淺談提高抽油機(jī)系統(tǒng)效率的有效方法

吳會(huì)斌 秦軍峰 王翠利

摘 要：各油田在經(jīng)過(guò)數(shù)十年開(kāi)發(fā)后基本均進(jìn)入高含水階段，造成產(chǎn)量下降，機(jī)采效率降低，能耗增加，噸油操作成本居高不下。機(jī)采系統(tǒng)是油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中的主要耗能單元之一，而各油田采油設(shè)備中應(yīng)用最廣泛的是抽油機(jī)設(shè)備，我們對(duì)抽油機(jī)構(gòu)造原理進(jìn)行分析，同時(shí)追蹤現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的機(jī)械生產(chǎn)情況，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比及分析，從中找出影響其系統(tǒng)效率的主要因素，提出相應(yīng)提高機(jī)采效率的方法，從而達(dá)到節(jié)能降耗降成本的目的。

關(guān)鍵詞：抽油機(jī);系統(tǒng)效率;能耗

通過(guò)對(duì)抽油機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行系統(tǒng)分析，我們認(rèn)為影響其系統(tǒng)效率的因素有三大方面：舉升方式、井下效率、地面效率。再通過(guò)對(duì)抽油機(jī)舉升工藝設(shè)備性能和耗能情況進(jìn)行了跟蹤測(cè)試，初步確定了影響油井機(jī)采系統(tǒng)效率的五個(gè)方面：機(jī)采工藝設(shè)計(jì)、電動(dòng)機(jī)選型、機(jī)采設(shè)備老化、 油井的工藝參數(shù)、 抽油機(jī)平衡度。針對(duì)上述問(wèn)題采取了針對(duì)性的措施，提高了系列機(jī)采井的系統(tǒng)效率，并取得了一定的成果。

一、影響抽油機(jī)井機(jī)采效率的原因

1、機(jī)采工藝設(shè)計(jì)不合理

主要表現(xiàn)在油井的泵掛過(guò)深，沉沒(méi)度過(guò)大，造成能量浪費(fèi)大，機(jī)采效率低。

2、電動(dòng)機(jī)選型不合理

機(jī)采系統(tǒng)的耗電量體現(xiàn)在電動(dòng)機(jī)能耗上，如其的選型不當(dāng)，會(huì)造成大馬拉小車(chē)的現(xiàn)象，電動(dòng)機(jī)的無(wú)功損耗增大。

3、機(jī)采設(shè)備老化耗能增加

機(jī)采配件缺、壞嚴(yán)重。造成許多工作如調(diào)平衡、調(diào)沖程等無(wú)法進(jìn)行，影響了油井產(chǎn)能，造成電能浪費(fèi)。

4、油井的工藝參數(shù)不合理

工藝參數(shù)包括泵型、泵徑、泵掛深度和工作制度。

①?zèng)_程損失：隨沖程長(zhǎng)度增加，沖次下降，能耗降低。沖程損失越大，產(chǎn)量損失也越大，泵效就降低的越多。

②油井的泵掛過(guò)深：沉沒(méi)度過(guò)大造成能量浪費(fèi)大，機(jī)采效率低。

③桿柱組合不同，抽油機(jī)井系統(tǒng)效率不同。

④泵徑不同，抽油機(jī)系統(tǒng)效率不同。隨著泵徑的增大，井下功率將會(huì)增加，井下效率將會(huì)增加。

⑤井口回壓、套壓的影響：回壓大將增加了上沖程時(shí)的懸點(diǎn)載荷力，它相當(dāng)于增加了抽油桿的重力，上沖程懸點(diǎn)載荷增加，導(dǎo)致電機(jī)耗能增加。當(dāng)套壓過(guò)大，降低了泵舉升的有效揚(yáng)程，導(dǎo)致機(jī)采井系統(tǒng)效率下降。

5、抽油機(jī)平衡度不合理

抽油機(jī)工作時(shí)，懸點(diǎn)載荷及平衡塊在曲柄軸產(chǎn)生的扭矩應(yīng)與電機(jī)輸入給曲柄軸產(chǎn)生的扭矩相平衡。當(dāng)抽油機(jī)不平衡時(shí)，上下沖程電機(jī)電流峰值增加，導(dǎo)致電機(jī)耗能增加，降低機(jī)采井系統(tǒng)效率。

二、提高抽油機(jī)井系統(tǒng)效率降低能耗方法

1、解決舉升工藝設(shè)計(jì)不合理，首先要加強(qiáng)基礎(chǔ)資料的錄取工作，優(yōu)化舉升工藝設(shè)計(jì)，提淺油井泵掛，進(jìn)行泵型的優(yōu)選和舉升工藝的合理轉(zhuǎn)換。

2、提高電機(jī)的運(yùn)行效率一是可以更換高轉(zhuǎn)差電機(jī)、永磁同步電機(jī)可以有效降低電機(jī)的安裝功率，提高運(yùn)行負(fù)載率，提高電機(jī)運(yùn)行效率。二是安裝調(diào)壓控制柜或變頻控制柜。調(diào)壓控制柜通過(guò)降低電機(jī)輸入電壓值達(dá)到降低電機(jī)的額定功率的目的，提高電機(jī)的運(yùn)行效率，降低電機(jī)的耗電量。

電動(dòng)機(jī)平均效率受功率匹配是否合理、電機(jī)負(fù)載率的高低以及節(jié)能型電機(jī)的應(yīng)用程度有關(guān)。目前所生產(chǎn)的稀士永磁電機(jī)和雙功率電機(jī)均比普通異步電動(dòng)機(jī)的電機(jī)效率高出8個(gè)百分點(diǎn)。

3、對(duì)于機(jī)采設(shè)備老化耗能增加問(wèn)題，首先要加強(qiáng)抽油機(jī)各傳動(dòng)部分的潤(rùn)滑保養(yǎng)，包括皮帶的張緊度、四連桿潤(rùn)滑點(diǎn)及減速箱的潤(rùn)滑，即可以減少的能耗損失，還可以延長(zhǎng)抽油機(jī)設(shè)備的使用壽命。其次是可以引進(jìn)應(yīng)用下偏杠鈴式和調(diào)徑變距等節(jié)能型抽油機(jī)。

4、結(jié)合油井的生產(chǎn)情況和泵效等變化情況，進(jìn)行油井調(diào)參工作。一是在保證活塞不撞擊固定閥的情況下，應(yīng)盡量減小防沖距，以減小余隙比;二是使用氣錨，使氣體在泵外分離，以防止和減少氣體進(jìn)泵。三是使用范圍內(nèi)最小沖次，減少慣性載荷影響;四是優(yōu)化桿柱組合;五是降低井口回壓、套壓。

5、調(diào)整抽油機(jī)平衡率

平衡率對(duì)抽油機(jī)井能耗和系統(tǒng)效率都有一定影響。對(duì)同一口井，平衡率在85%～100%之間的要比平衡率小于85%的井系統(tǒng)效率高1%～3%。

三、結(jié)論和建議

經(jīng)過(guò)近幾年提高機(jī)采系統(tǒng)效率所做工作及遇到的問(wèn)題，我們?nèi)〉靡韵聨c(diǎn)認(rèn)識(shí)：

1、經(jīng)過(guò)實(shí)踐，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，油井平均系統(tǒng)效率可以提高5～10%。

2、通過(guò)優(yōu)化機(jī)采系統(tǒng)設(shè)計(jì)，更新和改造動(dòng)力及配套設(shè)備以及實(shí)現(xiàn)舉升工藝的轉(zhuǎn)換，就能夠取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。

3、抽油設(shè)備更新速度慢、提高效率有很大空間。

4、要規(guī)模實(shí)施提高機(jī)采系統(tǒng)效率的優(yōu)化調(diào)整工作，必須要樹(shù)立長(zhǎng)遠(yuǎn)效益觀念。

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