抽油機井日常管理能耗節(jié)點標(biāo)準(zhǔn)的確定

田連雨

中國石油遼河油田分公司質(zhì)量節(jié)能管理部 （遼寧 盤錦 124010）

抽油機井采油是油田主要采油方式，其耗電量占油田總耗電18%以上[1]。在日常生產(chǎn)管理中，抽油機井主要控制的能耗節(jié)點有平衡率、皮帶張緊力和盤根松緊度3個，在保障抽油機井正常運行的前提下，通過現(xiàn)場試驗對這3個能耗節(jié)點參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，使抽油機井運行在最佳能耗狀態(tài)下，對降低油田能源消耗，實現(xiàn)抽油機井節(jié)能措施的標(biāo)準(zhǔn)化管理具有重大意義[2]。

1 原有操作標(biāo)準(zhǔn)不適應(yīng)性分析

Q/SY DQ0804-2002《采油崗位技能操作程序及要求》標(biāo)準(zhǔn)[3]中關(guān)于抽油機井平衡率、皮帶張緊力和盤根松緊度調(diào)整的規(guī)定如下：

平衡率應(yīng)達(dá)到85%以上；皮帶上好后，皮帶下按不超過二指為松緊適合；加完盤根后，應(yīng)不滲不漏，光桿不發(fā)熱。

從標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定中可以看出，該標(biāo)準(zhǔn)由于側(cè)重提高崗位工人的操作技能和操作水平，對于能耗的控制考慮較少，只是定性給出了一個參考范圍，沒有定量給出具體參數(shù)。在實際應(yīng)用上，從能耗控制的角度來看可操作性不能適應(yīng)目前的要求，無法作為能耗節(jié)點控制參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行使用。因此有必要對抽油機井的這3個能耗節(jié)點參數(shù)進(jìn)行研究，定量給出其在最佳能耗狀態(tài)下的參數(shù)值，以達(dá)到抽油機井在最佳能耗狀態(tài)下運行，降低油田能源消耗的目的。

2 抽油機井日常管理能耗節(jié)點標(biāo)準(zhǔn)的確定

通過應(yīng)用CDY-IA型抽油機井電機多參數(shù)測試儀，現(xiàn)場測試6口不同生產(chǎn)狀況抽油機井在不同平衡率、皮帶張緊力和盤根松緊度工作狀態(tài)下的能耗值，摸索分析隨平衡率、皮帶張緊力和盤根松緊度的變化耗電量的變化規(guī)律，進(jìn)而確定抽油機井平衡率、皮帶張緊力和盤根松緊度調(diào)整的最佳能耗范圍[4]。為了確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，在參數(shù)調(diào)整30min后進(jìn)行錄取。

2.1 抽油機最佳能耗平衡率的確定

圖1 6-3466井平衡率與日耗電回歸曲線

由于現(xiàn)場90%抽油機井機型為CYJ10-3(4.2)-53HB，所以選擇CYJ10-3(4.2)-53HB機型進(jìn)行試驗。通過對6口抽油機井的平衡率與日耗電關(guān)系的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到平衡率與日耗電關(guān)系試驗數(shù)據(jù)回歸曲線(圖1、圖2)和回歸結(jié)果對比表（表 1）。

圖2 7-2701井平衡率與日耗電回歸曲線

通過觀察6口井的回歸曲線得出，隨平衡率的變化，單井耗電量呈開口向上的拋物線規(guī)律變化，曲線的最低點即日耗電最低點對應(yīng)的平衡率，范圍在93%～97%之間，考慮到平衡率調(diào)整的可操作性，結(jié)合回歸的結(jié)果，建議平衡率調(diào)整的最佳能耗范圍為90%～100%之間。

表1 抽油機井最佳耗電平衡率試驗數(shù)據(jù)回歸結(jié)果對比表

2.2 抽油機最佳能耗皮帶張緊力的確定

為了實現(xiàn)皮帶張緊力定量管理，研制了皮帶張緊力測試儀（圖3）。該測試儀由測試部分和顯示部分組成,操作時將測試部分作用于皮帶上、下水平面,壓力傳感器將皮帶所受力的大小傳給顯示部分[5]。通過對6口抽油機井的皮帶張緊力與日耗電關(guān)系的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到皮帶張緊力與日耗電關(guān)系試驗數(shù)據(jù)回歸曲線（圖4、圖5）和回歸結(jié)果對比表（表 2）。

通過6口井的回歸曲線得出，隨皮帶張緊力的變化，單井耗電量呈一開口向上的拋物線規(guī)律變化，曲線的最低點即日耗電最低點對應(yīng)的皮帶張緊力，范圍在16～19N之間，考慮到皮帶張緊力調(diào)整的可操作性，結(jié)合回歸的結(jié)果，建議皮帶張緊力調(diào)整的最佳范圍為15～20N之間。

圖3 皮帶張緊力測試儀實物圖

2.3 抽油機最佳能耗盤根松緊度的確定

為了實現(xiàn)盤根松緊度定量管理，研制了盤根松緊度測試儀（圖6）。通過市場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)扭矩扳手可以確定螺絲的松緊力矩。將扭矩扳手的六角側(cè)面，垂直鉆2個與抽油機井盤根盒把直徑相同的圓，使扭矩扳手也能確定緊盤根力矩的大小。操作時將扭矩扳手插入抽油機井盤根盒把內(nèi)；通過順時針旋轉(zhuǎn)扭矩扳手，帶動抽油機井盤根盒把旋轉(zhuǎn)，使抽油機井盤根受力。從扭矩扳手上的力矩盤指針的變化就可以確定抽油機盤根所受力量的大小。通過對6口抽油機井的盤根松緊度與日耗電關(guān)系的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到抽油機井盤根松緊度與日耗電關(guān)系試驗數(shù)據(jù)回歸曲線(圖7、圖8)。

圖4 6-3466井皮帶張緊力與日耗電回歸曲線

圖5 7-3436井皮帶張緊力與日耗電回歸曲線

表2 抽油機井最佳耗電皮帶張緊力試驗數(shù)據(jù)回歸結(jié)果對比表

圖6 盤根扭矩扳手實物圖

通過6口井的回歸曲線得出，隨緊盤根力矩的增大，單井耗電量呈線性增加，在保證井口不漏油的前提下，緊盤根力矩越小，耗電量越少。為此進(jìn)一步開展了抽油機井緊盤根力矩與井口漏油時間的關(guān)系試驗（表 3）。

圖7 6-3466井盤根松緊力矩與日耗電回歸曲線

圖8 6-F290井盤根松緊力矩與日耗電回歸曲線

從表3看，緊盤根力矩在20N·m，井口在2.5 h以內(nèi)漏油；緊盤根力矩在40N·m，井口在28～34h之間漏油；緊盤根力矩在60N·m，井口在149～178h之間漏油；緊盤根力矩在80N·m，井口在119～155h之間漏油，由于緊盤根力矩增大，造成盤根磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致井口漏油時間縮短。考慮到盤根松緊度調(diào)整的可操作性，建議盤根松緊度調(diào)整的最佳能耗力矩值小于 60N·m。

表3 抽油機井緊盤根力矩與井口漏油時間統(tǒng)計表 h

3 經(jīng)濟效益評價

通過一年試驗運行，實施抽油機井日常管理能耗節(jié)點標(biāo)準(zhǔn)取得了較好的經(jīng)濟效益。

1）采用標(biāo)準(zhǔn)管理的6口試驗井平均平衡率是95.41%，日耗電197.29kW·h；全隊42口抽油機井平均平衡率是85.26%，日耗電205.41kW·h，6口試驗井平均節(jié)電率3.95%,實現(xiàn)年節(jié)電1.778 2×104kW·h,電價按0.638 1元/kW計算，創(chuàng)經(jīng)濟效益：1.778 2×0.638 1=1.14萬元。

2）采用標(biāo)準(zhǔn)管理的6口試驗井平均皮帶張緊力18.7N,日耗電 221.35kW·h,試驗前日耗電228.01 kW·h,平均節(jié)電率 2.92%,實現(xiàn)年節(jié)電 1.458 5×104kW·h，電價按0.638 1元/kW計算，創(chuàng)經(jīng)濟效益：1.458 5×0.638 1=0.93萬元。

3）采用標(biāo)準(zhǔn)管理的6口試驗井盤根松緊度平均為56.2N·m，日耗電149.39kW·h，試驗前日耗電156.92kW·h,平均節(jié)電率4.79%,實現(xiàn)年節(jié)電1.649 1×104kW·h，電價按0.638 1元/kW計算，創(chuàng)經(jīng)濟效益：1.649 1×0.638 1=1.05 萬元。

4）抽油機皮帶張緊力測試儀單價2 000元，盤根松緊度扭矩扳手單價150元,合計投入費用2 150元。

5）獲得的經(jīng)濟效益：創(chuàng)造效益-投入費用=3.12-0.215=2.905萬元。

投入產(chǎn)出比：0.215∶2.91=1∶14.51。

4 認(rèn)識及結(jié)論

1）抽油機井平衡率調(diào)整最佳范圍在90%～100%之間。

2）抽油機井皮帶張緊力調(diào)整最佳范圍在15～20N之間。

3）抽油機井盤根松緊度調(diào)整最佳力矩值小于60N·m。

4）合理調(diào)整平衡率、皮帶張緊力和盤根松緊度可以實現(xiàn)單井節(jié)電率10%以上，是降低抽油機井生產(chǎn)耗電的有效管理手段。

[1]馬強.抽油機井憋壓曲線研究與應(yīng)用[J].石油地質(zhì)與工程，2010，24（S）：81-83.

[2]武俊憲.天平式游梁抽油機節(jié)能技術(shù)應(yīng)用[J].石油和化工節(jié)能，2013，3（3）：16-19.

[3]Q/SY DQ0804-2002采油崗位技能操作程序及要求[S].

[4]馬志堅.節(jié)能監(jiān)測管理在油田開發(fā)中的作用[J].石油石化節(jié)能，2013，3（9）：19-20.

[5]姜杰，馬強.抽油機井系統(tǒng)效率評價與管理標(biāo)準(zhǔn)的研究[J].承德石油高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2009，11（1）：17-20.