淺析如何降低抽油機井的綜合能耗

蘭正昕大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠第二油礦

淺析如何降低抽油機井的綜合能耗

蘭正昕
大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠第二油礦

摘要：眼下，油田采油機械設(shè)備所消耗的資源不斷上升，而且油井單油井出油數(shù)量不斷下降，因此在是由采集過程中的節(jié)約資源就成為了一個相當重要的問題。在確保油井產(chǎn)油數(shù)量不變的情況下，尋找具備節(jié)能空間的采油機械設(shè)備，尤其是投入使用時間不長的機械采油井，選取性價比最高的資源配置方式以及相關(guān)參數(shù)、優(yōu)先選取低能耗采油設(shè)備，在采油過程中必須要用到大量消耗資源的機械加以改進等手段來盡可能的將石油采集設(shè)備的能源消耗量降到最低。

關(guān)鍵詞:抽油機；節(jié)能；措施；效果

在2014年，對抽油機井采油系統(tǒng)的工作效率進行測試，所測的的采集系統(tǒng)平均工作效率25.34%，測試所得該采油系統(tǒng)單位時間功耗為7.1 kWh/t，在這之中有92%系統(tǒng)的平均工作效率為25.16%，測試所得該采油系統(tǒng)單位時間功耗為7.02 kWh/t。在實際測量過程當中，單位時間功耗超過8.3 kWh/t的高耗能抽油機井設(shè)備數(shù)量在測試機井總數(shù)當中占據(jù)的比例為48%，測試所得平均單位時間功耗為14.12kWh/t，這些單位時間功耗較高的機井在節(jié)約能源方面有相對較大的空間，因此在降低抽油機井綜合能耗的過程中成為節(jié)能的主要目標。

1　影響抽油機井系統(tǒng)能耗因素分析

1.1抽油機機型偏大

在抽油機機型較大的情況下，減速箱的軸承以及齒輪等零部件不可避免的會承受較大的壓力，并由于受力面承受壓力過大因此會進一步導(dǎo)致摩擦力增加，從而增加摩擦損耗，也就會帶來單位時間之內(nèi)的較高功耗。抽油機載荷的有效比例越低，無無效損耗占據(jù)消耗功率的比重就會越高，抽油機功率的實際應(yīng)用效果就越差[1]。由于要排除參數(shù)以及泵效對于單位時間功率損耗可能產(chǎn)生的影響，因此在選擇統(tǒng)計樣本的時候優(yōu)先選取泵效超過50%、沖速低于5 min-1的采油機井，在選取的這一部分統(tǒng)計樣本當中載荷的實際利用比例不高于30%且單位時間功率損耗高于8.3 kWh/ t的采油機井設(shè)備。

1.2電動機裝機功率偏大

在電動機額定功率較大情況下，電動機在工作過程中產(chǎn)生的熱損失以及機械損失同樣較大，無效功率比例也相對更高，單位時間功率損耗也同樣較高[2]。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在電動機功率的有效功率低于30%的情況下，電動機的實際工作效率會低于70%，功率因數(shù)也不會高于0.6，運轉(zhuǎn)過程中自身的無效耗損比例同樣會提升，因此整個機械會處在低效能運轉(zhuǎn)狀態(tài)。為了在數(shù)據(jù)分析當中排除其余的影響因素，因此將有效荷載比例大于65.21%、泵效不低于50%、沖速超過7 min-1的設(shè)備作為本次統(tǒng)計分析的主要目標。在選取的這一部分統(tǒng)計樣本當中載荷的實際利用比例不高于30%且單位時間功率損耗高于8.3kWh/t的采油機井設(shè)備。對得到的統(tǒng)計數(shù)據(jù)加以分析我們可以發(fā)現(xiàn)這是由于油井單油井出油數(shù)量下降、液體供應(yīng)能力欠缺、生產(chǎn)參數(shù)不具備改進空間、選取的電動機裝機功率過高所導(dǎo)致的。在這種情況下，可以考慮更換小電動機，從而盡可能將無用功耗比例降到最低，全面提升有效功率的比例，以確保電動機在運轉(zhuǎn)過程當中處于高效工作狀態(tài)。

2　降低能耗主要優(yōu)化措施及效果

2.1針對設(shè)備利用率低的抽油機井，優(yōu)化設(shè)計配套措施

2.1.1機型偏大

在處理由于選擇機型過大而導(dǎo)致能耗較高的采油機井設(shè)備時，應(yīng)該機型過大的設(shè)備替換為小型設(shè)備。在通過此種手段來治理抽油機井耗能過高問題之后，每一機井平均每日可以節(jié)約電能28 kWh。

2.1.2應(yīng)用節(jié)能電動機

在處理由于電動機裝機功率過高而導(dǎo)致能耗較高的采油機井設(shè)備時，采取更換裝機功率小的節(jié)能型電動機或?qū)ΤＲ?guī)電動機進行節(jié)能改造，存在此類問題的設(shè)備數(shù)量共有8%。在改后與之前相比較，平均裝機功率下降了8.3 kW，有效功率占據(jù)的比例提升了2.5%，每一臺設(shè)備平均每天可以節(jié)省電能41.4 kWh，電能節(jié)約比例為24.1%。

2.2針對抽汲參數(shù)不合理的抽油機井，優(yōu)化匹配參數(shù)

2.2.1優(yōu)化匹配泵徑、地面參數(shù)

在處理正常生產(chǎn)過程當中沉沒度較高、泵效相對較高、沖速相對較高高耗能機井時，應(yīng)該在檢泵時機使用大泵來進行替換、采取相應(yīng)方法將沖速盡量調(diào)小。在采取上述措施之后，平均泵徑上升了6 mm，沖速下降了3.1 min-1，因此理論平局排量上升了3.2 m3/ d，沉沒度下降83.1m，泵效與改進之前相比提升了9.4%，一臺設(shè)備平均每天可以節(jié)省電能42.1 kWh。

2.2.2調(diào)小參數(shù)

在處理由于沖速過高而導(dǎo)致沉沒度較低、泵效相對較低、因此耗能較高的抽油機井時，將其中8.4%口井沖速調(diào)小，其余口井將沖程下調(diào)。在調(diào)整相應(yīng)參數(shù)之后，此類設(shè)備平均每一臺沖速均降低了3 min-1，沉沒度上升了224.1 m，泵效與調(diào)整之前相比提升了6.1%，單位損耗下降了2.51kWh/t，耗損功率同樣降低了3.0 kW，一臺設(shè)備平均每天可以節(jié)省電能52kWh。

3　經(jīng)濟效益

經(jīng)過對耗能較高的抽油機井加以改進，到年底為止，抽油機井系統(tǒng)效率與去年同期相比上升了0.07%，采集每一噸液體所耗費的電能下降了0.31kWh/t。自2014年至今，在對抽油機井系統(tǒng)當中耗能設(shè)備改進的過程中，經(jīng)過對單井能耗水平以及對能耗產(chǎn)生影響的各個因素進行分析，對功耗較大設(shè)備加以改進，起到了較好的效果，預(yù)計年度可以節(jié)約的電能為341.18×104kWh。

參考文獻：

[1]劉野.降低抽油機井井口回壓工藝方案[J].石油石化節(jié)能, 2013,(8):49-50

[2]李鶴.降低抽油機井能耗方法的探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2013,(1)

[3]王曼,王林平,魏立軍等.降低抽油機井地面能耗技術(shù)在安塞油田的應(yīng)用[J].節(jié)能技術(shù),2013,31(3):281-284