合理優(yōu)化參數(shù),提高抽油機井系統(tǒng)效率

摘#8195;要 本文通過對抽油機井系統(tǒng)耗電過程的理論分析，綜合考慮影響抽油機井輸入功率、有效揚程的多種因素，有效調(diào)節(jié)動態(tài)參數(shù)建立能耗最低參數(shù)組合，實現(xiàn)機械采油系統(tǒng)的節(jié)能降耗。

關(guān)鍵詞 能耗高；優(yōu)化；節(jié)能

中圖分類號 TE 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)031-0183-01

由于朝陽溝油田屬于特低滲透油田，隨著開采年限的延長，油井產(chǎn)量逐漸遞減，抽油機長期處于輕負荷的工作狀態(tài)，工作效率降低，單井能耗逐年增加。抽油機井系統(tǒng)效率是衡量有桿泵系統(tǒng)生產(chǎn)與能耗的綜合性指標(biāo)，若想充分發(fā)揮油層潛力，又節(jié)能降耗，就要盡最大可能地提高抽油機井的系統(tǒng)效率。

1 抽油機井系統(tǒng)效率計算公式

抽油機采油的目的就是將地面的電能傳遞給井下的液體，從而將井下的液體舉升到井口。整個系統(tǒng)工作時，就是一個能量不斷傳遞和轉(zhuǎn)化的過程。在每一次傳遞時都將損失一定的能量。從地面供入系統(tǒng)的能量扣除系統(tǒng)損失的各種能量以后，剩余的能量就是系統(tǒng)所給液體的有效能量，這一將液體舉升到地面的有效能量與系統(tǒng)輸入的能量之比值稱之為抽油機的系統(tǒng)效率。

抽油機井的系統(tǒng)效率公式為：

η=N有/ N入

N有=HQρg/（3#8198;600×24）

式中：H—舉升高度，m；

#8195;#8195;#8195;H=H動+（P油-P套）/（ρ×g）；

#8195;#8195;#8195;H動—動液面，m；

#8195;#8195;#8195;P油、P套—油壓、套壓，Mpa；

#8195;#8195;#8195;Q—產(chǎn)液量，m3/d；

#8195;#8195;#8195;ρ—混合液密度，kg / m3；

#8195;#8195;#8195;g—重力加速度，9.8 m/s2；

#8195;#8195;#8195;η—抽油機井系統(tǒng)效率。

由上式可看出，影響抽油機系統(tǒng)效率的因素較多，直接的因素有動液面深度、產(chǎn)液量、油壓、套壓等。因此要提高單井的系統(tǒng)效率，必須找到產(chǎn)量與沉沒度的最佳結(jié)合點，進而合理匹配生產(chǎn)參數(shù)，降低能耗。

由于能量（指電能和機械能）在轉(zhuǎn)換和傳遞過程中，會發(fā)生不可避免的損失，所以有效功率一定小于輸入功率，系統(tǒng)效率總小于1。根據(jù)能量守恒定律，輸入功率應(yīng)當(dāng)?shù)扔谟行Чβ逝c損失功率之和，即

N入=N有+N損

式中：N入—輸入功率，kW；

#8195;#8195;#8195;N有—有效功率，kW；

#8195;#8195;#8195;N損—損失功率，kW。

也就是說，在輸入功率一定的條件下，損失功率越大，機械采油井系統(tǒng)效率越低；反之系統(tǒng)效率越高。由此可知道，要提高機械采油井系統(tǒng)效率，就要努力減少各部分的功率損失。

2 影響抽油機系統(tǒng)效率因素分析

1）機械設(shè)備損耗分析：①電機部分的損失，包括熱損失和機械損失。深井泵裝置中電機負荷的變化十分劇烈而頻繁。在抽油機的每一沖程中，電機的輸出功率都將出現(xiàn)瞬時功率極大值和瞬時功率極小值。其瞬時功率極大值可能超過額定功率，而極小值可能出現(xiàn)負功率（即電機不僅不輸出功率，反而由抽油機拖動而發(fā)電），特別是在抽油機平衡不良時，損耗必然增大。由此可見，電機損耗對系統(tǒng)效率的影響很大。②其他部分的損失。帶傳功部分的損失、減速箱部分的損失、四連桿部分的損失、盤根盒部分損失、抽油桿部分的損失、抽油泵部分的損失、管柱部分的損失。

機械設(shè)備的能耗損失是客觀存在的，對抽油機系統(tǒng)效率必然造成影響。為了減少這部分損失，可以對不平衡的井進行調(diào)平衡，以減少電機部分的能耗損失。但其他部分的能耗損失，可做的工作很少。

2）地層能量低造成油井供液方面嚴(yán)重供液不足對系統(tǒng)效率的影響。

3）泵況方面影響：抽油泵緩慢漏失或油管輕微漏失，由于產(chǎn)油量差值小而不能夠及時檢泵，這部分井液量下降，系統(tǒng)效率降低。

4）技術(shù)管理對系統(tǒng)效率的影響：①抽油機井電機功率匹配不合理的現(xiàn)象依然嚴(yán)重，主要原因是由于機采設(shè)備是按滿足油井的長期需要配置的，部分井在投產(chǎn)初期時安裝的機型和裝機功率偏大，造成能耗偏高。②合理的流壓對系統(tǒng)效率的影響：從有效功率的公式

N有=HQρg/（3#8198;600×24）可以看出，有效功率主要受有效揚程與產(chǎn)液量的影響。一般來講，無論什么機型以及抽汲參數(shù)大小，隨著有效揚程H的增加，系統(tǒng)效率η都增加。但它們并非線性關(guān)系，隨著有效揚程的增加，系統(tǒng)效率增加的趨勢逐漸變緩，直到達到最大。這是因為，當(dāng)下泵深度一定時，隨著揚程的增加，而抽油泵的沉沒度變小，導(dǎo)致抽油泵的排量系數(shù)下降；使抽油泵產(chǎn)量減少，進而影響系統(tǒng)效率的提高。因此，要提高系統(tǒng)效率，就必須保持合理的沉沒度，也就是說要有一個合理的流壓。

3 合理優(yōu)化參數(shù)，提高抽油機井系統(tǒng)效率

由系統(tǒng)效率計算公式可知，要提高單井的系統(tǒng)效率，必須找到產(chǎn)量與沉沒度的最佳結(jié)合點，進而合理匹配生產(chǎn)參數(shù)。我們根據(jù)單井生產(chǎn)情況，在保證油井最佳產(chǎn)能的前提下，確定合理的沉沒度，對部分井進行了參數(shù)優(yōu)化。油機井上提泵掛的優(yōu)化措施通過在檢泵中優(yōu)化泵掛深度設(shè)計，在不影響單井生產(chǎn)能力的情況下，采取了上提泵掛措施，在降低抽汲負荷的同時，確定合理的沉沒度，達到節(jié)能降耗的目的。

抽油機抽汲參數(shù)的優(yōu)化：針對參數(shù)偏大區(qū)及負荷超載區(qū)的井，采取調(diào)小參數(shù)措施，使動液面恢復(fù)到合理范圍，在減少設(shè)備損壞的幾率的同時，也達到了節(jié)能效果。

4 取得的認識

抽油機節(jié)能工作是一項系統(tǒng)工程，因此在應(yīng)用上要注重整體優(yōu)化配置；在管理上要實現(xiàn)節(jié)能工作立體化；在測試技術(shù)上要達到精、準(zhǔn)、細，才能實現(xiàn)節(jié)能技術(shù)最優(yōu)化，節(jié)能效益最大化。

1）油機井系統(tǒng)效率測試工作是開展節(jié)能實驗和新技術(shù)推廣的根本保障，因此，要加強抽油機井的能耗測試工作，開發(fā)完善能耗測試儀器，保證測試效果。

2）優(yōu)化抽汲參數(shù)，保持合理流壓，是提高抽油機井系統(tǒng)效率最簡捷的途徑。

參考文獻

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