淺談如何提高抽油機系統(tǒng)效率

李文強

(勝利油田濱南采油廠，山東 濱州 256600)

0 前言

抽油機井采油的原理是將電能從地面?zhèn)鬟f給井下液體，從而把井下液體舉升到井口。抽油系統(tǒng)工作時，就是一個能量不斷傳遞和轉(zhuǎn)化的過程，能量每一次傳遞和轉(zhuǎn)化都將有一定的損失。從地面供入系統(tǒng)的能量扣除各種損失后，就是系統(tǒng)所給液體的有效能量，該有效能量與系統(tǒng)輸入能量的比值稱為抽油機井系統(tǒng)效率。

1 影響抽油機井系統(tǒng)效率的主要因素

抽油機井的系統(tǒng)效率與地面、井下兩大系統(tǒng)能量損失有關(guān)，地面部分的能量損失發(fā)生在電動機、皮帶一減速箱、四連桿機構(gòu)中，而井下能耗損失主要與抽油桿運動能耗和深井泵的容積效率有關(guān)，由于桿柱運動能耗及深井泵容積效率均與桿柱和抽汲參數(shù)設(shè)計有關(guān)，因此，在地面抽油設(shè)備一定的條件下，桿柱和抽汲參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計成為影響抽油機井系統(tǒng)效率的主要因素。

1.1 抽油桿尺寸對能耗的影響

泵徑38.1mm，在舉升高度為1828.8m、產(chǎn)量為79.49m3/d時，隨著沖程的增加，分別采用4種桿柱組合的能耗情況進行分析。較重的抽油桿柱能耗較大，25mm×19mm×16mm、25mm×22mm×19mm 桿柱能耗高，耗電費用也相應(yīng)較高，但隨著沖程的增加，四種桿柱能耗均下降，對于某一特定的桿柱存在某一最小沖程使其能耗較低。22mm×19mm、25mm×22mm×19mm×16mm、25mm×22mm×19mm 三種桿柱組合在沖程增加到4.2m時，電費降低明顯，之后下降趨于平緩，因此沖程需保持合理的值，才可明顯降耗。

1.2 沖程S和沖次n對系統(tǒng)效率的影響

對于同一有效揚程，不同抽汲參數(shù)(SN)，隨著沖程、沖次的降低，系統(tǒng)效率下降，其中沖次越高系統(tǒng)效率降低明顯，當(dāng)沖程均為2.6m，沖次由每分鐘6次增加到l2次時系統(tǒng)效率下降近9個百分點左右。

1.3 泵徑對能耗的影響隨著泵徑的增加耗電費增加，但隨著沖程的增加，能耗下降趨勢減緩

其原因是大直徑的泵，可以在較低的沖次下獲得所要求的產(chǎn)液量，從而再使水利損失和摩擦損失減小，使系統(tǒng)損失減小。

1.4 管理工作對系統(tǒng)效率的影響

管理工作的好壞直接影響系統(tǒng)效率，例如抽油機平衡調(diào)整得不好，驢頭與井口偏差過大，密封裝置過緊，傳動皮帶過松等情況都會降低系統(tǒng)效率。

2 提高抽油機系統(tǒng)效率的措施和方法

2.1 提高地面系統(tǒng)效率的方法

2.1.1 提高電機效率

根據(jù)前面分析，提高電機效率要從三方面開展工作：提高抽油機平衡度、合理匹配電機功率、應(yīng)用高效電機。

2.1.2 提高抽油機效率

提高抽油機效率主要是應(yīng)用高效抽油機和做好維護保養(yǎng)。雙驢頭抽油機、皮帶抽油機等節(jié)能型抽油機在各油田都有很好的應(yīng)用。

2.2 采用特種抽油桿

近年來，國內(nèi)外在新材料抽油桿和連續(xù)抽油桿方面有了很大進展，其中有鋁合金抽油桿、玻璃鋼抽油桿，加拿大Corod抽油桿、鋼絲繩抽油桿等。玻璃鋼、Corod、鋼絲繩三種抽油桿在很多油田進行過較大面積的推廣應(yīng)用或試驗應(yīng)用，都取得了較好的效果。由于它們的單位長度重量輕、抗拉強度高，后2種抽油桿中間還無接箍連接，因此，將它們用于抽油系統(tǒng)，井下功率損失小，可增加有效功率，特別適合于深抽井。當(dāng)然，使用中存在的問題還有待于進一步改進完善。

2.3 提高井下系統(tǒng)效率的方法

提高井下系統(tǒng)效率主要通過參數(shù)優(yōu)化、桿管優(yōu)化來實現(xiàn)，另外原油物性、盤根盒摩阻等對系統(tǒng)效率都有一定的影響。

2.3.1 優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)

抽汲參數(shù)及桿管組合對地面效率及井下效率都有影響。研究與試驗表明，在眾多的抽汲參數(shù)中，抽油機沖次n和沖程S、泵徑d、沉沒度h以及桿管尺寸對系統(tǒng)效率(特別是井下效率)影響較大。一般來講，對于一口具體的抽油機井，在滿足提液需要的情況下，應(yīng)選擇最優(yōu)化的參數(shù)組合方式，即選用提高抽油機井系統(tǒng)效率優(yōu)化設(shè)計軟件來實現(xiàn)。

2.3.2 防蠟降黏技術(shù)

對結(jié)蠟嚴(yán)重的油井實施清防蠟降黏，可提高管柱效率和抽油桿傳動效率。

2.3.3 合理調(diào)整盤根盒

盤根盒密封過緊及偏磨都會增加抽油機懸點載荷，試驗證明，摩阻的增加可引起驢頭懸點負(fù)荷變化1t左右，功率損失增加8%～15%，電機功率增加0.5kW～1.5kW，系統(tǒng)效率降低1～3個百分點。因此，光桿的對中調(diào)整及松緊度適中的盤根對系統(tǒng)效率的提高具有重要意義。

2.4 采用配套措施

有些油田氣油比較高，由于氣體影響，降低了抽油泵的充滿程度，使抽油泵的泵效很低，這必然使整個抽油系統(tǒng)的效率降低。為了克服氣體對泵效的不良影響，根據(jù)油井產(chǎn)量、氣油比大小及地層情況等，可以采用井下分離器、助流器等先進成熟的工藝技術(shù)，促使抽油機系統(tǒng)效率的提高。

2.5 提高日常管理水平

保證抽油機的平衡度要求，抽油機工作時平衡度應(yīng)為85%～120%；適當(dāng)調(diào)節(jié)皮帶及盤根盒的松緊；加強對抽油機運動時的滑潤，減少連桿機構(gòu)的磨損等。已知影響井下效率的主要因素是深井泵排量系數(shù)、抽油桿柱的磨損和油井的非正常漏失，而提高有效功率主要是提高產(chǎn)液量，提高深井泵排量系數(shù)，而降低井下功率損失的主要途徑是減少抽油桿柱的磨損和油井的非正常漏失。因此，要提高系統(tǒng)效率，就要解決油井的非正常漏失、抽吸參數(shù)的不匹配、泵的沉沒度不合適及氣體影響等矛盾。

3 總結(jié)

另外，采用控制技術(shù)可以減少抽油機的耗電量，提高深井泵的泵效;利用變速控制技術(shù)使抽油機負(fù)荷變化均勻，減少耗電;采用節(jié)能控制箱保證在抽油機負(fù)荷較低時，自動減少電動機的輸入功率。

總之，影響抽油機系統(tǒng)效率的因素及環(huán)節(jié)較多，它除了與抽油設(shè)備及抽汲參數(shù)有關(guān)外，還受井況和油井管理水平的影響，另外，抽油機系統(tǒng)各部分的耗能又存在一定差異，所以在實際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)油井不同情況認(rèn)真分析，從而確定提高其系統(tǒng)效率的具體措施。

［1］徐秀芬，李偉，曹瑩，侯永強.柔性連續(xù)抽油桿提撈式抽油機系統(tǒng)效率研究[J].石油礦場機械，2011（1）.

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