抽油机设备与油耗研究——游梁式抽油机
国内外1抽油机的生产现状、分类及性能特点
全球有1万多口机械采油井，其中抽油井90多万口，且逐年增加。我国抽油机数量约为1万台，每年增加约5000台。
我国抽油机的发展已有近40年的历史。20世纪50年代，CKH从前苏联引进常规游梁式抽油机为主，修理为辅。60-70年代，常规游梁式抽油机是在模仿前苏联的基础上制造的，1975制定和完善了国产抽油机的技术标准。20世纪80年代以来，抽油机全部国产，不仅满足自给自足，还部分出口。在此期间，抽油机技术突飞猛进，瞄准世界先进水平，等效或部分采用美国API标准，引进Ravdin公司的先进技术，使我国抽油机跻身世界先进行列，进入国际市场。
我国有10台抽油机生产企业，产品类型已经多样化。6大类45台抽油机，但游梁式抽油机仍占主导地位。每年新增抽油机专利约30项，新试制抽油机10多台，基本满足陆地油田开采需要。各种新型节能游梁式抽油机，如双驴头抽油机、前置抽油机、异相曲柄平衡抽油机、前置气体平衡抽油机、下杠铃系列节能抽油机、窄V带传动常规抽油机等，已在我国各油田推广应用，取得了显著的经济效益。
国外抽油机的制造已经相当集中。比如美国，从1992开始，主要的抽油机生产厂家要么采用了拉夫金公司的技术，要么成为拉夫金公司的子公司，采用统一的技术进行生产，产品的系列化和标准化程度很高。抽油机总的发展方向是超负荷、长冲程、低冲次；自动化和智能化；高效节能；适应性强；无梁、长冲程、大规模。
世界上有许多新型抽油机。如果按照过去的分类方法将现代抽油机分为两大类，就不能充分表达现代抽油机的技术发展。换向系统和平衡系统是抽油机的主要组成部分，因此抽油机的分类和命名应根据这两部分的特点进行，也应符合油田的命名和分类习惯。新的分类方法是:
抽油机(1)含有游梁，由连杆机构换向，曲柄重量平衡。可以归为游梁式曲柄平衡抽油机，一般简称为某游梁式抽油机，但不能解释为曲柄平衡。
(2)对于平衡游梁式抽油机，应特别说明。
(3)如果抽油机通过某种机构换向，由于游梁摆角较大(大于或接近180度)，游梁变短甚至消失，驴头变圆。这种抽油机一般采用游梁靠近悬点的平衡方式，驴头的平衡用圆弧做成一个整体，演变成一个轮状部件，称为天车。将这种抽油机称为有一定机构换向的无游梁抽油机或冠轮抽油机比较合适。
(4)电机换向的抽油机一般通过滚筒驱动钢丝绳带动悬挂点工作，应称为电机换向滚筒型抽油机。
(5)通过各种装置(有切换)或机构(无切换)驱动滚筒正反转，并带动悬挂点上下移动的抽油机，应称为机械换向滚筒抽油机。
(6)抽油机的控制系统有普通电控和数控两种。数控抽油机一般称为数控抽油机。
抽油机的组成及工作原理
游梁式抽油机有很多种，但结构原理都是一样的。抽油机主要由游梁-连杆-曲柄结构、减速装置、动力装置和辅助装置组成，如图1所示。
1.基地；2.括号；3.挂绳器；4.汕头；5.步进梁；6.横梁轴承座；7.横梁；8.连杆；9.曲柄销装置；10.曲柄装置；11.减速器；12.制动安全装置；13.制动装置；14.电机；15.分线盒
动力机提供动力，动力机的高速旋转通过减速器变成抽油机曲柄的低速旋转，旋转运动通过曲柄连杆梁机构变成抽油机驴头的上下往复运动，驱动深井泵工作。
3抽油机主要润滑部件及其润滑性能要求
虽然各种抽油机的结构和性能参数不同，但主要润滑部位和品种基本相同。抽油机的电机、尾轴承、连杆上销、曲柄销、中间轴承、驴头销和刹车系统需要润滑脂润滑。锂基润滑脂或合成锂基润滑脂一般用于润滑。
齿轮箱是抽油机的关键部件，一般为简单的三轴(传动轴、中间轴、输出轴)并联两级减速结构。变速箱内齿轮采用油浴飞溅润滑，变速箱结合面涂有密封胶，防止飞溅油泄漏。左、右旋转齿轮与齿轮箱之间装有油箱箱(带刮油器)，齿轮箱结合面设有油箱，为各轴承提供润滑油。箱体上方有检查窗，上面有迷宫式透气盖。箱体后面有三个不同高度的塞子，下面一个用来放油，上面两个用来检查油位的高度。一般使用中压和极压工业齿轮油进行润滑。
对于液压泵和液压抽油机电机的控制系统，一般用液压油来润滑。
抽油机减速箱的润滑对抽油机的正常运行起着至关重要的作用，因此受到各油田的普遍重视。而我国主要产油区位于北方地区，冬冷夏热，各油田工作环境不同。因此，对润滑的总体要求略有不同。润滑的总体要求是良好的粘温性能、耐磨性、热氧化安定性、防锈性、抗乳化性和抗水性。
要求氧化安定性是因为抽油机减速器专用齿轮油在工作过程中不断搅拌，与空气、金属、杂质等接触。，高温下易氧化变质；对低温性能的要求是由于油田抽油机温差大。为了保证冬季设备的正常运行，对油品的低温性能提出了更高的要求。极压抗磨性是齿轮的承载能力，除了润滑油的粘度外，主要与润滑油添加剂的性能有关。防腐性能是由于抽油机减速器用齿轮油氧化产生的酸性物质会腐蚀齿轮，在温差变化产生的水蒸气作用下，齿面和油箱会被腐蚀和侵蚀，不仅破坏了齿轮的几何特性和润滑状态，还会使油进一步变质。水阻力是由于泵机组在室外工作。如果设备密封不好，很容易进水。油中的水分会加速有机酸对抽油机减速器齿轮油中金属的腐蚀，造成机械设备腐蚀，乳化性能差，添加剂水解，严重影响润滑油质量。
虽然油田设备管理的整体水平在逐年提高，设备油水管理也在逐步完善，但抽油机等粗、大、笨设备的设计、制造、管理和现场使用对润滑的重视程度不够。抽油机油(抽油机减速器油)存在的主要问题是:减速器油的选用不统一，大部分设计和厂家对减速器油的选用没有标准，多是凭经验和用户反馈信息，造成用油混乱。随意换润滑油。由于不重视对粗、大、笨设备的管理，出现了抽油机齿轮箱可以多油少油转动，抽油机齿轮箱也可以油或水并用的情况。有68机械油、再生机械油、半流体防盗脂等。，这明显增加了抽油机齿轮箱的损坏。换油不及时、抽油机工作条件差(野外连续作业)、设备外部污染严重、齿轮箱润滑油乳化变质、长期使用液面下降、因泄漏或被盗而跑油不出油等现象。，给油田造成了巨大的损失。齿轮箱漏油是抽油机常见的问题，不仅浪费油料，而且影响正常生产。规范油田用抽油机油的质量，对于延长抽油机的使用寿命，保证安全生产具有重要意义。
抽油机油的生产与研究
抽油机是原油开采的重要设备之一。常年在野外工作，环境温差变化大。它的运行是否正常，直接关系到油田的经济效益和安全生产。但长期以来，油田存在用油不规范、不一致的现象。使用的润滑油质量参差不齐。一些油田仍在使用46 #和68 #机械油或废油来润滑抽油机的减速器。由于设备润滑不当，在冬季环境温度较低或负荷变化时，设备得不到很好的润滑和保护，导致设备损坏。
2007年，中国石油大连润滑油研究开发中心对国内某大型油田抽油机用油的使用情况进行了简单调查，发现不同钻井队的抽油机使用了10多个品种、20多个粘度等级的产品，如齿轮油、机械油、车辆齿轮油、汽轮机油、全损耗系统油、机油、半流体润滑脂等，质量参差不齐，无法对抽油机齿轮箱提供良好的保护。
目前，我国约有65438+万台抽油机，每年新增约5000台。根据常规抽油机齿轮箱油箱约654.38+0.60 ~ 200 L，抽油机油一年更换一次计算，抽油机耗油量约为654.38+0.8万t/a
由于抽油机的结构和品种相对较多，主要润滑部件——齿轮箱也不尽相同，导致OEM厂商对润滑性能的要求也不尽相同。此外，抽油机应用单位——油田对应单位对抽油机减速器的设备管理不同，导致不同油田、油田采油厂甚至一个采油厂不同井队使用的抽油机油不同。有齿轮油、机械油、车辆齿轮油、汽轮机油、全损耗系统油、机油、半流体润滑脂等产品。，且质量参差不齐，不能保证抽油机齿轮箱完好。
国内陆续开展了抽油机油的研发工作，主要是在油田附近的相关润滑油厂、中国石油和中国石化。其中，靠近油田的小型润滑油厂供应优越，但技术低劣。
玉门油田炼化研究院针对玉门油田地处西北河西地区，月平均最高气温21℃，月平均最低气温-11.5℃的气候特点，研制了一种由精炼矿物油和各种添加剂制成的抽油机用半流体润滑剂。它也是一种特殊的齿轮润滑剂，具有一定的流动性和比普通润滑油更好的粘附性，并具有抗冲击负荷、防锈、防泄漏、耐寒、易启动等优点，广泛用于油田抽油机的齿轮箱中。其产品比较单一，不能满足国内各油田抽油机的润滑。大庆黑鸟股份有限公司根据大庆油田和吉林油田的具体采油工艺和气候条件，研制出了一种低温性能好、具有一定承载能力、抗磨能力和防泄漏的半流体润滑脂泵油。但其产品仍存在低温性能差、粘度品种相对单一等缺点。大庆油田公司质量安全环保部根据大庆的气候特点和抽油机油的润滑要求，提出了质量等级相当于CKB100但低温性能良好的抽油机油标准，但该质量标准在其油田的实际使用中不能广泛使用。中国石化润滑油公司开发了质量等级相当于CKC100的抽油机齿轮油。该产品已在胜利油田两种不同型号的抽油机齿轮箱中得到应用，能够满足油田设备全天候使用的要求。但其产品的低温性能不能满足北方油田冬季抽油机的润滑要求。
2007年，中国石油大连润滑油研究开发中心与大庆、新疆、长庆油田质量、安全、环保部门在股份公司勘探科联合立项——《寒冷地区抽油机用润滑油技术条件》(见表1和表2)。主要参考机械行业标准JB/T 8831《工业闭式齿轮润滑油选用方法》和国家标准GB 5903《工业闭式齿轮油》中L-CKC粘度等级100、150和220的部分技术要求，并根据抽油机的实际工况，由中国石油天然气股份有限公司勘探与生产专业标准化技术委员会提出，该标准规定了技术内容、取样、 寒冷地区抽油机减速器润滑油的检验方法和判定原则，适用于油田寒冷地区抽油机减速器润滑油的生产、验收和质量检验。 质量水平相当于CKC级闭式工业齿轮油，其粘度等级和低温性能能够满足我国各油田抽油机运行的性能要求。
命名规则如下:
中国石油大连润滑油研究开发中心采用ⅰ类和ⅱ类基础油，添加由复合抗磨剂、抗磨剂、防锈剂、金属钝化剂、抗氧剂等添加剂组成的抽油机油复合剂，可配制出符合《寒冷地区抽油机用润滑油技术要求》(Q/SY 1138―2008)的不同粘度等级、不同低温性能的抽油机油产品系列，可满足中国石油和中国不同地区油田的要求。
5结论
抽油机是保证油田产量的主要设备之一。由于野外作业的特点，其设备的润滑性能要求很高。必须使用具有良好氧化安定性、抗磨性、低温性能和分水性能的抽油机专用齿轮油，在保证设备润滑的同时，有效降低设备能耗。
中国石油润滑油公司可生产不同粘度等级、低温性能的系列抽油机油产品，可满足中国石油及国内不同油田抽油机设备的润滑需求。
收件日期:2010-06-02。
作者简介:袁茂全(1970-)，男，工程师，1992年毕业于辽宁石油化工大学应用化学系工业分析专业。现在从事润滑油的销售和管理工作，发表过多篇论文。