影響抽油機(jī)井單耗的因素分析與對(duì)策探討

程玉新

【摘 要】抽油機(jī)井耗電占油田開(kāi)發(fā)耗電40%左右。從井下采出單位質(zhì)量的液體所消耗的電能，稱(chēng)之為單耗，它是評(píng)價(jià)抽油機(jī)井能耗水平的重要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。在進(jìn)行節(jié)能潛力分析的基礎(chǔ)上，對(duì)抽油機(jī)井，通過(guò)采取合理配置抽汲參數(shù)、優(yōu)選抽油機(jī)設(shè)備、加大高能耗設(shè)備改造力度以及改進(jìn)生產(chǎn)管理等，可有效降低抽油機(jī)井噸液?jiǎn)魏摹?/p>

【關(guān)鍵詞】抽油機(jī)井；噸液?jiǎn)魏?；影響因?/p>

一、影響抽油機(jī)井單耗的因素分析

抽油機(jī)井節(jié)能降耗的關(guān)鍵就是在保證一定原油產(chǎn)量，或產(chǎn)液水平基本不受影響的情況下，盡可能地減少耗電量。一般來(lái)說(shuō)，從井下采出單位質(zhì)量的液體所消耗的電能，稱(chēng)之為單耗，它是評(píng)價(jià)抽油機(jī)井能耗水平的重要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和優(yōu)化調(diào)整實(shí)際，以單耗理論計(jì)算為基礎(chǔ)，對(duì)影響抽油機(jī)井單耗的因素進(jìn)行了深入分析探討。

1.抽油機(jī)負(fù)載率偏低

抽油機(jī)機(jī)型偏大。當(dāng)抽油機(jī)選型偏大時(shí)，減速箱軸承和齒輪承受的負(fù)荷大，摩擦損失占的能耗比例高，造成無(wú)效功率損失大，導(dǎo)致單耗高。抽油機(jī)載荷利用率越低，無(wú)效功率損失占消耗功率的比例越大，抽油機(jī)能量利用水平越低。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，這部分井中載荷利用率≤20%、單耗在8.5kWh/t以上的井共28口。

電動(dòng)機(jī)裝機(jī)功率偏大。當(dāng)抽油配置的電動(dòng)機(jī)額定功率偏大時(shí)，電動(dòng)機(jī)熱損失和機(jī)械損失大，無(wú)效功率損失大，造成單耗偏高。當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率利用率低于20%時(shí)，電動(dòng)機(jī)效率將低于60%，功率因數(shù)不到0.5，偏離了高效區(qū)，處于低效運(yùn)行狀態(tài)。

2.抽油井抽汲參數(shù)不合理

依據(jù)理論分析，在泵徑、沖程和沖次中，對(duì)單耗影響最大的是沖次，單耗與沖次的平方呈正相關(guān)關(guān)系?，F(xiàn)場(chǎng)以“長(zhǎng)沖程、大泵徑、低沖次”的抽油機(jī)配置原則，在分析抽汲參數(shù)對(duì)單耗的影響時(shí)，以沖次為重心，結(jié)合其他相關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)抽汲參數(shù)進(jìn)行合理匹配，從而降低單耗。

抽汲參數(shù)偏小。在沉沒(méi)度和泵效都較高的情況，泵徑或沖程仍有調(diào)大的余地。此時(shí)，雖然舉升高度和抽汲參數(shù)都比較低，對(duì)降低能耗是有利因素，但是由于產(chǎn)液能力沒(méi)有得到充分發(fā)揮，使得單耗仍然偏高。

抽汲參數(shù)相對(duì)偏大。對(duì)于油層供液能力差的抽油機(jī)井，如果采用相對(duì)較大的參數(shù)抽汲生產(chǎn)，就會(huì)使沉沒(méi)度偏低，進(jìn)而導(dǎo)致抽油泵充滿(mǎn)程度低，造成泵效低，此時(shí)，系統(tǒng)容積、水力和摩擦功率消耗相對(duì)較大，無(wú)效功消耗大，造成單耗偏高。對(duì)于這部分井，可以通過(guò)調(diào)小抽汲參數(shù)，采取間抽、換小泵、提高對(duì)應(yīng)水井注水量等措施提高油層供液能力，降低單耗。

抽汲參數(shù)不匹配。依據(jù)優(yōu)化理論，分析認(rèn)為這部分井主要是沖程、泵徑偏小，沖次偏高，使抽油桿彈性變形損失、慣性載荷增加，耗電量增加的幅度大于液量增加幅度，導(dǎo)致單耗偏高。對(duì)沖程有上調(diào)余地的井，可采取調(diào)大沖程、降低沖次進(jìn)行調(diào)整；對(duì)沖程沒(méi)有上調(diào)余地的井，采取換大泵、降低沖次措施進(jìn)行調(diào)整，降低無(wú)效、低效功率消耗，從而實(shí)現(xiàn)降低單耗的目的。

3.抽油機(jī)無(wú)效損耗大

泵容積損失大。造成容積損失大的原因主要有兩方面：一是當(dāng)抽油泵嚴(yán)重漏失時(shí)，柱塞和襯套間徑向間隙偏大，使泵的容積損失增大，造成無(wú)效功率損失相對(duì)增加，導(dǎo)致單耗偏高；二是當(dāng)篩管堵塞嚴(yán)重時(shí)，造成泵的供液能力不足，柱塞兩端壓差大，導(dǎo)致柱塞與襯套摩擦損失和漏失量增加，無(wú)效功率損失增大，導(dǎo)致單耗高。

地面無(wú)效摩擦損失功率大。當(dāng)“五率”、盤(pán)根和皮帶松緊度等調(diào)整不及時(shí)，會(huì)造成摩擦損失的增加，使無(wú)效功率損失增大，造成單耗高。綜合分析認(rèn)為，這是由于地面設(shè)備摩擦損失消耗功率偏大造成的?，F(xiàn)場(chǎng)可通過(guò)加強(qiáng)調(diào)整“五率”、盤(pán)根和皮帶松緊度等措施，減少地面?zhèn)鲃?dòng)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)摩擦等無(wú)效、低效功消耗，實(shí)現(xiàn)降低單耗的目。

二、降低抽油機(jī)井單耗的優(yōu)化調(diào)整措施及效果分析

1.優(yōu)化調(diào)整措施

調(diào)小機(jī)型。針對(duì)因機(jī)型偏大造成高能耗的抽油機(jī)井，采取換小機(jī)型措施3口井，應(yīng)用新型節(jié)能抽油機(jī)2口井，抽油機(jī)節(jié)能改造3口井，共計(jì)8口。對(duì)機(jī)型偏大井治理后，平均單井日節(jié)電25kWh。

應(yīng)用節(jié)能電機(jī)。針對(duì)因抽油機(jī)井配套電動(dòng)機(jī)裝機(jī)功率偏大造成的高單耗，采取更換裝機(jī)功率小的節(jié)能型電動(dòng)機(jī)或?qū)ζ胀妱?dòng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造。該措施實(shí)施前后，平均裝機(jī)功率降低8.6kW，功率利用率提高1.6個(gè)百分點(diǎn)，平均噸液?jiǎn)魏慕档?.1kWh/t。

2.優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)

（1）調(diào)整參數(shù)

針對(duì)正常抽汲生產(chǎn)時(shí)沉沒(méi)度高、泵效高、沖次高的高單耗抽油機(jī)井，采取換大泵、調(diào)小沖次措施18口井。換大泵、調(diào)小沖次后，平均泵徑增大15mm，沖次降低2.6次/min，平均理論排量增大3.2m3/d，泵效提高8.1個(gè)百分點(diǎn)，噸液?jiǎn)魏慕档?.59kWh/t（表1）。

調(diào)小抽汲參數(shù)。針對(duì)因沖次偏高而造成沉沒(méi)度低、泵效低、單耗高的抽油機(jī)井，采取調(diào)小沖次措施28口井，調(diào)小沖程措施24口井。調(diào)小參數(shù)后，平均沖次降低2.1次/min，沉沒(méi)度增加205.9m，泵效提高5.1個(gè)百分點(diǎn)，噸液?jiǎn)魏慕档?.15kWh/t。

上調(diào)沖程。針對(duì)沉沒(méi)度高、泵效高、沖程仍有上調(diào)余地的高單耗抽油機(jī)井，采取調(diào)大沖程措施56口。調(diào)大沖程后，平均沉沒(méi)度降低116.9m，泵效降低3.4個(gè)百分點(diǎn)，噸液?jiǎn)魏慕档?.16kWh/t。

優(yōu)化地面參數(shù)。針對(duì)抽油井沉沒(méi)度、泵效都在合理范圍，沖次高，而沖程有上調(diào)余地的高單耗井，采取調(diào)大沖程、調(diào)小沖次措施3口井。調(diào)大沖程、調(diào)小沖次后，平均沖程增加0.6m，沖次降低1.6次/min，平均日產(chǎn)液量增加0.6t，沉沒(méi)度降低18.1m，噸液?jiǎn)魏慕档?.7kWh/t。

3.加強(qiáng)常規(guī)油井管理

對(duì)泵漏井檢泵。2017年對(duì)因井下泵漏失量大，造成無(wú)效功率損失大，單耗高的抽油機(jī)井，累計(jì)采取檢泵措施62口井。泵漏檢泵后，平均沉沒(méi)度降低325.5m，平均泵效提高40.3個(gè)百分點(diǎn)，平均噸液?jiǎn)魏慕档?.1kWh/t。

加強(qiáng)生產(chǎn)運(yùn)行管理。抽油機(jī)井傳動(dòng)部分潤(rùn)滑程度、盤(pán)根松緊狀態(tài)、平衡狀況和結(jié)蠟情況直接影響抽油機(jī)單耗，加強(qiáng)油井生產(chǎn)管理、規(guī)范生產(chǎn)運(yùn)行是降低抽油機(jī)單耗的根本。在實(shí)際生產(chǎn)中重點(diǎn)對(duì)抽油機(jī)調(diào)平衡前后能耗變化情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)對(duì)比。2017年以來(lái)，針對(duì)不平衡抽油機(jī)井累計(jì)采取調(diào)整措施25井次，調(diào)平衡前后對(duì)比平均噸液?jiǎn)魏慕档?.22kWh/t。

4.取得了良好的節(jié)能效益

通過(guò)對(duì)高單耗抽油機(jī)井積極采取綜合配套節(jié)能措施，截至2012年12月底，抽油機(jī)井噸液耗電由6.67kWh/t降到6.53kWh/t，取得了很好節(jié)能降耗效果，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

三、結(jié)束語(yǔ)

2017年以來(lái)，在對(duì)抽油機(jī)井能耗設(shè)備全面調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)系統(tǒng)分析單井能耗水平和能耗的影響因素，積極優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)，如調(diào)小抽汲參數(shù)，間抽，安節(jié)電箱等各類(lèi)綜合配套節(jié)電措施，取得較好的節(jié)能降耗效果，有效地了降低了抽油機(jī)井單耗，為今后進(jìn)一步采取節(jié)能降耗措施積累了經(jīng)驗(yàn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]孫長(zhǎng)剛等.淺談抽油機(jī)井設(shè)備利用率對(duì)能耗的影響.《石油石化節(jié)能》 2008 第2期.

[2]卜文杰等.提高抽油機(jī)井系統(tǒng)效率的理論分析與對(duì)策措施.《資源節(jié)約與環(huán)?！?2008 第3期.