影響抽油機(jī)井系統(tǒng)效率因素分析及對策

李志偉

摘要：通過提高抽油機(jī)效率的措施，掌握提高抽油系統(tǒng)效率的途徑，為提高抽油機(jī)的效率奠定基礎(chǔ)，從而提高油井的生產(chǎn)效率，建立最佳的經(jīng)濟(jì)效益。在分析影響抽油系統(tǒng)效率的因素后，采取必要的糾偏措施，滿足了油田生產(chǎn)的基本條件，有效地提高了抽油機(jī)系統(tǒng)的工作效率， 提高了油田的生產(chǎn)效率。影響抽油機(jī)效率的因素是多方面的，通過降低電動機(jī)功耗，提高電動機(jī)效率，減少泵漏，提高抽油泵效率，保證抽油系統(tǒng)高效運(yùn)行，提高最終采收率。

關(guān)鍵詞：機(jī)采系統(tǒng)效率；影響因素；策略分析

抽油機(jī)井系統(tǒng)效率可以反映出機(jī)采系統(tǒng)的效率，如果系統(tǒng)的效率高，那么無效損耗低。為節(jié)省機(jī)采井施工的成本，文章分析了影響機(jī)采系統(tǒng)效率的原因，并且闡述了相關(guān)提率策略。抽油機(jī)井系統(tǒng)的效率可檢驗油井作業(yè)的水平，作為反應(yīng)出油井作業(yè)的效率，考量用電損耗的程度關(guān)鍵性指標(biāo)。所以說，如何提升抽油機(jī)井系統(tǒng)的效率，實(shí)現(xiàn)油田作業(yè)的節(jié)能降損、節(jié)約石油生產(chǎn)的成本，獲得最大化效益是值得大家研究的問題。

1. 影響機(jī)采系統(tǒng)效率因素分析

1.1 影響地面系統(tǒng)效率因素分析

1）電動機(jī)：通常電動機(jī)的類型、質(zhì)量的好壞、抽油機(jī)平衡性、配置合理性、老化的程度等影響到電動機(jī)的效率。特別是類型、質(zhì)量以及配置，還有抽油機(jī)平衡度是重要的因素。2）皮帶：在三角式皮帶傳動的時候，受到彈性方面因素的影響，彈性容易變形，并且能量會損失，難防止發(fā)生相互間錯動、和打滑以及震動問題，導(dǎo)致有些能量損失。特別是皮帶的松緊度，這是關(guān)乎到皮帶的效率關(guān)鍵性因素。3）減速箱：減速箱具有三組人字齒輪，當(dāng)齒輪在轉(zhuǎn)動的時候，齒面容易滑動，從而發(fā)生了摩擦力，部分能量損失，并且軸承也發(fā)生摩擦損失。特別是齒輪和軸承潤滑度，影響減速箱的效率。4）四連桿機(jī)構(gòu)：四連桿機(jī)構(gòu)具有三組合軸承和一條鋼絲繩，軸承的摩擦力損失以及鋼絲繩發(fā)生了變形，都會影響到四連桿機(jī)構(gòu)的效率。所以軸承潤滑度，鋼絲繩變形的問題，要執(zhí)行保養(yǎng)維護(hù)方法。5）抽油機(jī)平衡：如果平衡率偏低，電動機(jī)在工作在一定時間段內(nèi)會呈現(xiàn)負(fù)功的問題，結(jié)合電能轉(zhuǎn)為成→機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)椤娔艿倪^程，這時轉(zhuǎn)化率是 50%，說明電動機(jī)做了 1kWh 的負(fù)功，那么需用電 2kWh。所以說抽油機(jī)平衡， 是影響電動機(jī)效率的重要性因素。

1.2 影響井下系統(tǒng)效率因素分析

1）盤根盒：盤根盒太緊，井口偏中間，導(dǎo)致懸點(diǎn)的載荷加大， 磨阻也加大，效率降低了。盤根盒的松緊度，是影響盤根盒效率的主要性因素。2）抽油桿傳動：抽油桿磨阻的加大，受到井斜、抽油桿以及油管彎曲度影響，能耗加大了。配置的沖程、沖速以及泵徑缺乏合理性，桿速會增加，致使傳動的效率降低。特別是沖程、沖速以及泵徑配置的合理性，還有抽油桿和油管彎曲度是抽油桿效率降低的因素。3）抽油泵：抽油泵損失的功率，具體包含了摩擦損失的功率、容積損失的功率、水力損失的功率。一般摩擦損失的功率和水力損失的功率，往往是抽油泵結(jié)構(gòu)來決定，抽油泵的效率和抽油泵充滿的系數(shù)存在緊密的關(guān)系，還有關(guān)乎抽油泵的漏失量，導(dǎo)致抽油泵效率降低重要的原因就是泵效和漏失量。

2. 提高機(jī)采井系統(tǒng)效率的策略

經(jīng)過上文分析已獲得機(jī)采井系統(tǒng)效率的相關(guān)影響因素，主要體現(xiàn)在地面和井下這兩點(diǎn)，針對抽油機(jī)井實(shí)施綜合性治理，提升了機(jī)采井系統(tǒng)的效率，在降低石油作業(yè)成本、節(jié)能降低損耗、以及獲得更大化效益方面起到了重要的作用。

2.1 提高電動機(jī)的效率

電動機(jī)的電容補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，提高了電動機(jī)的功率因數(shù)，以此提高電動機(jī)的效率。選用節(jié)能電動機(jī)，采用變頻調(diào)速技術(shù)措施，更改電動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，滿足抽油機(jī)上下沖程要求。提高抽油機(jī)的平衡性，利用高效電動機(jī)，合理匹配電動機(jī)功率，可以提高電動機(jī)的運(yùn)行效率。首先調(diào)節(jié)好抽油機(jī)的平衡，提升機(jī)采系統(tǒng)的效率。對 30 口抽油機(jī)調(diào)整，直至平衡性。機(jī)采系統(tǒng)的效率從原先11.9%提升至12.5%，單井口平均節(jié)約的電能為3.1kWh。再者合理化配置電動機(jī)，促使電動機(jī)的功率降低，減少空耗的損失， 從而提升機(jī)采系統(tǒng)的效率。更換好節(jié)能型電動機(jī)，以 5 口抽油機(jī)為主，平均的功率因數(shù)超過了0.85，平均的負(fù)載率提升接近了1倍，機(jī)采系統(tǒng)的效率從原先18.6%提升到25.8%o再次落實(shí)好如下這系列工作。對石油機(jī)械設(shè)備而言，應(yīng)當(dāng)做好加固工作、做好潤滑工作、做好保養(yǎng)工作、做好調(diào)整工作、做好維修工作，從而保證抽油機(jī)安全性運(yùn)行。倘若抽油機(jī)有以下這部分特征，如使用的年限大于 15 年，設(shè)備的配件嚴(yán)重發(fā)生磨損，致使單井耗能高等， 有必要更換這類型抽油機(jī)，以此來減少無功損耗，降低抽油機(jī)的有功率，提升機(jī)采系統(tǒng)效率。通過以提升機(jī)采系統(tǒng)效率為目標(biāo)， 本企業(yè)總共開展抽油機(jī)井 109 口，單井口平均節(jié)省的電能為10.9kWh，年度節(jié)約的電能為55.7x104kWh，一度電依照0.63元計算，年度總創(chuàng)造節(jié)省電利潤為35.5萬元。

2.2 提高井下系統(tǒng)的效率

清防蠟技術(shù)的實(shí)施，防止了井筒結(jié)蠟，對抽油機(jī)生產(chǎn)造成的不良影響。提高抽油桿柱的傳遞效率，有效地將地面能量轉(zhuǎn)移到抽油泵上。優(yōu)化井口盤根盒，選擇優(yōu)質(zhì)盤根材料，避免井口盤根盒泄漏，提高抽油井產(chǎn)量，減少能源損失。通過結(jié)合測試技術(shù)， 可以掌握井下動態(tài)液面的恢復(fù)和變化規(guī)律，確定抽油泵是否達(dá)到合格的沉沒度，規(guī)范泵的深度，保證泵的豐滿度，從而提高井下泵的工作效率。首先加強(qiáng)桿柱組優(yōu)化工作。通過向上提泵掛方法， 優(yōu)化了十口抽油機(jī)，不但節(jié)約了很多的管桿材料，并且在節(jié)能降耗上，提高機(jī)采系統(tǒng)的效率，經(jīng)偏磨治理，延長了泵檢查周期，進(jìn)一步獲得更大化效益。再者對供液較差井來說，要制定合理化工作制度。有些油井的供液能力比較差，我們應(yīng)貫徹“泵徑合理性、長沖程、以及慢沖速”的經(jīng)濟(jì)調(diào)參觀念，促使抽油泵處于較充滿狀態(tài)，降低抽油泵往返的無用功。通過對 15 口抽油機(jī)，實(shí)施參數(shù)調(diào)小化，機(jī)采系統(tǒng)的效率從原先10.7%提升到12.8%，單井口平均節(jié)約的電能為4.6kWh。對于嚴(yán)重供液不足，還有間歇式出油的油井，經(jīng)增加間歇式采油 5 口抽油機(jī)，提高了抽油泵的效率， 同時提升了電動機(jī)的負(fù)載率，通過減少開井的時間，從而來節(jié)省用電量。通過以提升井下系統(tǒng)效率為目標(biāo)，本企業(yè)總共開始抽油機(jī)井128口，單井口平均節(jié)省的電能為9.9kWh，年度節(jié)約的電能為46.5x104kWh，每度電按照0.63元計算，年度總創(chuàng)造節(jié)省電利潤是28.9萬元。從兩個大方面實(shí)施了以上這系列策略，年度節(jié)約的電能為102x104kWh，總創(chuàng)造節(jié)省電利潤為63.5萬元。

2.3 提高抽油機(jī)系統(tǒng)的管理水平

根據(jù)工作人員的技術(shù)培訓(xùn)，不斷提高生產(chǎn)工人的職業(yè)素質(zhì)，完善抽油機(jī)管理系統(tǒng)，保證三泵設(shè)備正常運(yùn)行，是提高抽油系統(tǒng)效率的先決條件。使采油作業(yè)人員掌握抽油機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理，維護(hù)系統(tǒng)的各個組成部分，能夠識別和處理常見故障，保證抽油系統(tǒng)的正常運(yùn)行。通過日常巡檢，第一時間發(fā)現(xiàn)問題，及時記錄油井生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)。經(jīng)過動態(tài)分析，提出了提高產(chǎn)量、提高效率的技術(shù)措施，并在生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)施，以取得最佳的油井產(chǎn)能。

1. 結(jié)論與認(rèn)識

文章從抽油機(jī)系統(tǒng)效率的實(shí)際出發(fā)，深入分析了抽油機(jī)系統(tǒng)效率相關(guān)影響因素，特別是電動機(jī)的效率和抽油泵的效率以及桿柱的效率，對機(jī)采系統(tǒng)效率構(gòu)成了嚴(yán)重的影響，通過更換好節(jié)能型電動機(jī)及抽油機(jī)，加大優(yōu)化設(shè)計力度，調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)等策略， 極大提升了機(jī)采系統(tǒng)的效率，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)約成本及降耗，獲得更大化效益的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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