淺探提高抽油機(jī)井系統(tǒng)效率措施研究

楊帥

摘要：抽油機(jī)井系統(tǒng)運(yùn)行效率是進(jìn)行油水井生產(chǎn)作業(yè)效率評價的主要因素，同時也能直觀的反應(yīng)出油水井的電能消耗情況。由于抽油機(jī)是目前油田主要的機(jī)械采油設(shè)備，但是抽油機(jī)井系統(tǒng)在油田實際的生產(chǎn)開采中也成為了能耗大戶，對油田節(jié)能降耗、降低成本起到了負(fù)面作用。鑒于此，不斷提升抽油機(jī)井系統(tǒng)的運(yùn)行效率是提升油田經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑。

關(guān)鍵詞：抽油機(jī);經(jīng)濟(jì)效益;采油設(shè)備

1???? 抽油機(jī)井系統(tǒng)效率的組成

抽油機(jī)井在生產(chǎn)作業(yè)過程中主要是將電機(jī)電能轉(zhuǎn)化為抽油機(jī)舉升勢能的過程，但是在其每一次完成能量轉(zhuǎn)化的過程中都會產(chǎn)生一定的能量消耗。抽油機(jī)井系統(tǒng)地面輸出的能量減去其能量轉(zhuǎn)化過程中消耗的能量就是抽油機(jī)井系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的有效能量，有效能量與系統(tǒng)地面輸出能量比值就是抽油機(jī)井系統(tǒng)效率。

2???? 影響抽油機(jī)井系統(tǒng)運(yùn)行效率的因素分析

2.1? 影響地面系統(tǒng)效率的因素分析

對抽油機(jī)井系統(tǒng)運(yùn)行效率能產(chǎn)生嚴(yán)重影響的地面設(shè)備主要有電機(jī)、皮帶、減速箱以及四連桿機(jī)構(gòu)。

電機(jī)：電機(jī)在運(yùn)行的過程中會產(chǎn)生熱量，而且機(jī)械部件傳動會產(chǎn)生機(jī)械能損失。電機(jī)型號、質(zhì)量、以及電機(jī)與系統(tǒng)的匹配程度、電機(jī)的老化等因素都與電機(jī)實際的運(yùn)行效率有很大的影響。而電機(jī)型號、電機(jī)與系統(tǒng)匹配程度與等是主要影響電機(jī)運(yùn)行效率的影響因素。

皮帶：皮帶在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生摩擦損失，這也會對抽油機(jī)井系統(tǒng)的運(yùn)行效率出產(chǎn)生一定的影響。另外。皮帶在運(yùn)行過程中由于自身有一定彈性，因此會產(chǎn)生變形能量損耗，而皮帶在運(yùn)行過程中出現(xiàn)打滑、振動、錯邊等情況都會出現(xiàn)一定的能量損耗。而皮帶松緊程度、皮帶輪對正度以及同心度等都會對皮帶的傳動效率產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，而皮帶的松緊程度是主要影響皮帶傳動效率的因素。

減速箱：減速箱在運(yùn)行過程中也會產(chǎn)生摩擦損耗。抽油機(jī)井系統(tǒng)的減速箱一般采用都是三對人字型齒輪，兩個齒輪在傳動過程中相互之間會出現(xiàn)一定的滑動，從而導(dǎo)致出現(xiàn)摩擦，引起能量損耗。另外，軸承在運(yùn)行過程中也會出現(xiàn)摩擦損失。齒輪以及軸承的潤滑性能是影響減速箱運(yùn)行效率的主要影響因素。減速箱一般對抽油機(jī)井系統(tǒng)的影響很小。

四連桿機(jī)構(gòu)：四連桿機(jī)構(gòu)主要是由三幅軸承和一根鋼絲繩組成，四連桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)行過程中軸承會產(chǎn)生摩擦損失，而鋼絲繩的變形也會導(dǎo)致出現(xiàn)部分能量損失。因此，軸承的潤滑性能以及鋼絲繩的變形量是主要影響四連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)行效率的影響因素。四連桿機(jī)構(gòu)在系統(tǒng)運(yùn)行過程中通常都會得到很好的保養(yǎng)，因此，對抽油機(jī)井系統(tǒng)的影響也比較小。

2.2? 影響井下系統(tǒng)運(yùn)行效率的因素分析

對抽油機(jī)井系統(tǒng)運(yùn)行效率能產(chǎn)生影響的井下設(shè)備主要是的盤根盒、抽油桿、抽油泵以及管柱。

盤根盒：如果抽油機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)盤根盒過緊、井口偏中等現(xiàn)象就會導(dǎo)致懸點的載荷逐漸增加，從而導(dǎo)致磨阻的增加，影響了抽油機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

抽油桿傳動：如果抽油機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)井斜、抽油桿、油管等完全的現(xiàn)象就會導(dǎo)致抽油桿出現(xiàn)磨阻增加的現(xiàn)象，從而使得抽油機(jī)傳動的能耗增加。而抽油桿沖程、沖次、以及與稠油泵的匹配程度等都會嚴(yán)重影響抽油桿的傳動效率。

稠油泵：稠油泵在的運(yùn)行過程中產(chǎn)生能量損失比較多，其中摩擦造成的功率損失、抽油泵的容積功率損失的以及水力損失等都是造成抽油泵功率損失的主要因素。抽油泵的結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了軸油泵機(jī)械摩擦損失以及水力功率損失狀況。通常情況下的泵的漏失等是影響抽油泵功率損失的主要因素。

3???? 提升抽油機(jī)系統(tǒng)效率的有效途徑

抽油機(jī)系井系統(tǒng)效率的提升主要可以從地面以及井下等兩個方面來進(jìn)行。

3.1? 提升地面系統(tǒng)效率的途徑

抽油機(jī)井系統(tǒng)地面效率主要包含了電機(jī)效率、抽油機(jī)效率兩個部分。因此，要想提升抽油機(jī)井系統(tǒng)的運(yùn)行效率就必須要從電機(jī)效率以及抽油機(jī)效率等兩個方面進(jìn)行。

3.1.1????? 提升電機(jī)效率的措施

我國目前配套的抽油機(jī)電機(jī)在實際運(yùn)行過程中仍然會產(chǎn)生較大的能量損耗，而且部分抽油機(jī)實際配置的電機(jī)的功率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過抽油機(jī)實際運(yùn)行的所需的出入功率，功率不匹配現(xiàn)象比較嚴(yán)重，因此，導(dǎo)致電機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)負(fù)載率以及功率因數(shù)偏低的現(xiàn)象，電機(jī)的無功能量損失較大。：（1）合理配置電動機(jī)：一般情況下，三相異步電動機(jī)在其實際負(fù)載率達(dá)到85%的時候其實際運(yùn)行效率最佳，如果電機(jī)實際負(fù)載率以及功率因因數(shù)過小，就會導(dǎo)致電機(jī)功率下降。針對目前油田電機(jī)在實際應(yīng)用過程中出現(xiàn)的小馬拉大車的現(xiàn)象，要充分結(jié)合抽油機(jī)實際的運(yùn)行情況來合理的配置電機(jī)，這樣就能充分降低電機(jī)的無功損耗，提升電機(jī)的功率因數(shù)，這樣就能有效提升抽油機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行效率。（2）應(yīng)用高效電動機(jī)：當(dāng)Y型三相異步電動機(jī)實際運(yùn)行功率達(dá)到其額定功率的85%時，其實際運(yùn)行效率以及功率因數(shù)就處于最大，而隨著電機(jī)負(fù)載率的將降低，其運(yùn)行效率以及功率因數(shù)也會逐漸將降低，從而使得能耗逐漸增加。而抽油機(jī)井系統(tǒng)在生產(chǎn)實際中扭矩的波動大，因此電機(jī)的實際負(fù)載率也在不斷變化，因此Y型三相異步電機(jī)也不可能始終保持在最佳運(yùn)行狀態(tài)。

3.1.2????? 提升抽油機(jī)效率

皮帶式抽油機(jī)不僅沖程更長，而且沖速較小，抽油泵的實際充滿系數(shù)也比較更好高。改型抽油機(jī)在實際運(yùn)行過程中皮帶能夠有效吸收震動，換向過程也比較平穩(wěn)，因此，抽油泵的慣性載荷等都比較小。

3.2? 提升井下系統(tǒng)效率途徑

3.2.1????? 優(yōu)化抽汲參數(shù)

抽油機(jī)井系統(tǒng)在實際運(yùn)行過程中會受到抽汲參數(shù)的嚴(yán)重影響，因此，在實際生產(chǎn)作業(yè)過程中，要充分結(jié)合實際情況不斷優(yōu)化抽汲參數(shù)，盡量選擇泵徑較大、沖程較長的抽油泵，并采取間歇開泵措施來提升到泵效，從而起到有效提升抽油機(jī)井系統(tǒng)效率作用。

3.2.2????? 合理調(diào)整盤根盒松緊度

抽油機(jī)井系統(tǒng)在運(yùn)行過程中光桿與盤根盒之間產(chǎn)生的磨阻會造成嚴(yán)重功率損失的，如果盤根盒太緊或者光桿的井口對中性較差，就會導(dǎo)致舉升過程中負(fù)荷增加，從而導(dǎo)致抽油機(jī)出現(xiàn)功率損失現(xiàn)象。因此，必須要合理的調(diào)整盤根盒的松緊成都的，這樣才能有效控制懸點的載荷情況，從而有效提升抽油機(jī)系統(tǒng)效率。

4???? 結(jié)束語

抽油機(jī)是我國油田目前主要采用的一種機(jī)采設(shè)備，但是抽油機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行效率低嚴(yán)重影響著油田的原油開采效率，鑒于此，要結(jié)合實際情況優(yōu)化機(jī)采系統(tǒng)，進(jìn)一步提升抽油機(jī)井系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

參考文獻(xiàn)：

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