程长度2023m，额定扭矩2500n·m，最大扭矩4000n·m，最高冲次5min-1，整机重量26t.该机于1993年通过部级鉴定验收，它的液压系统由主油路，辅助油路和平安保护油路三局部组成它的主油路采用了效率较高的液压闭式回路.为了防止主泵零排量（即换向）时的发热和保护润滑，其溢流局部全部经主泵回流至油箱.该机的根本工作原理为：利用主泵提供的流量和流向均变化的压力油驱动液马达实现正反转，然后通过液马达驱动滚筒的正反转;在滚筒上有正反向缠绕的两根钢丝绳，这两根钢丝绳的其中一端分别固定在滋筒上，另一端分别与抽油杆和平衡重相连，通过滚筒的正反转带动实现抽油机悬点的上下往复运动，该机采用了机械平衡方式. 此外，在该机制液压系统中设置了平安保护装置可以保证不出大的事故.试验说明，该机具有冲程长，重量轻，冲程长度和速度可无级调节，井口占地面积很小，整机运行平稳，节能和换向冲击小等优点，是一种很有开展前途的新机型. ③功率回收型液压抽油机，该液压抽油机是针对遭受抽油机中下冲程作业动力机付出的能量，抽油杆下落及换向制动的释放能不能全部回收和平衡效果不完善等缺点而设计的，该液压抽油机中利用了"变量泵—马达"这—关键性元件，它既可作泵也可作为马达，它的设计原理是将平衡问题归人功率回收问题来考虑，通过能量的储存与转换使功率回收最完全，平衡最完美.该机具有结构紧凑，体积小，重量轻，耗能少，本钱低，可实现长冲程，低冲次，大载荷的特点;此外该机还具有平安保护功能. 此外，近几年我国石油科技工作者还提出了许多很具特点的新型液压抽油机结构方案，如齿轮齿条长冲程液压抽油机等等. 3，存在问题分析 （1）减速器的质量和寿命问题 由于钢材价格上涨，为了降低本钱，抽油机用的减速器材质由铸钢变为铸铁，质量严重下降，易出现打齿，减速器故障造成采油停止的经济损失巨大. （2）传统抽油机采用重量平衡，天长日久，无用耗能巨大. 4，需求分析 随着油田抽油设备研究水平的提高，抽油机采油井的数量呈现逐年上升的趋势.据介绍，全国目前有7.5万多口机械采油井，年耗电量高达20235亿千瓦时，同时全国每年新增机械采油井大约5000口以上，每年需新增和更换抽油机7000—8000台，需新增和补充抽油杆几百万米和抽油泵上万台套. 据不完全统计，大庆油田有约3万台传统抽油机工作，辽河油田大约有7000—8000台传统抽油机工作，大港油田有5000—7000台传统抽油机在工作，这些抽油机每年需要按一定比例进行更新. 中国制造的传统型抽油机在世界具有良好的声誉，每年有上万台抽油机出口需求. 辽河油田总机厂抽油机2023年产量为800台，2023年预计202300台.大港油田总机厂抽油机2023年产量为202300台，2023年预计1200台，并且供不应求. 无论是自产液压抽油机，还是为石油机械企业配套液压驱动局部，都有广阔的市场. 5，工作根底和共建部门的资源优势 （1）天津大学机械工程学院机械工程系简介 机械工程学科是国家一级博士点学科，涵盖机械制造及其自动化，机械电子工程，机械设计及理论3个二级博士点学科，车辆工程和工业设计硕士点，博士后流动站，机械工程领域硕士点，以及机械设计制造及其自动化和工业设计两个本科专业;国家工科机械根底教学基地;教育部先进陶瓷及加工技术重点实验室，XX省先进制造技术与装备重点实验室也设在本学科.学科现有一个教学中心和七个各具特色的研究所.本学科现有国家杰出青年1名，长江学者2名，教授19名，副教授和讲师64名，工程技术人员80余名.近五年来承担国家杰出青年基金，国家863，国家自然科学基金重大国际合作，以及国家，部委和企业委托课题百余项，获国家教学成果二等奖1项，XX省教学成果一等奖2项，以及各种部委科技和人才奖励多项. 数控与液压技术研究所隶属于机械电子工程二级学科，主要从事机，电，液一体化方面的教学与研究.所内拥有教授2人（博士生导师1人），副教授5人（硕士生导师3人）.在校博士及硕士研究生30余人.为本科生及研究生开设的课程有：机器人动力学，数控技术，传感器技术，液压传动与气压传动，工控机等.近年来先后承担国家863高技术（5项），国家自然科学基金（1项），教育部博士点基金（1项），XX省自然科学基金（2项），及各大企业科研工程.发表论文40余篇，其中被sci/ei/istp收录2023余篇，获得省部级奖励5项. 天津大学机械工程学院主要研究成果介绍 ①并联构型装备 完成人：黄田等人. 1997年在国内率先开展并联构型装备（parallelkinematicmachines）设计理论，关键技术和样机建造工作.承担国际合作，国家，部委和横向课题多项，研制成功多种机床和机器人，并实现小批试制.在并联机构创新设计，工作空间分析与综合，精度设计与运动学标定，静，动态分析与设计，轨迹规划，开放式数控系统建造，以及装备的可重构布局等方面