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摘要：随着中国经济的不断发展，石油能源消耗量迅速增加，国内加大了对稠油资源的开发，当前我国稠油开发主要采用蒸汽吞吐法，这种开采方法对设备的要求很高，作者通过实际工作经验阐述对稠油开采设工作原理及常见故障的分析和日常管理，从而实现开采设备稳定运行。
关键词：稠油抽油机工作原理故障日常管理
【分类号】TE921
随着中国经济的不断发展，国内的能源消耗持续增长，特别是石油能源消耗量迅速增加，目前我国的石油对外依存度已达到70%。为满足对石油的需要，国内加大了对稠油资源的开发，当前我国稠油开发主要采用蒸汽吞吐法，这种开采方法对设备的要求很高，本人结合实际工作作经验阐述对稠油开采设备维护和日常管理。
1 引言
1.1 稠油的物理特性
稠油即通常所说的重油，在地下含油层内它的粘度在100mPa·s左右，密度大于0.92。稠油物理特性就是原油的粘度随着温度的变化，会出现急剧的降低。基于这一特性，稠油的开采通常采用热开采。因此在一个开采周期内，一般采用大量注入高压高温蒸汽，在含油层内降低稠油的粘度，从而实现原油的开采。目前作者所在油田采用蒸汽吞吐开采法，在一个开采周期过程中，随着注入的高温高压蒸汽的降低油层温度也逐渐降低，稠油的粘度也逐步增高，这使抽油机的工作负荷也随之加大直到无法开采，开始下一个蒸汽吞吐开采周期。
1.2抽油机的工作原理
稠油的开采设备叫抽油机，俗称“磕头机”，它工作原理其实和压水井的原理一样，也是通过一个拉杆的上下运动作用把油抽上来，并经过地下铺设的管道输送到地面。当抽油机油杆向上运动过程中时，油管弹性收缩，带动油井内机械解堵采油器向上运动，撞击滑套产生振动；同时，正向单流阀关闭，变径活塞总成封堵油，当抽油机油杆向下运动过程中时，油管弹性伸长，带动机械解堵采油器向下运动，撞击滑套产生振动；同时，反向单流阀部分关闭，变径活塞总成仍然封堵油套环形油道，使反向单流阀下方区域形成高压区，这一运动又对地层内的油流通道产生一种反向的冲击力。通过这种频繁地抽吸力和挤压力扰动后，使正向单流阀下方区域形成负压区，相当于对地层产生了一个强大的抽吸力，最终把井下的油送到地面。
2 抽油机的常见故障及预防方法
抽油机的常見故障有抽油杆断脱和其他配件故障，下面我们分别对这两种故障的原因及预防方法进行详细阐述。
2.1 抽油杆断脱故障及预防方法和日常管理
2.1.1 造成抽油杆断脱的原因
造成抽油杆断脱的主要原因是井下负荷的增加，由于井下负荷的增加使抽油机冲程损失都比正常时有明显的增加，当冲程损失大于1.10米时，就会大大增加抽油杆断脱故障发生的几率。
2.1.2 抽油杆断脱的预防
一般情况下，油井的动态负荷主要包括活塞上方稠油的重量、抽油机惯性运动载荷和活塞与油井壁摩擦载荷三部分，单一的抽油机井，一般情况下活塞上方稠油的重量、抽油机惯性运动载荷是相对稳定不变的，动态变化的是活塞与油井壁摩擦载荷。在度长期现场经验的总结我们认为，当单一的抽油机井抽油机机械负荷增加能量损失增大时，表明井下活塞与油井壁摩擦载荷有增加。这样根据抽油机机械负荷变化来指导我们是否需要对油井进行洗井和大排量工作，来预防抽油杆断脱故障的发生。
通常油井的动载荷变化下有三种情况发生：第一，当抽油机机械负荷损失超过1.2米时，必须对油井进行洗井和大排量循环；通过油井冷抽和热线洗井，结果72小时全程排液结束后测示功图，关闭油井抽井大排量后马上测示功图；测试后的示功图要与洗井或大排量前的示功图进行全面对比，通过抽油机机械负荷是否恢复正常；第二，当抽油机机械负荷在1.0至1.2米之间时，每10天检测一次示功图，当发现抽油机机械负荷损失增加到1.2米以上时，原油生产按第一情况执行。当抽油机机械负荷损失低于1.0米时，油井按正常管理方法进行正常情况运行。
2.1.3 抽油机的日常管理
抽油机的日常管理做为抽油机正常工作的重要保证，生产过程的认真检查是必不可少的，按照先后顺序应该是。
首先要检查稠油采掘口，检测流量计流量是否正常，各类管道、油管和油杆连接部位有无原油渗出，各类仪表数值是否在正常范围，各闸门是否灵活好用，摸光杆有无发烫，闻盘根盒处有无异味，用启子放到盘根盒处听有无碰泵及上挂现象。
其次是检查抽油机的工作状态，首先检查各类卡子的紧固程度，毛辫子有无断股、打纽，驴头销子是否存在脱出，驴头上有无微小裂隙、扭曲、左右晃动；再检查油井基础有无开裂、水泥有无脱落，各类接触面接触是否平滑，间隙是否均匀，螺栓紧固是否良好，同时对井内支架的各连接部分的紧固是否良好，如发现驴头和基座有裂缝或变形要及时更换。观察看游梁有无变形，中轴承四个顶丝是否到位，尾轴承、横梁连杆开口销螺丝、曲柄的开口拉紧螺丝和减速箱各连接部位螺丝紧固无松动，听有无异响。
最后检查电器设备，对电机接地线牢固情况做好检查；嗅电机和开关箱在运转中有无异味，用试电笔试电机外壳有无漏电，看电机转子运作是否平稳，电机外壳温度是否在工作区间，电机运转声音是否有无噪音，各固定螺栓有无松动，运行轨道是否紧固，滑轨下方垫铁是否发生位移；并定时用钳形电流表测量电机运行的峰值电流。
2.2抽油机其他故障判断及处理方法
2.2.1 偏转轮连接处有异响
偏转轮连接处有异响原因：有固定螺帽脱落、销键断裂、销子和衬套匹配不合适、偏转轮连接轴承出现断裂等。
偏转轮连接处有异响方法：有紧固螺帽、更换断裂销键、选择匹配的合适销子和衬套、轴承涂油或更换轴承等。
2.2.2 抽油机基座震动
造成抽油机基座原因：有抽油机动态负荷增大、动态平衡失衡、基座各连接螺栓松动或螺栓装配不合适、底座与基础出现空洞、运动变速箱齿轮和偏转轮键松或丝扣损坏等。
处理抽油机基座震动方法：选择负荷有余量的抽油机或查找油井动态负荷增大的原因并消除故障、紧固各处螺栓、消除底座与基础空洞、检查变速箱齿轮等。
2.2.3 油杆运行有异响声
造成油杆运行有异响声原因：这种异响声可能是油杆连接处碰击油井油管接箍或油管挂而发出响声，如果是在油井口处响，是油杆接箍撞击油井总闸门的闸板或油井油管挂。
处理油杆运行有异响声方法：调整更换光杆下面的抽油杆短节，重新调整或减小防冲距。若在井筒中响，那就是抽油杆接箍撞击油管接箍引起的，可试将光杆重新对中把光杆换一个角度消除。
3结论
由于稠油粘度与温度变化的密切相关，每次注蒸汽进行吞吐开采时原油粘度在开采周期内有较大波动，这就造成抽油机机械负荷也出现相应的波动，因此在抽油机开采能力的选择上要有充分的考虑，对设备留有余量，从而满足采油生产过程中井内动态负荷的变化。同时在生产管理上要加大对抽油机日常巡视，及时根据抽油机的动态载荷变化调整生产方案。当原油粘度发生急剧变化时及时调整抽油机冲程，随时对抽油机的动态负荷进行测试平衡各种负荷变化，只有这样才能确保抽油机的正常运行，实现油田的稳产。
参考文献：[1] 步卫玲.石油钻采机械设备故障防治与管理[j].石油天然气学报，2009，31（4）：379-380.[2] 李玉国.浅谈石油钻采机械设备常见故障及防治[j].中国石油和化工标准与质量，2011，31（4）：240. [3] 刘文章. 稠油注蒸汽热采工程[M]，石油工业出版社，1997.7
作者简介：
申美双，女，1985年4月，新疆油田公司重油开发公司采油作业二区。
焦坤，男，1982年5月，新疆油田公司重油开发公司采油作业二区。
关键词：稠油抽油机工作原理故障日常管理
【分类号】TE921
随着中国经济的不断发展，国内的能源消耗持续增长，特别是石油能源消耗量迅速增加，目前我国的石油对外依存度已达到70%。为满足对石油的需要，国内加大了对稠油资源的开发，当前我国稠油开发主要采用蒸汽吞吐法，这种开采方法对设备的要求很高，本人结合实际工作作经验阐述对稠油开采设备维护和日常管理。
1 引言
1.1 稠油的物理特性
稠油即通常所说的重油，在地下含油层内它的粘度在100mPa·s左右，密度大于0.92。稠油物理特性就是原油的粘度随着温度的变化，会出现急剧的降低。基于这一特性，稠油的开采通常采用热开采。因此在一个开采周期内，一般采用大量注入高压高温蒸汽，在含油层内降低稠油的粘度，从而实现原油的开采。目前作者所在油田采用蒸汽吞吐开采法，在一个开采周期过程中，随着注入的高温高压蒸汽的降低油层温度也逐渐降低，稠油的粘度也逐步增高，这使抽油机的工作负荷也随之加大直到无法开采，开始下一个蒸汽吞吐开采周期。
1.2抽油机的工作原理
稠油的开采设备叫抽油机，俗称“磕头机”，它工作原理其实和压水井的原理一样，也是通过一个拉杆的上下运动作用把油抽上来，并经过地下铺设的管道输送到地面。当抽油机油杆向上运动过程中时，油管弹性收缩，带动油井内机械解堵采油器向上运动，撞击滑套产生振动；同时，正向单流阀关闭，变径活塞总成封堵油，当抽油机油杆向下运动过程中时，油管弹性伸长，带动机械解堵采油器向下运动，撞击滑套产生振动；同时，反向单流阀部分关闭，变径活塞总成仍然封堵油套环形油道，使反向单流阀下方区域形成高压区，这一运动又对地层内的油流通道产生一种反向的冲击力。通过这种频繁地抽吸力和挤压力扰动后，使正向单流阀下方区域形成负压区，相当于对地层产生了一个强大的抽吸力，最终把井下的油送到地面。
2 抽油机的常见故障及预防方法
抽油机的常見故障有抽油杆断脱和其他配件故障，下面我们分别对这两种故障的原因及预防方法进行详细阐述。
2.1 抽油杆断脱故障及预防方法和日常管理
2.1.1 造成抽油杆断脱的原因
造成抽油杆断脱的主要原因是井下负荷的增加，由于井下负荷的增加使抽油机冲程损失都比正常时有明显的增加，当冲程损失大于1.10米时，就会大大增加抽油杆断脱故障发生的几率。
2.1.2 抽油杆断脱的预防
一般情况下，油井的动态负荷主要包括活塞上方稠油的重量、抽油机惯性运动载荷和活塞与油井壁摩擦载荷三部分，单一的抽油机井，一般情况下活塞上方稠油的重量、抽油机惯性运动载荷是相对稳定不变的，动态变化的是活塞与油井壁摩擦载荷。在度长期现场经验的总结我们认为，当单一的抽油机井抽油机机械负荷增加能量损失增大时，表明井下活塞与油井壁摩擦载荷有增加。这样根据抽油机机械负荷变化来指导我们是否需要对油井进行洗井和大排量工作，来预防抽油杆断脱故障的发生。
通常油井的动载荷变化下有三种情况发生：第一，当抽油机机械负荷损失超过1.2米时，必须对油井进行洗井和大排量循环；通过油井冷抽和热线洗井，结果72小时全程排液结束后测示功图，关闭油井抽井大排量后马上测示功图；测试后的示功图要与洗井或大排量前的示功图进行全面对比，通过抽油机机械负荷是否恢复正常；第二，当抽油机机械负荷在1.0至1.2米之间时，每10天检测一次示功图，当发现抽油机机械负荷损失增加到1.2米以上时，原油生产按第一情况执行。当抽油机机械负荷损失低于1.0米时，油井按正常管理方法进行正常情况运行。
2.1.3 抽油机的日常管理
抽油机的日常管理做为抽油机正常工作的重要保证，生产过程的认真检查是必不可少的，按照先后顺序应该是。
首先要检查稠油采掘口，检测流量计流量是否正常，各类管道、油管和油杆连接部位有无原油渗出，各类仪表数值是否在正常范围，各闸门是否灵活好用，摸光杆有无发烫，闻盘根盒处有无异味，用启子放到盘根盒处听有无碰泵及上挂现象。
其次是检查抽油机的工作状态，首先检查各类卡子的紧固程度，毛辫子有无断股、打纽，驴头销子是否存在脱出，驴头上有无微小裂隙、扭曲、左右晃动；再检查油井基础有无开裂、水泥有无脱落，各类接触面接触是否平滑，间隙是否均匀，螺栓紧固是否良好，同时对井内支架的各连接部分的紧固是否良好，如发现驴头和基座有裂缝或变形要及时更换。观察看游梁有无变形，中轴承四个顶丝是否到位，尾轴承、横梁连杆开口销螺丝、曲柄的开口拉紧螺丝和减速箱各连接部位螺丝紧固无松动，听有无异响。
最后检查电器设备，对电机接地线牢固情况做好检查；嗅电机和开关箱在运转中有无异味，用试电笔试电机外壳有无漏电，看电机转子运作是否平稳，电机外壳温度是否在工作区间，电机运转声音是否有无噪音，各固定螺栓有无松动，运行轨道是否紧固，滑轨下方垫铁是否发生位移；并定时用钳形电流表测量电机运行的峰值电流。
2.2抽油机其他故障判断及处理方法
2.2.1 偏转轮连接处有异响
偏转轮连接处有异响原因：有固定螺帽脱落、销键断裂、销子和衬套匹配不合适、偏转轮连接轴承出现断裂等。
偏转轮连接处有异响方法：有紧固螺帽、更换断裂销键、选择匹配的合适销子和衬套、轴承涂油或更换轴承等。
2.2.2 抽油机基座震动
造成抽油机基座原因：有抽油机动态负荷增大、动态平衡失衡、基座各连接螺栓松动或螺栓装配不合适、底座与基础出现空洞、运动变速箱齿轮和偏转轮键松或丝扣损坏等。
处理抽油机基座震动方法：选择负荷有余量的抽油机或查找油井动态负荷增大的原因并消除故障、紧固各处螺栓、消除底座与基础空洞、检查变速箱齿轮等。
2.2.3 油杆运行有异响声
造成油杆运行有异响声原因：这种异响声可能是油杆连接处碰击油井油管接箍或油管挂而发出响声，如果是在油井口处响，是油杆接箍撞击油井总闸门的闸板或油井油管挂。
处理油杆运行有异响声方法：调整更换光杆下面的抽油杆短节，重新调整或减小防冲距。若在井筒中响，那就是抽油杆接箍撞击油管接箍引起的，可试将光杆重新对中把光杆换一个角度消除。
3结论
由于稠油粘度与温度变化的密切相关，每次注蒸汽进行吞吐开采时原油粘度在开采周期内有较大波动，这就造成抽油机机械负荷也出现相应的波动，因此在抽油机开采能力的选择上要有充分的考虑，对设备留有余量，从而满足采油生产过程中井内动态负荷的变化。同时在生产管理上要加大对抽油机日常巡视，及时根据抽油机的动态载荷变化调整生产方案。当原油粘度发生急剧变化时及时调整抽油机冲程，随时对抽油机的动态负荷进行测试平衡各种负荷变化，只有这样才能确保抽油机的正常运行，实现油田的稳产。
参考文献：[1] 步卫玲.石油钻采机械设备故障防治与管理[j].石油天然气学报，2009，31（4）：379-380.[2] 李玉国.浅谈石油钻采机械设备常见故障及防治[j].中国石油和化工标准与质量，2011，31（4）：240. [3] 刘文章. 稠油注蒸汽热采工程[M]，石油工业出版社，1997.7
作者简介：
申美双，女，1985年4月，新疆油田公司重油开发公司采油作业二区。
焦坤，男，1982年5月，新疆油田公司重油开发公司采油作业二区。