影響抽油機(jī)井能耗的因素分析與節(jié)能對(duì)策

商延安

【摘 要】針對(duì)抽油機(jī)在應(yīng)用過程中的能耗問題，結(jié)合我國抽油機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀，首先對(duì)抽油機(jī)使用過程中能耗的主要影響因素進(jìn)行深入分析，在此基礎(chǔ)上，闡述了油田單位節(jié)能降耗的對(duì)策措施，取得了較好的節(jié)能效果。

【關(guān)鍵詞】抽油機(jī);能耗;影響因素;節(jié)能降耗;對(duì)策

游梁式抽油機(jī)是我國石油工業(yè)傳統(tǒng)的采油方式之一，也是迄今為止在采油工程中占主導(dǎo)地位的人工舉升方式。我國目前有8萬多口抽油機(jī)井，其能耗占油田總能耗的三分之一左右，是主要的耗能設(shè)備。所以，搞好抽油機(jī)井的節(jié)能降耗工作，是降低成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的必要條件和有效途徑。

1、影響抽油機(jī)井能耗的因素

抽油機(jī)在使用的過程中，其能源消耗的過程其實(shí)就是能量轉(zhuǎn)化的過程中，將能源的熱能轉(zhuǎn)化為抽油機(jī)的動(dòng)能，在能量轉(zhuǎn)化的過程中必然會(huì)出現(xiàn)能量損失問題。影響其能耗的因素主要體現(xiàn)在了三個(gè)方面。

（1）在設(shè)備因素方面，抽油機(jī)的使用效率主要由兩方面決定，分別是能量的損失和輸出功率，能量的損失主要體現(xiàn)在電機(jī)能量的損失、傳送設(shè)備的摩擦損失以及桿端損失等方面，在這幾方面中，傳送設(shè)備的摩擦損失相對(duì)較大，同時(shí)，傳送設(shè)備的摩擦還會(huì)對(duì)設(shè)備的使用壽命產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，電機(jī)能量的損失與抽油機(jī)設(shè)備所處環(huán)境的溫度條件具有一定的關(guān)系，當(dāng)環(huán)境的問題相對(duì)較低時(shí)，其能量損失會(huì)大大增加。

（2）設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)也會(huì)對(duì)其能耗產(chǎn)生重要的影響，運(yùn)行參數(shù)包括抽油桿的尺寸、抽油機(jī)運(yùn)行過程中的沖程及沖次等，通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，如果可以降低抽油機(jī)運(yùn)行的沖次，則其能耗可以大大降低，同時(shí)，如果可以提高抽油機(jī)中的泵徑，則其能耗也會(huì)得到一定的降低;

（3）在管理因素方面，由于我國油田中的抽油機(jī)存在分布較廣的問題，所以需要對(duì)其配備合理的電路，如果電路不合理，也會(huì)使得抽油機(jī)的能耗大大增加，同時(shí)，如果抽油機(jī)在使用的過程中存在接地線破損問題，此時(shí)很容易導(dǎo)致抽油機(jī)的電容量不足，進(jìn)而使得抽油機(jī)的功率得不到補(bǔ)償，其運(yùn)行效率大大降低，能耗得到進(jìn)一步的升高。

2、抽油機(jī)節(jié)能降耗對(duì)策

2.1合理規(guī)劃電動(dòng)機(jī)的容量

針對(duì)抽油機(jī)的節(jié)能降耗問題，必須首先從電動(dòng)機(jī)入手，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需要以及抽油機(jī)的型號(hào)，對(duì)其配備相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)，防止出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)功率較大、抽油機(jī)功率較小的問題，進(jìn)而防止出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)能耗損失問題。其次，還需要對(duì)電動(dòng)機(jī)的接地方法進(jìn)行一定的改進(jìn)，如果電動(dòng)機(jī)的載荷相對(duì)較小，則建議使用Y接地方式，如果電動(dòng)機(jī)的載荷相對(duì)較大，則建議使用△接地方式。最后，因?yàn)槌橛蜋C(jī)設(shè)備在使用的過程中需要應(yīng)用感應(yīng)設(shè)備對(duì)其進(jìn)行有效的控制，但是受到環(huán)境因素的影響，不可避免的會(huì)出現(xiàn)設(shè)備失靈問題，因此，需要在設(shè)備上安裝電容補(bǔ)償設(shè)備，進(jìn)而使得抽油機(jī)處于可控狀態(tài)。

2.2合理設(shè)定運(yùn)行參數(shù)

在使用抽油機(jī)的過程中，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)其運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行合理的調(diào)整。目前的研究成果表明，如果抽油機(jī)的舉升高度得到一定的增加，則抽油機(jī)的運(yùn)行效率可以得到一定程度的提高，進(jìn)而使其能耗降低，但是兩者之間并不存在完全的線性關(guān)系，當(dāng)舉升高度達(dá)到一定數(shù)值以后，能耗將不會(huì)進(jìn)一步降低，如果油氣井的深度在1100m以內(nèi)，則可以將抽油機(jī)的舉升參數(shù)設(shè)置在400m-800m之間。

2.3合理規(guī)劃機(jī)采系統(tǒng)

抽油機(jī)在運(yùn)行的過程中，機(jī)采設(shè)備是影響整體能耗的重要因素，因此，需要對(duì)機(jī)采設(shè)備進(jìn)行合理的規(guī)劃。首先，抽油機(jī)需要安裝電壓自動(dòng)控制裝置，使得抽油機(jī)的電動(dòng)機(jī)可以根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)情況進(jìn)行電壓調(diào)整，進(jìn)而達(dá)到機(jī)采設(shè)備節(jié)能降耗的目的。其次，抽油機(jī)上還需要安裝監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)抽油機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)其運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整，如果地層中的原油資源較為豐富，則可以提高機(jī)采設(shè)備的效率，進(jìn)而使得油氣開采效率也得到一定的提高，如果地層中的原油資源較為匱乏，則需要使機(jī)采設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)，待原油聚集以后，再進(jìn)行開發(fā)工作。

2.4新井合理選擇抽油機(jī)井節(jié)能產(chǎn)品

采用節(jié)能型抽油機(jī)與節(jié)能拖動(dòng)裝置后，在節(jié)能拖動(dòng)裝置與節(jié)能型抽油機(jī)功能互補(bǔ)的情況下，最終節(jié)電率小于二者之和;而在二者不能達(dá)到功能互補(bǔ)的情況下，最終節(jié)電率將低于節(jié)能效果最好的設(shè)備甚至無節(jié)能效果。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)證明，偏置機(jī)+高轉(zhuǎn)差電機(jī)的效果不如偏置機(jī)+普通電機(jī)的效果好，甚至無節(jié)能效果。在模擬試驗(yàn)井上進(jìn)行了節(jié)能抽油機(jī)+節(jié)能電機(jī)+節(jié)電箱的組合評(píng)價(jià)試驗(yàn)。試驗(yàn)表明，雙驢頭抽油機(jī)+節(jié)能電機(jī)+調(diào)壓箱的疊加效果低于雙驢頭抽油機(jī)+YMJ電機(jī)+普通控制箱的節(jié)能效果。原因在于節(jié)能電機(jī)及節(jié)電箱都是在電參數(shù)上進(jìn)行了改進(jìn)或優(yōu)化，疊加使用時(shí)因功能重復(fù)而互補(bǔ)性少甚至相互抵消。在新井投產(chǎn)時(shí)必須合理選擇抽油機(jī)井節(jié)能產(chǎn)品，使之達(dá)到合理匹配，才能收到最佳的節(jié)能效果，取得最好的經(jīng)濟(jì)效益。

2.5供液不足井的節(jié)能降耗

在供液不足井上應(yīng)用抽油機(jī)智能間歇節(jié)電控制裝置，該裝置是利用短波吸收原理，自動(dòng)采集出液管內(nèi)的氣液比，當(dāng)出液管內(nèi)的氣液比大于75%時(shí)整時(shí)停機(jī)。CJZ-I抽油機(jī)智能間歇節(jié)電控制裝置試驗(yàn)結(jié)果見表1。

統(tǒng)計(jì)有對(duì)比資料的8口井，智能間抽時(shí)平均日產(chǎn)油比連續(xù)生產(chǎn)時(shí)上升0.4t/d，平均日耗電量比連續(xù)生產(chǎn)時(shí)下降50kw·h。不僅達(dá)到了增油降耗的目的，而且解決了因液面抽空造成抽油泵干磨，使檢泵周期縮短的問題，使生產(chǎn)管理更具科學(xué)性。

3、結(jié)語

綜上所述，抽油機(jī)是油田生產(chǎn)過程中能耗較大的設(shè)備，因此，為了油田的發(fā)展，十分有必要對(duì)其進(jìn)行節(jié)能降耗處理。通過本次研究可以發(fā)現(xiàn)，在抽油機(jī)運(yùn)行的過程中，設(shè)備因素、運(yùn)行參數(shù)因素以及管理因素都會(huì)對(duì)其能耗產(chǎn)生重要的影響，因此，油田單位需要從合理規(guī)劃電動(dòng)機(jī)的容量、合理設(shè)定運(yùn)行參數(shù)、合理規(guī)劃機(jī)采系統(tǒng)以及加強(qiáng)員工節(jié)能教育等多個(gè)角度入手，采取合理的措施，進(jìn)而使得抽油機(jī)的能耗得到進(jìn)一步的降低，為油田單位創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)利益。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李曉紅.遼河油田抽油機(jī)節(jié)能降耗技術(shù)研究與分析[J].科技信息，2011（29）：53-54.

[2]李金諾，胥小馬，李群，等.淺析抽油機(jī)節(jié)能降耗技術(shù)[J].儀器儀表用戶，2018，25（08）：120-124.