一機(jī)四井：節(jié)電到極致

□ 文/圖 任厚毅

□ 勝利油田一機(jī)四井抽油機(jī)背面工作圖。

與之前的一機(jī)雙井相比，一機(jī)四井節(jié)能效果更好，運(yùn)轉(zhuǎn)也更平穩(wěn)。

近日，在勝利油田石油開(kāi)發(fā)中心勝科管理區(qū)草4-12號(hào)平臺(tái)，人們對(duì)著一套四井連在一起的抽油機(jī)嘖嘖稱(chēng)奇。集中打在一起的叢式井很常見(jiàn)，四井一起聯(lián)動(dòng)卻是首次看到。這是勝利采油院研發(fā)的國(guó)內(nèi)首套一機(jī)四井節(jié)能抽油機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)首次試驗(yàn)獲得成功。

一機(jī)一井，天經(jīng)地義

油田目前常用的還是單井抽油。一機(jī)一井，天經(jīng)地義。但是隨著油田開(kāi)發(fā)的不斷深入，單井機(jī)效率低、成本大，而且能源損耗嚴(yán)重的缺陷越來(lái)越突出。而在現(xiàn)有技術(shù)條件下，對(duì)抽油機(jī)采取的各種節(jié)能措施幾乎已做到極限，抽油機(jī)能耗并沒(méi)有明顯降低。以勝利油田為例，7年時(shí)間內(nèi)，有桿抽油系統(tǒng)效率一直在25%左右徘徊，更有2500多口井系統(tǒng)效率低于10%。還有一種浪費(fèi)是，一機(jī)一井的能量利用率低，每口井都是一套獨(dú)立的生產(chǎn)系統(tǒng)，井與井之間能量得不到綜合利用。

此外在整個(gè)油田系統(tǒng)，用電成本占到采油成本的1/3，抽油機(jī)耗電占油井年總耗電量的59%以上，而且還有繼續(xù)升高的趨勢(shì)，所以降低能耗是擺在油田開(kāi)發(fā)面前的重要課題之一。

一機(jī)雙井，優(yōu)點(diǎn)顯著

雙井機(jī)提出的契機(jī)是叢式井的出現(xiàn)。叢式井因具有鉆井成本低、便于后續(xù)生產(chǎn)管理等優(yōu)點(diǎn)，已被國(guó)內(nèi)各油田廣泛應(yīng)用。

目前，勝利油田有800多個(gè)叢式井組，約2800口叢式井。另外，還有近1000口井距小于10米的加密井。隨著土地緊張、用地成本飛速發(fā)展，今后新鉆井主要以叢式井為主，預(yù)計(jì)到“十二五”末，勝利油田叢式井將達(dá)到6000口以上。叢式井和加密井井距較近，所以非常適合將兩口或者更多的井聯(lián)系在一起做點(diǎn)什么。摟草打兔子，兩不耽誤。

這樣，一機(jī)雙井抽油甚至更多井抽油，便進(jìn)入科研人員的視野。該項(xiàng)目從2009年1月開(kāi)始立項(xiàng)攻關(guān)，到2011年4月，集團(tuán)公司組織專(zhuān)家組對(duì)其進(jìn)行成果鑒定，一致認(rèn)定：該項(xiàng)目整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

事實(shí)證明，雙井抽油機(jī)能夠較好適應(yīng)不同井距叢式井組開(kāi)采，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)抽油設(shè)備同時(shí)帶動(dòng)兩口井采油，一井作業(yè)另一井還可以正常生產(chǎn)，具有高效節(jié)能、安全可靠、作業(yè)讓位方便等特點(diǎn)。

截至目前，雙井抽油機(jī)已在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用18個(gè)井組36口井，平均節(jié)電率達(dá)40%，年節(jié)電達(dá)到114.85萬(wàn)千瓦時(shí)，已累計(jì)節(jié)電451.2萬(wàn)千瓦時(shí)，減少抽油機(jī)投資近百萬(wàn)元，為油田的節(jié)能生產(chǎn)提供了重要的技術(shù)手段。

一機(jī)四井，效率最高

國(guó)外從上世紀(jì)80年代就開(kāi)始開(kāi)展多井抽油技術(shù)的研究，都有各自的局限，均未得到普及。國(guó)內(nèi)大慶油田和遼河油田也都展開(kāi)了攻關(guān)，均處于開(kāi)發(fā)階段?？偟恼f(shuō)來(lái)，普遍存在井距適應(yīng)性差，作業(yè)讓位困難，不能實(shí)現(xiàn)一井修井作業(yè)、其他井正常抽油生產(chǎn)，多井平衡調(diào)節(jié)難度大等問(wèn)題。

勝利采油院科研人員在雙井機(jī)成熟應(yīng)用的基礎(chǔ)上，展開(kāi)一機(jī)四井研制，少走了許多彎路。一機(jī)四井節(jié)能抽油機(jī)就是利用一套動(dòng)力系統(tǒng)同時(shí)為四口井提供動(dòng)力，即只用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，通過(guò)一個(gè)傳動(dòng)裝置，帶動(dòng)四口井往復(fù)抽動(dòng)，達(dá)到四口井的抽油目的。

□ 一機(jī)四井抽油機(jī)研發(fā)團(tuán)隊(duì)。

參與研發(fā)的該院采機(jī)所工程師鄭強(qiáng)說(shuō)，一機(jī)多井技術(shù)關(guān)鍵是利用多井負(fù)荷互為平衡來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。多井負(fù)荷采用相位角分度技術(shù)，也就是按抽油機(jī)井?dāng)?shù)將360°等分，多井之間利用相位角的不同互為平衡，比如說(shuō)如果是兩口井的話，相位角正好是180°，一口井處在上沖程，另一口正好處在下沖程，相互之間能量可以轉(zhuǎn)換利用，通過(guò)電機(jī)正反轉(zhuǎn)還可實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)換向。理論上，該技術(shù)不受井?dāng)?shù)限制，可實(shí)現(xiàn)一機(jī)三井乃至更多油井的聯(lián)動(dòng)抽油，但從設(shè)備極限及能耗平衡角度考慮，一機(jī)四井節(jié)能效果最佳。

在草4-12號(hào)平臺(tái)上，一機(jī)四井節(jié)能抽油機(jī)安裝調(diào)試后運(yùn)行平穩(wěn)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，四井抽油機(jī)平均日耗電288千瓦時(shí)，與之前4臺(tái)單獨(dú)的皮帶機(jī)相比，節(jié)電率在50%以上。

與之前的一機(jī)雙井相比，四井節(jié)能抽油機(jī)節(jié)能效果更好，運(yùn)轉(zhuǎn)也更平穩(wěn)。如果其中某口井需要作業(yè)，只需換裝一個(gè)平衡塊保持系統(tǒng)平衡即可，不影響整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

“現(xiàn)在國(guó)家提倡綠色低碳、節(jié)能減排發(fā)展戰(zhàn)略，我們這套抽油機(jī)正好有效解決叢式井抽油能耗高、成本大等難題，為叢式井的節(jié)能降耗開(kāi)發(fā)提供技術(shù)支撐?！痹撍饕獏⑴c研發(fā)的工程師張中慧說(shuō)，“一機(jī)四井技術(shù)成熟以后，下一步借鑒非常規(guī)壓裂井工廠模式，我們還要實(shí)現(xiàn)叢式井組多井抽油系統(tǒng)工廠化、采修系統(tǒng)工廠化以及生產(chǎn)管理系統(tǒng)工廠化等，將叢式井組的節(jié)能降耗發(fā)揮到極致?！?/p>