油田機(jī)采系統(tǒng)效率影響因素分析與防止對(duì)策

張建峰

摘要：油田機(jī)采系統(tǒng)效率是衡量一個(gè)油田采油技術(shù)水平的主要指標(biāo)，長(zhǎng)期以來(lái)，由于偏于追求原油產(chǎn)量，對(duì)機(jī)采系統(tǒng)效率工作重視不夠，使油田開(kāi)采成為低效率高能耗行業(yè)。機(jī)采井是油田的主要耗能設(shè)備之一，提高機(jī)采系統(tǒng)效率是油田節(jié)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。如何最大限度的提高有桿抽油系統(tǒng)效率，實(shí)現(xiàn)用有限的產(chǎn)出，換取最大的效益，是保證油田高效生產(chǎn)的重要途徑之一。

關(guān)鍵詞：油田機(jī)采系統(tǒng);效率因素;對(duì)策

油田機(jī)采系統(tǒng)效率是反映機(jī)采管理水平的一個(gè)重要指標(biāo)，其影響因素較多，涉及面廣。提高機(jī)采系統(tǒng)效率，是一個(gè)全面組織協(xié)調(diào)對(duì)抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)、抽油桿、抽油泵以及配套技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)工作。通過(guò)對(duì)抽油機(jī)系統(tǒng)效率的研究，采用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)匹配，加強(qiáng)管理，是能夠提高抽油機(jī)系統(tǒng)效率，達(dá)到節(jié)能降耗、降低采油成本的目的。

一、機(jī)采井系統(tǒng)效率影響因素

抽油機(jī)井系統(tǒng)效率是指將液體舉升到地面的有效做功能量與系統(tǒng)輸入能量之比，并且根據(jù)機(jī)采系統(tǒng)的特點(diǎn)，可以將抽油機(jī)以光桿懸繩器為分界點(diǎn)分為兩部分，下面就根據(jù)地下，地面兩部分來(lái)分別論述抽油機(jī)系統(tǒng)效率的影響因素。

1、井下系統(tǒng)效率影響因素，井下系統(tǒng)效率的計(jì)算公式為：

從公式中可以看出，油井液量、動(dòng)液面、示功圖面積沖程、懸點(diǎn)載荷、沖次是影響井下系統(tǒng)效率的主要因素，而它們本身也受著油層供液能力、液體粘度、井斜軌跡、泵掛深度、油管管徑、泵桿桿徑、桿管材質(zhì)等因素影響。因此，提高井下系統(tǒng)效率的潛力在于：一是從油井產(chǎn)量入手，通過(guò)各種油層改造技術(shù)，注水配套技術(shù)等來(lái)改善油層的供液能力，提高油井產(chǎn)量，提高油井的系統(tǒng)效率;二是通過(guò)下泵深度、抽汲參數(shù)、管柱組合的優(yōu)化，從而減小各種無(wú)功損耗，達(dá)到提高系統(tǒng)效率的目的。

2、地面系統(tǒng)效率的影響因素。機(jī)采井地面所損失的功耗主要由電機(jī)損失的功耗及抽油機(jī)摩阻損失的功耗兩部分組成，這其中又以電機(jī)所損失的功耗最大，且抽油機(jī)摩阻損失的功耗可以通過(guò)日常管理使其達(dá)到最好的運(yùn)行狀態(tài)，因此，地面部分的薄弱環(huán)節(jié)就是電機(jī)效率，因此電機(jī)的匹配程度直接影響地面系統(tǒng)效率的高低。普通異步電機(jī)裝機(jī)容量大，當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，絕大多數(shù)電機(jī)都是在定速拖動(dòng)方式或輕重負(fù)荷變化拖動(dòng)方式下運(yùn)行。這種高低功率的不平衡匹配，是電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于輕載和定速運(yùn)行的低效利用狀態(tài)，電機(jī)效率較低。并且由于抽油機(jī)負(fù)荷變化較大，電機(jī)負(fù)載率低現(xiàn)象嚴(yán)重，尤其是對(duì)低產(chǎn)低效油井，更是如此。

二、提高機(jī)采井系統(tǒng)效率的對(duì)策

1、地面方面

（1）加強(qiáng)能平檢測(cè)，強(qiáng)化地面節(jié)能管理工作。低效電動(dòng)機(jī)的更換。根據(jù)機(jī)采系統(tǒng)耗能狀況分析：地面部分的能量損失主要在電動(dòng)機(jī)，因此要提高系統(tǒng)效率，就要提高電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率，對(duì)電動(dòng)機(jī)老化、運(yùn)行效率低、耗能大等缺點(diǎn)，要加強(qiáng)能平檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)更換。減少地面磨損。地面部分的能量損失除電動(dòng)機(jī)外，還有三角帶、減速箱、抽油機(jī)的連桿機(jī)構(gòu)。因此電機(jī)變速箱、皮帶輪、光桿應(yīng)及時(shí)保養(yǎng)、更換、扶正，并加強(qiáng)對(duì)抽油機(jī)運(yùn)行時(shí)的潤(rùn)滑，減少連桿機(jī)構(gòu)的磨損，以免造成不必要

的傳遞能量損失，降低傳動(dòng)效率。

（2）及時(shí)調(diào)整抽油機(jī)平衡，提高機(jī)采系統(tǒng)效率。抽油機(jī)平衡不良時(shí)會(huì)出現(xiàn)發(fā)電現(xiàn)象，導(dǎo)致大量電能損耗。抽油機(jī)平衡越差，電機(jī)輸入功率越大，耗電量越高。根據(jù)油田實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，做出的一般情況下，游梁機(jī)平衡率與耗能的關(guān)系曲線。平衡率在80 -100% 時(shí)抽油機(jī)耗量最低。當(dāng)平衡率達(dá)120% 以上時(shí)，比80% 時(shí)1 小時(shí)多耗電0.25kW·h，平衡率低于70% 后，比80% 時(shí)1 小時(shí)多耗電約0.15kW·h。我們對(duì)抽油機(jī)進(jìn)一步加強(qiáng)了平衡率的調(diào)整工作，對(duì)于調(diào)平衡后電流法判斷為平衡較好，但耗電量卻升高的井則利用功率曲線重新調(diào)整抽油機(jī)平衡，消除電流假平衡現(xiàn)象，效果顯著。通過(guò)調(diào)整抽油機(jī)平衡工作的進(jìn)一步開(kāi)展，對(duì)降低油井耗電提高機(jī)采系統(tǒng)效率起到了積極作用。

（3）合理匹配電機(jī)降低電機(jī)功率，減小空耗損失提高機(jī)采系統(tǒng)效率。為了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的換電機(jī)工作進(jìn)行指導(dǎo)，通過(guò)試驗(yàn)、摸索，總結(jié)出選擇抽油機(jī)電機(jī)功率的光桿功率法，即根據(jù)光桿功率選擇抽油機(jī)電機(jī)額定功率。對(duì)負(fù)載率低的電機(jī)進(jìn)行“大調(diào)小”，提高抽油機(jī)電機(jī)負(fù)載率，提高機(jī)采系統(tǒng)效率。落實(shí)抽油機(jī)保養(yǎng)、調(diào)整工作，減少傳動(dòng)損耗提高機(jī)采系統(tǒng)效率，抽油機(jī)各部件松動(dòng)或潤(rùn)滑保養(yǎng)不好，造成皮帶及抽油機(jī)各部件之間的摩擦、打滑、變形，致使抽油機(jī)不平穩(wěn)運(yùn)行，從而無(wú)功耗電，對(duì)此認(rèn)真落實(shí)機(jī)械設(shè)備的緊固、潤(rùn)滑、保養(yǎng)、調(diào)整工作，確保抽油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。有效的減少了無(wú)功損失，降低了有功功率。提高了機(jī)采系統(tǒng)效率。

2、井筒方面。供液良好井確定合理沉沒(méi)度。一般來(lái)講，動(dòng)液面在保持一定的情況下，并不是沉沒(méi)度越大越好，而是有一個(gè)合理的界限。如果沉沒(méi)度過(guò)大，就會(huì)造成抽油機(jī)能耗的增大，造成機(jī)采系統(tǒng)效率的降低。針對(duì)沉沒(méi)度不合理的井采取上提泵掛措施，不僅節(jié)省了大量的管桿材，而且在節(jié)能降耗延長(zhǎng)機(jī)采系統(tǒng)效率，延長(zhǎng)檢泵周期中也取得很大效益。供液差井采用“合理泵徑、長(zhǎng)沖程、慢沖次”針對(duì)一些供液能力較差的井，我們采取“合理泵徑、長(zhǎng)沖程、慢沖次”的經(jīng)濟(jì)調(diào)參理念，提高抽油泵的充滿程度。

3、日常管理方面。加強(qiáng)日常加藥熱洗維護(hù)工作。對(duì)于采油隊(duì)來(lái)說(shuō)油稠與結(jié)蠟是造成抽油桿在井筒中的摩擦力顯著增加、抽油機(jī)負(fù)荷上升、單井耗電量增加的主要原因。加藥熱洗作為油井日常清蠟、降粘等日常維護(hù)工作的主要手段，可以有效地降低抽油機(jī)負(fù)荷，減少了油井耗電量。減少井口回壓套壓的影響。針對(duì)回壓高的單井，對(duì)油井產(chǎn)液物性進(jìn)行認(rèn)真分析，找出導(dǎo)致回壓高的原因，對(duì)癥下藥。首先是混輸泵管網(wǎng)整體降干壓，另外對(duì)于單井回壓較高的油井采取加裝井口水套爐的辦法，一方面可以提高產(chǎn)液輸送溫度，另一方面可以有效的破乳降低輸送阻力。生產(chǎn)中合理控制套管氣，減少氣體影響，提高泵效。對(duì)于出砂井，控制放套管氣速度，避免地層震蕩出砂。

抽油機(jī)系統(tǒng)效率是衡量油井工作狀況的主要指標(biāo)，系統(tǒng)效率反映著油井的生產(chǎn)水平，抽油機(jī)的耗電能力，目前各油田產(chǎn)量緊張，單方液量成本高，有必要對(duì)影響抽油機(jī)系統(tǒng)效率的因素進(jìn)行研究，以最經(jīng)濟(jì)的方式實(shí)現(xiàn)最大的效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王 艷.抽油機(jī)效率測(cè)試系統(tǒng)可靠性研究[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2017.

[2] 張強(qiáng)德，趙景茂，等.提高機(jī)采系統(tǒng)效率技術(shù)應(yīng)用[J].石油鉆采工藝，2016，（6）.

[3] 萬(wàn)立民 班文華《抽油機(jī)系統(tǒng)效率測(cè)試在油田的應(yīng)用和推廣[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2017，35.