抽油机井供采平衡理论研究及配套工艺技术应用 - 副本

抽油机井供采平衡理论研究及配套工艺技术应用

申立梅,丁海峰,钟小菊,赵长权,李武阳

(中原油田分公司采油三厂)

摘　要:油田进入开发中后期,油井含水越来越高。一方面,提液增油难度加大;另一方面,在预测产能不准确的情况下,对于供液能力较强而选泵径较小者,势必会增大冲程、冲次,容易造成抽油杆柱疲劳拉断,而对于地层供液能力差而下泵深度过浅者,则会导致供液不足,无法达到预期产量。本文通过供采平衡理论研究及配套工艺技术应用,使油井基本实现了供采平衡。

关键词:提液;产能;供采平衡;配套工艺

中图分类号:T E355.5 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2011)22—0110—01

截止2009年底,全厂共有油井810口,开井669口,开井率82.6%;其中抽油机井开井654口,占开井数的97.8%,日产液量达11314.2吨,占全厂总液量的90.2%。因此,这部分井管理水平的高低将直接影响到油田产量。

1　油井供采不平衡现状分析

目前,抽油机井工作参数的优化主要以经验指导为主,在预测产能不够准确的情况下,泵径、泵深的选择准确度差,容易造成油井供采不平衡。2010年,我们共摸排出404口供采不平衡油井,同时提出参数调整优化思路,力图从根源上解决油井工作参数与供液能力不匹配和机采配套不足的问题。

2　实现油井供采平衡推广应用的配套工艺技术2010年,我们结合油井的不同特点,从油井生产压差、注采关系、抽汲参数匹配,抽油设备与动力设备配备等方面开展工作,对于供液充足油井,大胆实施泵升级,换直线型抽油机等提液措施;对于地层能量差,产能低的油井实施泵加深,放大压差,提高产液能力;同时动态进行参数调整,实现油井供采平衡。

2.1　井下配套技术的推广应用

抽汲参数对有杆抽油系统影响很大,只有选择合理的抽汲参数,确保良好的供采协调,才能使抽油系统高效运转。

2010年,动管柱优化泵径63井次,泵加深65井次,平均单井日产液由15.1m3增加到22.7m3,平均泵效由44.5%提高到55.6%,累计增油7848t。2.1.1　深抽油井配套技术应用

2.1.1.1　深抽井HY超高强度杆、玻杆的应用

特种抽油杆的应用能够有效降低抽油机悬点载荷,解决常规抽油技术无法实现的大泵深抽提液问题,为低能、超深井生产提供有力技术支撑。

2010年实施泵加深65井次,其中应用H Y超强抽油杆25井次,玻杆3井次,最大下泵深度达到2700米,平均泵挂加深264m,平均负荷下降3.7KN,平均液面下降68m,平均泵效提高8.5个百分点,平均单井日增液5.4方,日增油1.2吨。

2.1.1.2　深抽井防偏磨配套工艺技术

通过应用抽油管、杆扶正器、防偏磨接箍及防磨防腐器,防偏磨效果良好。2010年应用油管扶正器41井次,杆扶正器178井次;应用各类防偏磨接箍32井次,3988个;防磨防腐器15井次,共945个,取得良好效果。

2.1.2　气体影响油井防气配套技术的应用

卫城油田油藏埋藏深,具有原始油气比高等特点,随着油田的深入开发,气体对油井影响日益明显,泵效较低,甚至发生气锁等现象。目前采油三厂气体影响比较明显的有21口,为提高这类井的泵效,2010年应用内罩式防气装置24井次,平均单井泵效提高8个百分点;应用井下油气分离器5井次,平均单井提高泵效5.1个百分点;应用井下气砂锚2井次。

2.1.3　出砂提液井防砂配套工艺技术

为确保出砂井提液时不至于因为参数增大造成出砂加剧,导致砂卡甚至躺井,配套应用了机械防砂工艺,2010年应用双层筛管195井次,旋流沉砂器85井次,其他防砂工具7井次。

2.2　地面配套工艺技术

2.2.1　塔式节能抽油机的应用

该种抽油机高效、节能、调参简易、维护方便,冲程、冲次在额定范围内可无级调节,对于实现油井供采平衡,具备很大适应性,2010年推广应用塔式节能抽油机7井次,更大幅度地实现了提液目的。2.2.2　冲次优化技术

110内蒙古石油化工 2011年第22期　

收稿日期:2011-08-12

作者简介:申立梅,1998年毕业于大庆石油学院,工程师,目前从事抽油机采油管理工作。

催化裂解降粘技术在孤东油田的应用

常方瑞

(中国石化胜利油田分公司孤东采油厂,山东东营　257237)

摘　要:稠油蒸汽吞吐开采过程中,普遍存在热利用率低、采收率不高等问题,大量研究结果表明,在注蒸汽开采稠油过程中,稠油与水蒸气之间可以发生开环、脱硫等一系列化学反应即水热裂解反应,在催化剂的化学辅助作用下,可以加大稠油的水热裂解反应的程度,从而大大降低稠油水热裂解反应后的粘度,改善稠油的品质,可以解决稠油常规注蒸汽热采所无法解决的问题。

关键词:注蒸汽;催化裂解;降粘

中图分类号:T E624.4+1 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2011)22—0111—02

孤东油田稠油注汽井生产后期,随着采出液温度降低,原油粘度迅度回升,渗流阻力增大,严重影响后期井筒举升和原油集输,目前虽采用掺热流体等伴送工艺,但由于降粘效果有限,同时需加热、掺降粘剂和注高压水等措施,大大增加掺送成本,严重影响稠油开采效果和经济效益。随着稠油生产的不断深入,在实际的生产过程之中,逐渐显露出一些深层次的矛盾,最主要的就是稠油蒸汽吞吐开采过程中,普遍存在热利用率低、采收率不高等问题。目前国内外大量研究结果表明,在注蒸汽开采稠油过程中,稠油与水蒸气之间可以发生开环、脱硫等一系列化学反应即水热裂解反应,在催化剂的化学辅助作用下,可以加大稠油的水热裂解反应的程度,从而大大降低稠油水热裂解反应后的粘度,改善了稠油的品质,可以解决稠油常规注蒸汽热采所无法解决的问题。

因此,为了改善孤东油田稠油注蒸汽开采效果,便于采出的稠油在井筒的举升和管线中的运输,有必要针对矛盾研制适合孤东稠油的高效廉价的水热裂解催化体系,提高注汽效果,实现孤东稠油油藏的低成本高效开采。

1　催化机理

目前稠油水热裂解反应所用催化剂的催化机理主要是由于稠油中的杂原子S、N、O、P等属于具有孤对电子的非金属元素,一方面易于与稠油中少量的过渡金属离子形成稳定的配合物(根据配位化学理论)而导致分子聚集,另一方面易于在分子间形成氢键,氢键的键能远大于分子间的范德华力,致使分子结合更加紧密。配合作用形成的配合物在一般条件下很稳定,只有在温度较高或具有更强配位能力

通过应用双桥调速器及低速电机,用以降低抽油机的冲次,使抽油机在电机功率降低的情况下,满足悬点负荷的要求,实现节能功效。2010年动态下调冲次102井次,其中安装双桥调速器41井次,低速电机26井次,实现了低产低能及供液状况变差油井的供采平衡。优化后的油井有6井次增油,累计增油316.5吨。

3　经济效益评价

2010年,共实施参数优化337井次,措施工艺成功率100%,其中优化泵径泵深128井次,优化地面参数209井次,平均泵效提高14.2个百分点,累计增油16608吨;共投入深抽、防气、防偏磨、防砂等井下配套工具、地面配套设备及作业费用1680万元,创效5812.8万元,投入产出比1:3.46。

4　结论及建议

特低冲次技术是提高低产井系统效率的关键技术,可有效提高机采系统效率和延长油井检泵周期。

卫城深层油藏提液潜力巨大,进行深抽提液,放大生产压差,启动二、三类层是今后工作的重心。

实现抽油机井供采平衡是一项井筒、地下及生产参数相协调的系统工程,必须不间断地从各个环节综合优化调整。

[参考文献]

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及有效途径.大庆石油地质与开发,1994-9

-3.

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地质条件.现代地质,,2009-02.

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　2011年第22期 内蒙古石油化工 收稿日期:2011-08-19

抽油机节能技术规范

游梁式抽油机的节能措施在实际生产中的应用 摘要:探讨游梁式抽油机节能的新方法,即在采用优化游梁式抽油机电动机及控制装置、四连杆机构、悬点载荷平衡装置和传动元件的基础上,来提高这些子系统的效率达到节能的目的,并提出了计算系统效率的方法。 关键词:游梁式抽油机节能新技术综述 1 电动机节能方法 对于抽油机的电动机,节能的关键是提高其负荷率。其一,人为的改变电动机的机械特性,以实现负荷特性的柔性配合,主要是改变电源频率,提高系统效率,实现节能。其二,从设计上改变电动机的机械特性,改善电动机与抽油机的配合,提高系统运行效率。其三,通过提高电动机的负荷率、功率因数,实现节能。使用的节能电机主要有:变频调速电动机,电磁调速电机,超高转差电动机。在使用超高转差电动机时, 应对抽油机系统进行优化设计,才能达到预期目的。试验表明,超高转差电动机能与变几何形状抽油机(如异相抽油机)和前置式抽油机配 合使用,效果很好。另外还有电磁滑差电动机、稀土永磁同步电动机、双功率电动机和绕线式异步电动机。游梁式抽油机用电动机节能是一个非常复杂的问题,选择方案时要考虑电动机效率、功率因数、系统增效、成本投入、可靠性及现场管理等问题。 2 改进抽油机的节能方法

国外抽油机的技术发展总趋势主要有七个方面:朝着自动化、智能化;高适应性;节能;精确平衡;无游梁长冲程;大载荷、长冲程、低冲次;大型化方向发展。研制与应用了各种新型节能抽油机:异相型抽油机、前置式抽油机、前置式气平衡抽油机、大圈式抽油机、轮式抽油机、自动化抽油机、智能抽油机、无游梁长冲程抽油机、低矮型抽油机、液压缸式抽油机、玻璃钢抽油杆抽油机等。同时,还研制了节能抽油机部件,例如:超高转差率电动机、电动机节能控制柜、窄V型联组带和齿型胶带等。我国的抽油机种类已能适应各种工作状况的要求,主要有常规式、前置式、偏置式、链条式和增矩式五种。在抽油机皮带、减速箱和平衡方式等方面研究,使的抽油机效率达到90%以上。研究出了以大载荷、长冲程、低冲次、精平衡、高效节能、高适应性、自动化、智能化、通用化和系列化为代表的先进的抽油机。 3 改进抽油杆的节能方法 采用新型材料和新热处理工艺和强化处理工艺制造抽油杆;各种 新型抽油杆的研究、开发和应用、抽油杆的发展和改进也是提高系统效率的主要措施。由于国外新材料抽油杆和连续抽油杆有了很大发展,出现了多种形式的抽油杆,大大地提高了抽油杆的适应性、经济性、可靠性和先进性。国外也发展了连续抽油杆和连续油管。俄罗斯和瑞典分别研制了钢带式超长冲程抽油机,采用了钢带抽油杆,在地面抽油机滚筒上面缠绕着这种抽油杆,在钢带抽油杆的另一端直接连接着井下具有特殊结构的抽油泵活塞。当然能够增大冲程,增加采油量,系统效率也必然能够提高。国外文献介绍的其它减少抽油杆损失的方法有

抽油机平衡判断方法与调整方案比较

抽油机平衡判断方法与调整方案比较 发表时间：2015-02-05T15:37:53.943Z 来源：《科学与技术》2014年第12期下供稿作者：宋先龙 [导读] 油田生产中抽油机平衡调整方法较多，每种方法的调整效果不同。 中石化胜利油田分公司胜利采油厂宋先龙 摘要：油田生产中抽油机平衡调整方法较多，每种方法的调整效果不同。分析了评价抽油机平衡的3个基本准则，指出3个评价标准均可通过提取抽油机单冲程功率曲线中的信息获得。对抽油机调平衡后，使其同时满足3个基本准则时，可认为抽油机处于理想的平衡状态。现场试验测试和数据分析表明：采用准则二中的功率法调平衡后，抽油机可同时满足准则一和准则二，并接近准则三的要求，可实现抽油机平衡调节。 关键词：游梁式抽油机；平衡准则；功率法；电流法 由于游梁式抽油机复杂的机械运动，使抽油机的平衡调整存在较大的难度。目前的油田生产中，抽油机平衡的评价标准通常采用“电流法”，当下冲程最大电流与上冲程最大电流之比在80％～110％时，认为抽油机处于平衡状态。然而，电流法检验抽油机平衡时会出现假平衡现象，这是由于抽油机下冲程时会产生电机倒发电现象，而钳形电流表采用的电流互感器无法判断电流的相位导致误判，生产实践已经证明这种方法无法准确评价抽油机的平衡。因此，电能法、示功图法、平均功率法、曲柄轴转矩法等相关方法被广泛讨论。为达到节能、延长减速箱寿命、操作简便的综合目标，本文讨论了抽油机平衡评价准则原理，指出抽油机平衡的3个基本准则。若抽油机运行中能同时满足3个平衡准则时，则抽油机工作状态最佳，处于较节能的状态。 1 抽油机平衡判断原则 根据《游梁式抽油机平衡的评价标准》中规定，电流法和平均功率法是抽油机调平衡的方法，但这2种方法都可归于基本准则：1）准则一：抽油机的电动机在上、下冲程中对外做功相等。2）准则二：悬点上、下冲程中减速箱曲柄轴峰值转矩相等。3）准则三：整个冲程中减速箱曲柄轴转矩的均方根值最小。（1）准则一。这一准则通常用于游梁式抽油机平衡装置的设计，根据此准则可计算出平衡装置所储存或释放的能量Ａ0为 Ａ0＝（Ａｕ＋Ａｄ）/2 （1） 式中：Ａｕ为上冲程抽油杆柱下落所做的功；Ａｄ为下冲程提拉抽油杆柱和油柱所做的功。Ａ0可通过抽油机的实测示功图，或者利用静力示功图求得。电动机在上、下冲程中对外做功可转化为电动机的输出电能，而电动机输出电能与输入电能成正比。因此，可通过测量电动机上、下冲程的输入电能是否相等来判断抽油机平衡状态，也称为电能法。式（2）表示电动机功率曲线的上冲程所包围面积和下冲程所包围的面积相等，即上、下冲程电动机对外做功相等。则有 （2） 式中：Ｉｕ、Ｉｄ为上下冲程的输入电流；Ｕ为输入电压；ｃｏｓφ 指电动机功率因数；ｔ为抽油机工作时间。当下冲程与上冲程对外做功之比在80％～110％时，则认为抽油机平衡。（2）准则二。这一准则通常用于游梁抽油机的平衡状态检验与调整，但减速箱曲柄轴的转矩测量比较繁琐，通常可根据实测的光杆示功图及转矩因数表来绘制转矩曲线。这样的测量过程不利于现场的实际应用。由于电动机的输入电流和功率与减速箱曲柄轴转矩近 似成正比，因此人们通常比较上冲程和下冲程的电流峰值和功率峰值来取代曲柄轴转矩峰值。 (3)准则三。调整抽油机平衡是为延长抽油机使用寿命，即希望减速箱曲柄轴输出转矩最小。在不平衡的抽油机上，曲柄轴输出转矩通常有正有负，因此转矩的平均值Ｍａ无法反应实际的载荷，通常采用均方根转矩Ｍｆ来反映减速箱曲柄轴的载荷情况。均方根转矩与平均转矩之比为周期载荷系数，其反映载荷转矩的波动程度。均方根转矩和平均转矩的表达式为 从节能角度分析，若使抽油机最节能即使电动机的变动损耗最小，而变动损耗与电流的平方成正比，电动机的电流取决于载荷转矩。因此，要求电动机载荷转矩的均方根值最小。只要保证曲柄轴转矩的均方根值最小，就能保证电动机负载转矩均方根值及电流的均方根值最小，即电动机工作在节能状态。因此，曲柄轴的均方根转矩最小时，抽油机可安全节能地工作。电动机的载荷转矩通常不易测量，但功率容易测量。对于转差不大，转速变化较小的电动机，近似认为电动机转速与曲柄轴角速度是常数，曲柄轴转矩与电动机输入功率大体成正比。 可利用电动机的均方根功率的极小值作为判据对抽油机平衡率进行调节。只有当功率曲线傅里叶级数的正弦分量占主要作用时，这种调节方式才能起到较好的效果。 2 调整判断方法 2.1 电流法 尽管电流法测试抽油机平衡时会出现假平衡状态，但这种方法简单，仍被采油单位所采用。实际应用时对非平衡抽油机进行调整，（3） 式中：ΔＲ为达到平衡时平衡块的移动量；Ｍｍａｘ为抽油机最大转矩；Ｗｂ为平衡块重；Ｗｍａｘ、Ｗｍｉｎ为悬点最大和最小载荷；Ｓ为冲程；ｎ为冲次。该方法适用于现场抽油机平衡状态较好情况，当抽油机严重不平衡时，此方法无法有效调整平衡。 2.2 功率法 功率法是通过测量电动机的功率变化曲线，分析抽油机的平衡情况，当下冲程和上冲程最大功率的百分比在80％～100％之间时，则认为功率平衡，此值通常不大于100％。这种判断方法与电流法原理相同，但该方法可以克服抽油机的假平衡现象，即当抽油机带动电动机发电时，测量的功率曲线为负值。 3 调整原则比较 由以上分析可知：准则一采用抽油机上、下冲程功率曲线的面积比；准则二采用上、下冲程功率曲线的峰值比；准则三是对功率曲线进行傅里叶级数展开，使抽油机工作时电动机均方根功率取得极小值。任何一种平衡准则都与电动机功率曲线相关，因此，通过对功率曲线进行分析可实现抽油机平衡率调节。当抽油机处于良好平衡状态时，曲柄轴转矩曲线等效于功率曲线。抽油机的上、下冲程是对称的，采用准则一和准则二来判断平衡率将得到相同的结果，而准则三需要滤除曲线的一阶正弦分量，得到不同的功率曲线。若对新功率曲线

抽油机节能技术实践研究

抽油机节能技术实践研究 目前石油开采行业不景气，油田效益逐渐降低，所以节能降耗成为油田发展的重要基础，本文通过对胜利油田清河采油厂某采油管理区的工作实践对抽油机节能技术展开探讨。该管理区管理的区块均为稠油区块，油井负荷比较大，平衡率普遍偏低，2016年初，全区调速电机的使用比例占46%，达73台，油井平均平衡率仅65.6%。目前使用的调速电机普遍于2003年之前生产，老化比较严重，据统计，使用一台永磁电机比一台调速电机每年可以节约电费3.6万元，而一台永磁电机购入成本约1.6万元，更换一台永磁电机只需要163天即收回购入成本。优选部分负荷较轻、使用调速电机的油井更换为永磁电机，则可以达到较好的节能效果。另外，通过筛选平衡率较低的油井调平衡也可以降低单井耗电。 标签：调速电机；永磁电机；节能；调平衡 1 更换永磁电机节能 1.1 更换永磁电机必要性 调速电机由Y系列电动机、控制器和电磁滑差离合器等3部分组成。电磁滑差离合器主要是由电枢和爪形磁极与输出轴组成，电枢和爪形磁极之间没有任何机械连接。优点：调整旋钮可连续调整抽油机的冲次，调整抽油机的冲次既方便又容易。缺点：体积大，重量大，电磁调速系统要多耗一部分电能，输出转速越低自身损耗越大，整体效率也就越低。 近些年来，随着永磁材料性能的不断提高和完善，价格的逐步下降，加上永磁电机研究开发经验的日臻成熟，永磁电机在清河采油厂已得到比较广泛的应用。与调速电机相比，永磁电机具有以下优点：①效率高，额定效率在94%以上，在低负载率下效率更加优于异步电机；②启动转矩大，以16极22KW电机为例，启动转矩高达1456N.m；③功率因数高，运行电流小，额定功率因数在0.97以上，且永磁电机在低负载运行时仍可保持高的功率因数；④既可呈容性又可呈感性负载运行，这一特性最大限度的减少线路损耗，减少线路压降，提高供电质量； ⑤可以通过选择不同级数的电机满足油井不同冲次的生产需求。 该管理区管理区均为稠油区块，油井负荷比较大，2016年初，全区调速电机的使用比例占46%，达73台。目前使用的调速电机普遍于2003年之前生产，老化比较严重。所以将调速电机更换为永磁电机，可以达到较好的节能效果。 1.2 优选适合使用永磁电机的油井 稠油区块部分油井因负荷重、油井易不同步或熱采调参频繁等原因不适合使用永磁电机。项目组对使用调速电机的油井进行逐一分析，筛选出符合以下条件的油井更换永磁电机：①油井最大负荷小于70KN；②油井日常生产较为平稳，不易出现不同步现象；③油井近期无热采计划或热采井已过频繁调参时期，生产

探究抽油机节能降耗技术

探究抽油机节能降耗技术 摘要：石油天然气采集过程既是能源生产过程,寸也是能源大量消耗过程。其中,抽油机能耗 占整个能源消耗比例的１／３,其年耗电量超过１．０ｘｌ（ＦｋＷ,同时能源效率最高仅为２３％左右。如何降低抽油机的能耗一直是油气行业的难题。近年来,随着物联网技术的发展,安装在井口的各 种传感器采集了大量的油气生产相关的数据,为利用大数据技术研究抽油机节能降耗方法提供了有利条件,同时也带来了新的能耗问题。本文对抽油机能耗进行分析,概述了游梁式抽油机井工作原理及主流 节能降耗技术,包括：改进机械结构、＇添加光杆减震器或减载器等额外控制装置、改进电机驱动技术、调整抽油机、基于回归神经网络改进ＡＰＥＡ２算法人髯钣挪僮鞑问、示功图压缩等方法,指出了新技术在此领域应用的方向。关键词：抽油机；物联网；示功图引言 游梁式抽油机井是覆盖范围最广的油井类型,中国内陆地区９０％的油井均为游梁式抽油机井 。其能耗占整个能源消耗比例的１／３。因其数量巨大每年耗电量超过１．０ｘＫＦｋＷ,同时能源效率最高仅为２３％左右,如何降低抽油机能耗、提高能源效率是亟待解决的问题。同时,随着物联网技 术的发展,为加快推进油气田生产信息化建设,实现信息化与工业化的融合,提{油气生产管理水平, 确保安全生产,各石油企业先后建设大量信息化系统。信息化系统依赖的机器仪表以及系统每天产生数据的传输和存储又会耗费大量的资源,如何降低这部分能耗是摆在油气企业面前的难题。本文对游梁式抽油机井能耗进行原理分析,综述主流的节能降耗方法,希望对抽油机降耗的研究人员起到引路的作用 。１游梁式抽油机能耗分析 现阶段,梁式抽油机因其结构简单、可靠耐用、维护方便等特点,已经使用１５＃年。由于梁 式抽油机平面四连杆机构的固有特点,尽管其具备出色的扭矩平衡特性,但实际生产中仍存在平衡效果差、负扭矩、齿轮箱扭矩波动较大￣工作效率逐渐降低、能耗不断增加、“大马拉小车”等现象。梁式抽油机的系统效率大部分低于３０％,有极大的优化改进空间。除抽油机的能耗效率外,为了实时监控抽 油机井的工作状态而安装的抽油机辅助生产设备的能耗也日渐攀升。包括示功图、变频器、温度、压力等相关生产参数的采集,传输与存储。抽油机井大部分地处偏远,数据传输需要自建通讯基站来完成。 采集参数中数据量最大的示功图,因采集频度高、抽油机数量庞大,每天产生的数据量非常巨大,按４ ．０ｘｌＯ５口抽油机井计算,每幅功图通讯时约需要２０ｋｂｐＳ带宽。对于地处偏远无公网的油井来说,需要自建基站来满足数据传输的需求,全国的抽油机示功仪每年约耗电１４４００ｋｗｈ,每台 示功仪需要３年更换一次电池。．以示功图数据为代表的采集参数造成的能耗问题,亦有很大的提升空间。要提升抽油机工作效率,降低能耗,要从抽油机的工作原理人手。 ２游梁式抽油机工作原理 抽油机的核心部件是由齿轮箱轴、曲柄与连杆连接点、连杆与游梁连接点、支架轴之间的连接线组成的平面四连杆机构。该平面四连杆机构具有将变速箱的旋转运动转化为操作井下泵所需的往复运动,它的几何参数和动力学特性对抽油机的工作性能有着极其重要的影响。梁式抽油机的平面四连杆机构具有出色的扭矩平衡特性,但实际生产中仍存在平衡效果差、负扭矩、齿轮箱扭矩波动较大、工作效率逐渐降低、能耗不断增加,“大马拉小车”等现象。梁式抽油机的系统效率大部分低于３０％,有极大 的优化改进空间。从原理出发,下面从改进机械结构、添加额外控制装置、改进电机驱动技术、调整抽油机参数及新技术在此领域的应用这几方面对抽油机节能降耗技术进行分析。 ３游梁式抽油机节能方法浅析 为了提高梁式抽油机的系统效率、节约能耗,国内外研究学者从多个方面人手,取得了重要的 研究成果。３．１改进机械结构 通过改进机械结构来加强平衡,节约能耗的典型方法异相梁式抽油机,又称偏置型抽油机,它 具备良好的性能和耗电量低等特点。异相梁式抽油机与一般的梁式抽油机的区别主要是它的变速箱和支架是偏离的且曲柄中心线与平衡块的中心线有个相位角。这种设计使曲柄设计降低了上冲程的载荷和加速度,减小齿轮箱的峰值扭矩,达到了节能降耗的效果＇异性游梁式抽油机,包括双驴头抽油机、弯游 梁抽油机和其他基于常规游梁式抽油机改进的机型。其中,双驴头抽油机自投入使用以来,其应用效果 表明节能率约为２０％￣３０％［４６］。这种抽油机由于采用变径圆弧的游梁后臂,使其实现负载大时平衡力矩大,负载小时平衡力矩小的工作状态,从而降低光杆扭矩,达到加强平衡、降低能耗的目的 。这种在机械结构上进行改进的抽油机具有很好的节能效果,在国内大多数油田都有广泛的应用。但是,这种节能方法只适用于安装抽油机之前抽油机的选型阶段,对于已安装投产的抽油机不太适用。

如何提高抽油机平衡率

如何提高抽油机平衡率 一、立项的目的、意义、现状 随着油田节能形势的要求，如何使抽油机井达到平衡状态，节能降耗显愈来愈为重要，我队有抽油机井146口，每月开井近134口，但抽油井平衡率只有70%左右，一直以来达不到厂矿要求，为改变这种状况，我们小组选择这一课题进行活动，力争取得较好的效果。 二、主要研究内容及解决的主要问题 1、通过活动分析造成抽油机井平衡率低的各种因素，并针对要因采取对策。 2、通过活动加深了员工对抽油机井管理重要性，加强管理，提高抽油井管理水平。 3、强化管理制度的执行，杜绝违反操作规程和不严格执行质量标准现象。 三、预期目标及成果验收条件 经开展本课题活动使目前抽油机井平衡率有所提高，降低影响抽油机井不平衡因素。 四、抽油机井平衡率简介 抽油机井平衡率作为油井管理中的重要指标，抽油机悬点在工作中承受着脉动负荷，由于其在工作过程中的不对称性，上下冲程相差很多，一般来说，上冲程载荷大，下冲程载荷小，使得上冲程电机所受负荷很大，电机做功大，而下冲程电机做功小，还会呈现出负功状态，造成悬点紧拉着旋转口使得电机受力不均而造成的抽油机失去平衡。因而会对抽油机产生损害。这种损害表现在：第一，浪费电能，降低抽油机的工作效率及使用寿命。这是由于抽油机在工作中担负的负荷过大，下冲程带着电机运转造成的。第二，由于抽油机在工作中，载荷很不均匀，致使抽油机发生震动，进而对其使用寿命产生影响。第三，会使曲柄旋转不平衡，失去均匀的转动速度，进而影响到抽油机以及泵体工作，从而对油井产量产生影响。因此，在抽油机工作过程中，在单井必须要保持其平衡率在85%

以上。 五、抽油机不平衡造成的危害 1、对电机：由于抽油机不平衡引起电机负荷不均匀，上冲程中电动机承受着极大的负荷，下冲程中抽油机带动电机运转，造成功率的浪费，降低了效率缩短了电机寿命。’ 2、对抽油机：由于抽油机曲柄运转不平衡，使抽油机发生振动，导致各连接螺丝松动，易出现故障，影响抽油机装置的使用寿命。 3、对抽油泵及抽油杆：由于运转速率不平衡，影响了抽油杆和泵的正常工作。 六、抽油机平衡方法 按照平衡原理和平衡装置所安装的位置不同，可分为机械平衡和气动平衡两类（一）机械平衡 1、游梁平衡：游梁的尾部装设一定重量的平衡板以达到平衡的目的。这是一种简单的平衡方式。 优点：平衡块重量轻，螺丝固定，谪书考便； 缺点：安装位置高，平衡过重会产生较大的损性力，所以平衡块不宜加得太多。适用；驴头悬重在3吨以下的轻型抽油机。 2、曲柄平衡：将平衡块安装在曲柄上来进行平衡的方式叫曲柄平衡。 优点：调整方便，通过调整其在曲柄上的位置及平衡块重量就可以完成。 缺点：重量大，离心力大，易发生机械事故。 适用：驴头悬重在10吨以上的重型抽油机 3、复合平衡：是在同一台抽油机上，既有游梁平衡，又有曲柄平衡的叫复合平衡。 优点：调节方便，小范围调整时，可调整游梁平衡块，大范围调整时，则调整曲柄平衡块。 缺点：惯性力和离心力依然存在 (二)气动平衡 利用气体的可压缩性储存和释能量，来达到平衡目的的方式叫气平动平衡。优点：减少了抽油机的动负荷及震动，平衡效率高。

游梁式抽油机节能新技术

游梁式抽油机节能新技术 摘要:探讨游梁式抽油机节能的新方法,即在采用优化游梁式抽油机电动机及控制装置、四连杆机构、悬点载荷平衡装置和传动元件的基础上,来提高这些子系统的效率达到节能的目的,并提出了计算系统效率的方法。 关键词:游梁式抽油机节能新技术综述 1 电动机节能方法 对于抽油机的电动机,节能的关键是提高其负荷率。其一,人为的改变电动机的机械特性,以实现负荷特性的柔性配合,主要是改变电源频率,提高系统效率,实现节能。其二,从设计上改变电动机的机械特性,改善电动机与抽油机的配合,提高系统运行效率。其三,通过提高电动机的负荷率、功率因数,实现节能。使用的节能电机主要有:变频调速电动机,电磁调速电机,超高转差电动机。在使用超高转差电动机时,应对抽油机系统进行优化设计,才能达到预期目的。试验表明,超高转差电动机能与变几何形状抽油机(如异相抽油机)和前置式抽油机配合使用,效果很好。另外还有电磁滑差电动机、稀土永磁同步电动机、双功率电动机和绕线式异步电动机。游梁式抽油机用电动机节能是一个非常复杂的问题,选择方案时要考虑电动机效率、功率因数、系统增效、成本投入、可靠性及现场管理等问题。 2 改进抽油机的节能方法 国外抽油机的技术发展总趋势主要有七个方面:朝着自动化、智能化;高适应性;节能;精确平衡;无游梁长冲程;大载荷、长冲程、低冲次;大型化方向发展。研制与应用了各种新型节能抽油机:异相型抽油机、前置式抽油机、前置式气平衡抽油机、大圈式抽油机、轮式抽油机、自动化抽油机、智能抽油机、无游梁长冲程抽油机、低矮型抽油机、液压缸式抽油机、玻璃钢抽油杆抽油机等。同时,还研制了节能抽油机部件,例如:超高转差率电动机、电动机节能控制柜、窄V型联组带和齿型胶带等。我国的抽油机种类已能适应各种工作状况的要求,主要有常规式、前置式、偏置式、链条式和增矩式五种。在抽油机皮带、减速箱和平衡方式等方面研究,使的抽油机效率达到90%以上。研究出了以大载荷、长冲程、低冲次、精平衡、高效节能、高适应性、自动化、智能化、通用化和系列化为代表的先进的抽油机。 3 改进抽油杆的节能方法 采用新型材料和新热处理工艺和强化处理工艺制造抽油杆;各种新型抽油杆的研究、开发和应用、抽油杆的发展和改进也是提高系统效率的主要措施。由于国外新材料抽油杆和连续抽油杆有了很大发展,出现了多种形式的抽油杆,大大地提高了抽油杆的适应性、经济性、可靠性和先进性。国外也发展了连续抽油杆和连续油管。俄罗斯和瑞典分别研制了钢带式超长冲程抽油机,采用了钢带抽油杆,在地面抽油机滚筒上面缠绕着这种抽油杆,在钢带抽油杆的另一端直接连接着井

影响抽油机系统效率的因素分析

影响抽油机系统效率的因素分析 首先电动机和抽油机对地面效率影响较大。在抽油机选型时，由于过分考虑设备的“储备”能力，部分油井选择的抽油机型过大（包括装机功率），发生“大马拉小车”的现象，这种“大马拉小车”的结果是抽油机额定载荷与实际载荷相差较大,电机负载率较低,地面效率明显下降,对提高抽油机井系统效率极为不利。这种工况下电动机自身工作效率低,一般运行效率在额定效率50%以下。 行，地面效率较低。调节抽油机平衡，可以降低单井耗电量，降低电机功率，减少空耗损失，提高地面效率。抽油机要达到100%的平衡度是较困难的,但依据机型和井况的不同，应尽力把平衡度控制在80%～120%之间。调平衡是提高系统效率中投资小,见效快的一个办法。 测试表明,岔河集油田抽油机井平衡度小于80%和大于120%共有69口井,约占总井数的16%。 径、冲次等抽汲参数不合理。部分抽油机井的液面在井口，却仍用小泵径、慢冲次的工作制度，导致系统效率过低。此外，抽油机“五率”达标率低,电机皮带过松，盘根过紧等对油井整体效率也有一定影响。 泵况对井下效率的影响主要表现在:一是泵、管漏失严重影响井下效率。实际上，泵的正常漏失量(柱塞与衬套间的设计漏失量)很小，因而它对井下效率影响很小，这里的“漏失”是指除正常漏失外的所有漏失即非正常漏失。通过现场憋压等测试手段分析，岔河集油田30%以上的油井存在不同程度的管漏失及泵筒间隙磨大、游动凡尔、固定凡尔漏失。泵的非正常漏失，不仅会减少有效功率，而

且将增加井下损耗。二是气体影响井下效率。高气油比使得泵充满度降低，甚至气锁，影响了泵的排量系数,对井下效率影响很大。虽然测试井中高气油比井的井数不多,但因为其系统效率很低，平均系统效率仅为12%,远低于整体平均系统效率24.5%。三是供液不足影响井下效率。部分油井供液能力差，沉没度不够，导致泵充满度降低，泵效低下，影响了井下效率。 油井产液量与井下效率的关系 油井结蜡、出砂及抽油杆的磨擦导致杆柱载荷增大，造成杆柱有效功率降低，井下无功损耗增加，影响了井下效率。深泵挂及尼、扶杆的大规模应用也导致杆柱载荷增大。此外，井斜也加剧杆管偏磨，井下阻力损耗增加，导致井下功率损失。偏磨类油井比较多，占全部油井的32%。 抽汲参数(泵径、泵深、冲程、冲数等)的匹配有若干个，总有一个是投资省、系统效率高的最佳方案。因此必须对抽汲参数进行优选。即使同一区块的油井在油藏地质条件、供液能力、气油比等个体特征也往往存在明显的差异，落实到具体的单井上，必须根据每口井的具体条件进行单井优化设计。根据井况选择合理的泵，以适应含气、出砂、结蜡等井况的要求，同时应用配套技术，来解决抽油井受气、砂、蜡等影响泵效的矛盾。

浅析抽油机节能降耗技术

浅析抽油机节能降耗技术 发表时间：2019-03-12T14:54:54.297Z 来源：《电力设备》2018年第27期作者：姬万荣 [导读] 摘要：游梁式抽油机井是覆盖范围最广的油井类型，中国内陆地区90％的油井均为游梁式抽油机井。 （玉门油田分公司机械厂销售服务中心甘肃省酒泉市 735200） 摘要：游梁式抽油机井是覆盖范围最广的油井类型，中国内陆地区90％的油井均为游梁式抽油机井。其能耗占整个能源消耗比例的1/3。因其数量巨大每年耗电量超过10ｘKFKW，同时能源效率最高仅为23％左右，如何降低抽油机能耗、提高能源效率是亟待解决的问题。同时，随着物联网技术的发展，为加快推进油气田生产信息化建设，实现信息化与工业化的融合，提髙油气生产管理水平，确保安全生产，各石油企业先后建设大量信息化系统。信息化系统依赖的机器仪表以及系统每天产生数据的传输和存储又会耗费大量的资源，如何 降低这部分能耗是摆在油气企业面前的难题。 关键词：抽油机；节能；降耗技术 油田采油作业现场的机采系统能耗占到总体能耗的30%以上，是油田作业的能耗大户，在当前原油价格持续低位运行的情况下，采油作业降本增效压力持续加大，本文通过对抽油机现场能耗情况分析，对节能降耗工作进行了探究。 1抽油机能耗基本情况 1.1抽油机运行原理及工作特性 抽油机运行可以简单的看作是活塞运动，也就是通过空气、水压入井下压后，将井下原油抽出的设备，通过利用井下抽油管柱的往复运动，对油气储层中储藏的油气资源产生吸力，使油气资源沿管道抽出井口。当前应用较多的是游梁式采油机，动力供应装置为电动机，通过平衡杆及平衡端的平衡块装置带动抽油杆运动，确保抽油泵的活塞式往复运动，将油气资源采出。 1.2影响抽油机能耗的因素 抽油机运行过程即能量转换过程，每次能量转换都伴随能量损失，地面供能系统提供能量扣除能量损失后剩余能量即机采系统的有效能量，后者与前者比值即机采系统运行效率。一是机采系统设备因素。机采系统运行效率主要取决于功率损失和输入功率的比值，提升机采系统效率就需要降低损失掉的功率。从机采系统设备方面看，主要功率损失因素有：电机损失，电动机作为抽油机功能设备，主要损耗为自然损耗和不当操作损耗，前者是机械长期运行后的机械疲劳和机械磨损造成的电量消耗增加，后者是未按照正确操作顺序操作造成电量增加；皮带和减速箱传动损失，主要是皮带、连杆、齿轮和减速箱等设备构件在传动中因磨损造成的损失；杆端损失，主要是轴承老化、钢丝绳变形、抽油杆弹性变形、泵体机械损伤等造成的损失，长期磨损不仅会加大电量损耗，还会造成机械故障引发设备损坏；管柱损失，主要是水力损失。二是抽汲参数因素。抽油机的冲程（S）、冲次（N）、泵径（D）、下泵深度（L）、抽油杆尺寸等抽汲参数对能耗影响较大，比如在相同条件下，降低冲次可降低能耗，加大泵径也可以降低能耗。三是管理因素。管理因素主要是考虑合理确定平衡比、举升高度等，特别是抽油机分布点多面广的特点，需要配套建设供电线路，所以要合理考虑电路系统设计安装。同时，在配套设备上，抽油机配套三相异步电动机的就地补偿会因为配电箱接线破损、电容击穿等，造成电容量不足，使无功功率得不到补偿，降低运行效率。 2抽油机节能降耗的技术措施 2.1合理配置电动机容量 要根据采油抽油机运行需要，及时配置适宜的电动机，坚决杜绝“大马拉小车”等问题。要积极改进电机接地方式，在轻载情况下利用Y 接地，重载情况下采用△接地。在合理计算经济性价比前提下，可进行高转差电机、永磁电机等设备的更换安装。抽油机驱动设备多是利用感应设备进行控制，长期运行中会因为环境因素造成操纵感应失灵而降低运行效率，所以要在相关线路上进行补偿电容器安装，确保电压保持在正常水平。 2.2减少皮带传动损失 常用皮带的传动效率分析看，综合考虑皮带价格，窄型V带传动效率更高，要尽量更换窄型V带，并将皮带大小轮保持四点一线，合理确定皮带的松紧度。 2.3应用节能型盘根 常用类型的盘根盒功率损耗情况分析看，不同材质的盘根盒，在不同润滑条件下，能耗差异较大，综合分析，应用石墨类的密封型材料，可以较好地实现节电目的。 2.4合理确定抽汲参数 要根据抽油机运行情况，及时调整抽汲参数，确保合理的举升高度。一般情况下，举升高度增加后，机采系统运行效率提升、能耗降低，但并非简单的线性关系，在达到某一数值后就不再上升，所以，一般情况下下泵深度在1100m以内时，可将举升高度保持在400-800m 范围内。 2.5合理配置机采系统设备 对抽油机运行而言，影响功率的一个重要因素是设备。要进行电动机电压自动调节装置安装，根据电压的正弦波动值对电动机功率因数和运行电流数进行调整，并合理确定控制晶闸管的控制深度，可以及时进行电机电压制度，实现节能目的。要进行全自动感应检测间歇抽油控制装置的安装，对抽油机运行进行实时调节，在油井地层供油充足情况下，可以加大机采系统运行效率，提升油气采收速度；在地层中供油不充足时，要将机采系统进行待机，在检测到地层原油积累到可供开采的情况下，再重新启动机采系统进行采油作业，通过合理的启闭机采系统实现节电目的。 2.6加强作业人员岗位培训和节能教育 集采作业系统很多环节是由作业人员进行的，还不能完全实现机采系统自动化作业，所以作业人员对作业规程的熟悉和掌握程度会影响到能耗，要通过教育培训，提升作业人员对规范操作的认识，及时采集各类作业数据，调整工作状态，特别是无关的设备要做到随时关停，减少电力损耗。 3结论 综上所述，在油田勘探开发中，机采系统是能耗的主要方面，而能耗水平高低直接影响到油田的整体能耗，通过对抽油机能耗的影响

节能降耗技术在机械采油中的应用研究

节能降耗技术在机械采油中的应用研究 摘要：绿色发展、节能降耗是油田行业发展的必然趋势，在机械采油中利用节 能降耗技术在提高油田开采效率的同时，还可以进一步减少石油开采中高耗能的 问题，是维护我国能源安全的有效途径。现阶段，螺杆泵采油配套技术、间歇采 油技术、小井眼采油技术、抽油机井节能改造技术广泛应用在机械采油领域内， 取得显著的节能降耗效果。随着科学研究进程的进一步深化，将会有越来越多的 节能降耗技术应用在机械采油当中，为环境友好型、资源节约型社会的构建贡献 力量。本文基于节能降耗技术在机械采油中的应用研究展开论述。 关键词：节能降耗技术；机械采油中；应用研究 中图分类号：TE938 文献标识码：A 引言 采油工程在油田开发过程中具有重要的作用，采油工程技术在提高油田开发 效率方面发挥着重要作用。通过对目前油田开采过程中遇到的问题的研究，并结 合未来采油工程技术的发展提出来几点新的采油工程技术。通过新技术的应用对 未来我国油田开发过程中会遇到的问题，提供了可借鉴的工艺技术。通过本文可 以让致力于油田事业的从业者们，能够更加明确未来采油工程技术的发展方向， 为从业者提供了很好的资料。 1采油工程概述 油田的采油工程技术措施经历不同的发展阶段，开发和研究复杂断块油气藏 的开采工艺技术措施，对碳酸盐岩的潜山油气藏进行了开采，深入油田生产实际，提高采油工程的效果。采取符合油田生产的采油工艺技术措施，提高采油生产的 效率。采油工程是一门综合性的学科，其主要用于油田开采过程。根据生产井和 注入井并通过一系列措施对油藏进行采油。对采油工程的研究可实现对油藏经济 有效地利用和开采，通过采用工程各种技术的应用还可以提高油井产量和原油采 收率。常规采油技术工程措施包括抽油生产技术，螺杆泵采油生产技术和潜水电 动泵采油生产技术等，通过采用的生产设备提高油井的举升能力，实现高产量的 目标。因此，为了提高油田生产效率，在油田开发过程总需要实施采用工程技术。传统的采油工程措施可以提取一定数量的地质储量，但随着油田的不断勘探和开发，旧的采油工程措施难以达到预期的采油效率，因此需要开发新的采油工程技 术措施，以满足不断发展的油田生产需求。通过增加油田的地质储量或延长旧油 田的开发，来寻找新的油田是非常困难的。那么通过采取措施提高采收率，也可 以在油田开发的最后阶段实现生产目标。研究采油工程新工艺技术，解决油田开 发后期油田产能限制的技术问题。优化油田设计开发模式，节省油田生产过程中 的各种能耗，优化最佳生产设备，提高设备运行效率。 2机械采油的能耗分析 在开采油田的过程中，机械采油包括硬件和软件2个部分。硬件部分包括抽 油杆、抽油机以及防护装置。软件部分包括采集信息软件和工艺管理软件。将硬 件和软件部分结合起来，形成了有机采油系统。机械采油过程中，由于抽油机是 往复运动模式，很容易产生扭矩，扭矩大小以及扭矩方向是呈现周期变化的。从 目前情况来看，采油工作使用了大量的电力设备，消耗了大量的电能。机械采油 装机总容量仅占据油田整体容量的1/3，但是用电量已经占据总用电量的1/2以上。机械采油过程中耗电量大，存在严重的能耗问题。对此展开分析，发现采油 能耗问题多是由于抽油机自身负荷率不够，存在功率因数低的情况，使得采油能

抽油机节能

一、游梁式抽油机的工作原理和能耗分析 1.工作原理游梁式抽油机的工作原理是动力机经由传动皮带将高速旋转运动传递到减速箱,做三轴减速,后由曲柄连杆将动力机产生的高速旋转运动转变为使游梁上下摆动的垂直运动,最后悬绳器通过抽油杆带动抽油泵柱塞上、下循环往复运动,将原油汲取上来。 2.能耗分析电动机损耗:包含各种热损失,摩擦损失以及材质损失。电动机功率越大,铜损越大,影响抽油机平衡。经测算,多数抽油机仅能达到最佳状态的六七成,具有巨大节能潜力。传动损失:机械摩擦传动损耗与润滑条件和抽油机平衡有关。但目前使用的传动皮带转动效率高,在润滑条件好的状态下节能空间有限。减速箱损失:主要有减速箱的齿轮与轴承之间的摩擦造成。减少减速箱损失最关键在于润滑,润滑不足不仅会使能耗上升,还会加速齿轮跟轴承的磨损,缩短使用寿命。换向及平衡损失:在换向结构一定的条件下,能量损耗较小,运行速率高,节能空间不大,而平衡方式的选择不同,对扭矩曲线的峰值有重要影响。 二、游梁式抽油机的节能指标和思路 1.节能衡量指标(1)电控技术水平包含电动机特性,负荷率,功率因素等指标。目前游梁式电动机主要通过改良电源频率,机械性能来提高节能水平。 (2)光杆载荷由抽油机本身的运动性能影响,可以通过改变抽油机的结构,以降低光杆最大载荷值,实现节能的目的。 (3)曲柄轴净扭矩由抽油机的平衡性能影响,改善平衡性的主要方法是改变抽油机平衡方式,如由原来游梁,曲柄及复合平衡改为连杆,随动等新的平衡方式。 2.节能思路(1)通过改进抽油机的结构来实现节能这种思路的重点在于完善抽油机四杆机构的优化设计和改进抽油机平衡方式来使曲柄轴净扭矩曲线的形状以

抽油机井系统效率计算公式

一、抽油机井系统效率 抽油机井系统效率是指将液体举升到地面的有效作功能量与系统输入能量之比，即抽油机的有效功率与输入功率的比值。 i e p p =η 其中，抽油井的有效功率是指将井内液体举升到地面所需要的功率；抽油机的输入功率是指拖动机械采油设备的电动机总的消耗功率。抽油机的输入功率可由现场测试取得，抽油井的有效功率可由以下公式计算： Q·H·ρ·g P e ＝———————— 86400 式中：Ｐe ——有效功率，KW ； Q ——油井日产液量，m 3/d ； H ——有效扬程，m ； ρ——油井液体密度，t/m 3； g ——重力加速度，g=9.8m/s 2； 其中有效扬程： （Po —Pt ）×1000 H=Hd + --———————— ρ·g 式中：Hd ————油井动液面深度，m; Po ————井口油压，MPa; Pt ————井口套压，MPa; 二、抽油机井平衡合格率 1、抽油机井平衡度 抽油机井稳定运行过程中，下冲程时的最大电流与上冲程时最大电流比值。（80-100%合理，小于80％欠平衡，大于100%超平衡）。 平衡度=(I 下行峰值/I 上行峰值) ×100% 采液用电单耗：油井采出每吨液的用电量，单位t

采液用电单耗＝W/Q 式中：W—油井日耗电量，Kw；Q—油井日产液量，t3/d 2、抽油机井平衡度合格率： 抽油机井平衡度达标的井数占总开井数的比值。 抽油机井平衡度合格率=(S合格/S总)×100% 式中：S合格—抽油机井平衡度达标的井数； S总—抽油机开井总数。 三、抽油机井泵效 抽油机井的实际产液量与泵的理论排量的比值叫做泵效。η=（Q实/Q理）×100%； 式中：η—泵效(%) Q实—指核实日产液量(m3/d)； Q理—泵理论排液量(m3/d)； 其中：Q理=×10-3×S×N×D2 式中：S—冲程(m) N—冲数(n/m) D—泵径(mm)； 四、采液用电单耗 油井采出每吨液的用电量，单位t 采液用电单耗＝W/Q 式中：W—油井日耗电量，Kw；Q—油井日产液量，t3/d

新形势下机械采油工程中节能降耗技术的应用 周敏杰

新形势下机械采油工程中节能降耗技术的应用周敏杰 发表时间：2019-10-18T10:41:59.830Z 来源：《基层建设》2019年第14期作者：周敏杰 [导读] 摘要：在分析机械采油耗能问题的基础上，文章从螺杆泵采油配套技术、间歇采油技术、小井眼采油技术、抽油机井节能改造几方面探讨了节能降耗技术在机械采油中的应用。 大庆油田有限责任公司第六采油厂第一油矿黑龙江大庆 163000 摘要：在分析机械采油耗能问题的基础上，文章从螺杆泵采油配套技术、间歇采油技术、小井眼采油技术、抽油机井节能改造几方面探讨了节能降耗技术在机械采油中的应用。 关键词：节能降耗技术；机械采油；应用；油气产量 引言 在我国的油田开采中，机械采油是重要的采油工艺技术。机械采油主要是把油采出地面，在机械采油中，能耗比较大，通过分析节能降耗技术在机械采油中的应用，可以降低机械能源浪费的情况，更好地进行机械采油。在石油开采中，需要对机械采油节中的降耗技术不断进行优化，保证机械采油的经济效益。 1机械采油耗能问题分析 机械采油指的是对于不可以进行自喷的油井，通过人工技术从地面向井内补充能量进而使原油抬升进行开采的方式。机械采油根据举升原油的不同方式分为气举采油以及深井泵采油法。在油田进行具体开采时，机械采油系统主要由硬件和软件两个方面构成，硬件包括有抽油机、抽油杆以及防护装置等，软件则包括信息采集以及工艺管理系统。硬件和软件共同构成了有机的采油装置。机械采油时，主要的动力来源就是电能，所以对电的依赖十分大，油田开采每年对于电能资源的消耗就占了总支出的很大一部分。油田装机容量中，机械采油的装机容量所占比例为三分之一，但是耗电量达到了一半以上。 2节能降耗技术在机械采油中的应用 2.1螺杆泵采油配套技术 在过去很长一段时间内，油田企业以抽油机为采油作业的主要设备，存在体积大、油耗高、成本高、污染大的不足之处。于是，越来越多的油田企业运用螺杆泵采油配套技术替代抽油机采油作业方式，具有价格低廉、使用便捷、高效率、低污染的优势。螺旋泵属于密封严谨的封闭性腔体，主要有螺旋杆和衬套两部分结构组成，灵活性、可调节性较强。在采油作业环节中，操作人员以地下油层供油能力为依据设计转子速度，在符合开采需求的基础上达到降低用电量的效果。根据实践应用数据显示，在开采同等容量石油的条件下，螺旋泵采油配套技术的耗电量仅有传统抽油机的60%，极大程度上节约了企业的石油开采成本。 2.2提倡“节能型”抽油机的应用 众所周知，在石油开采中，抽油机是一个消耗能源的重要载体，因此，工作人员应当侧重于“节能型”抽油机的有效应用。从世界范围分析，应用较为广泛的有法国的长冲程液压抽油机、美国Rotaflex单位研发的长冲程抽油机等，具有结构简易、无需附加配重、冲次低、冲程长、功率小等特点，在石油开采中可以节约大量能源。从国内范围分析，研发与应用较多的有“双驴头”抽油机，它是一种游梁型的抽油机，也具有冲次低、冲程长、能耗低等优势；还有偏轮游梁式抽油机，主要包括六个连杆，也属于一种常见的节能降耗类抽油机。相比以往的抽油机，其实际可以节约30%左右的电能。此外，弯游梁式抽油机，它是在现有的游梁式抽油机上，经过形状、安装方位的优化，并且整合了“双驴头”抽油机与常规游梁型抽油机的优点，可以取得良好的节能成效。 2.3间歇采油技术 一般来说间歇采油技术比较适合用在储量丰度和单井产量渗透率比较低的地域，可以在很大程度上降低资源浪费。在活动式螺杆泵间歇采油中，为了节约成本，螺旋杆是该项技术常用的一种设备，为了进行采油作业，需要对扁动扭矩进行合理的控制，因为它决定着井的间歇时间和油井的实际恢复程度。可以运用其他动力设备进行操作，把其他动力设备的动力传递给螺杆泵，从而使得井下液体举升到地面。另外需要掌握好井的间歇周期，然后在间歇周期进行采油，可以有效地降低能耗。通过实施井间歇采油后，产液结构进一步优化，水淹水窜得到明显抑制，油井产水率下降明显，低液低效油井检泵周期明显延长，油井吨油成本明显降低，综合效益大幅提升。一是产液结构进一步优化。通过强化低产低效井合理间开、周期采油、注采耦合等措施，优化产液结构调整。二是油井综合效益大幅度提升。 2.4变频技术 当前，变频技术得到迅速发展，尤其是调速变频的技术，已成功应用于油田螺杆泵及输油泵中，极大地降低了设备的电能损耗。例如：华北油田在抽油机井上运用了变频技术，节约了22%的电能，取得了明显的节能降耗效果。又如，胜利油田某采油企业将变频技术应用于潜油电泵中，系统的能源利用率提升了百分之十以上，为企业创造了较大的经济效益。尽管目前我国的变频技术应用的变频器一般较为通用，其可靠性与适应性有待提升，制约了变频技术在油田企业电力系统升级中的应用，可是，依然应当对变频技术在油田电力系统中应用以后取得的节能效果予以肯定，还需要相关工作者对这项技术持续研究。 2.5抽油机井节能技术 抽油机井节能技术包含有节能电机、节能抽油机以及节能配电箱等，是一种十分高效的节能设备。在比较常见的抽油机中，游梁式抽油机是较为广泛使用的，这种抽油机由普通交流异步电动机来进行拖动，每进行一个冲次的工作，就是抽油杆的上升与下降过程。上升过程中，电机利用电能进行电动运行，在下降的过程中，则把抽油杆的机械能量转化为电能再次输送回电网当中，这种抽油机井的节能技术，操作十分简单但是能耗较大。 2.6小井眼采油技术 小井眼井对井径有着严格要求，满足以下四个条件中的任意一个即可成为小井眼井：（1）井径≤215.9mm；（2）井径＜152.4mm；（3）全井90%的井径＜177.8mm；（4）井径≤本地区常规井井径。小井眼井具有占地面积小、节约钻井液用量、钢材使用量低的优势，也正是由于小井眼井占地面积小使得采油企业在油田开采中减少了一部分劳务费用支出及实际运输量，这对机械采油工作来说具有良好作用，达到节约采油耗能的目的。 2.7无功补偿技术 相对而言，无功补偿技术在我国油田企业电力系统中没有得到大量的应用，且大多企业存在配置方面的问题。所以，对油田企业电力

抽油机井系统效率计算公式

机采系统节能指标 一、抽油机井系统效率 抽油机井系统效率是指将液体举升到地面的有效作功能量与系统输入能量之比，即抽油机的有效功率与输入功率的比值。 P e P i 其中，抽油井的有效功率是指将井内液体举升到地面所需要的功率；抽油机的输入功率是指拖动机械采油设备的电动机总的消耗功率。抽油机的输入功率可由现场测试取得，抽油井的有效功率可由以下公式计算： Q, H- p - g P e= ----------------------------- 86400 式中：P e——有效功率，KVV Q-一油井日产液量，m3/d ; H—有效扬程，m P——油井液体密度，t/m3; g --- 重力加速度，g=9.8m/s2； 其中有效扬程： （P L Pt）x 1000 H=Hd + - ------------------------ P - g 式中：H ------------ 油井动液面深度，m; P ------------ 井口油压，MPa; Pt ---------- 井口套压,MPa; 二、抽油机井平■衡合格率 1、抽油机井平■衡度 抽油机井稳定运行过程中，下冲程时的最大电流与上冲程时 最大电流比值。（80-100%合理，小于80%欠平衡，大于100%? 平衡）

平衡度=（I下行峰值/I上行峰值）X 100% 采液用电单耗：油片采出每吨液的用电量，单位Kw.h/t 采液用电单耗=W/Q 式中：M油井日耗电量,Kw, CH油井日产液量,t3/d 2、抽油机井平■衡度合格率： 抽油机井平衡度达标的井数占总开井数的比值。 抽油机井平衡度合格率=（S合格/S总）X 100% 式中：S合格一抽油机井平衡度达标的井数； S总一抽油机开井总数。 三、抽油机井泵效 抽油机井的实际产液量与泵的理论排量的比值叫做泵效。 = （Q实/Q 理）X 100% T] 式中：门一泵效（%） Q实一指核实日产液量（m3/d）； Q理一泵理论排液量（m3/d）; 其中：Q理=1.1304 x 10一3 x Sx NX D 式中：S一冲程（m） N 一冲数（n/m） D —泵径（mm）； 四、米液用电单耗 油片采出每吨液的用电量，单位Kw.h/t 采液用电单耗=W/Q 式中：M油井日耗电量，K^『油井日产液量，t3/d