談提高抽油機(jī)系統(tǒng)效率的節(jié)能措施

王榮江

（新疆油田公司石西油田作業(yè)區(qū)，新疆克拉瑪依 834000）

談提高抽油機(jī)系統(tǒng)效率的節(jié)能措施

王榮江

（新疆油田公司石西油田作業(yè)區(qū)，新疆克拉瑪依 834000）

抽油機(jī)作為主要的人工舉升的重要方式，對(duì)節(jié)能工作具有重要的意義，采取有效的節(jié)能措施能夠幫助抽油系統(tǒng)增加投入產(chǎn)出比，為企業(yè)帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)收益。

抽油機(jī)；節(jié)能優(yōu)化；系統(tǒng)效率

1 影響抽油機(jī)效率的主要因素

抽油機(jī)的系統(tǒng)效率指的是系統(tǒng)輸入能量與液舉有效做工能量?jī)烧唛g的比值。

1）井口油壓、套壓發(fā)生較大變化會(huì)對(duì)抽油機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，通過(guò)加強(qiáng)研究?jī)烧呷≈底兓瘯r(shí)會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生何種影響，參數(shù)取值為多少時(shí)能夠最大程度對(duì)系統(tǒng)工作效率進(jìn)行優(yōu)化。若是井口油壓超高就會(huì)對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響，若是井口油壓很低則就無(wú)法達(dá)到輸油需求。

2）套壓能夠起到對(duì)于空中的流體進(jìn)行壓縮的作用，為流體進(jìn)泵提供保障，同時(shí)若是流壓升高會(huì)造成油井產(chǎn)油量的下降。

3）盤根盒的摩擦?xí)?dǎo)致系統(tǒng)功率的降低，選用摩阻性能好的石磨盤根盒能夠有效避免該情況發(fā)生，保障井下效率。

4）抽油機(jī)機(jī)型繁多，根據(jù)其類型的不同，大致分為以下四種類型，分別是常規(guī)型抽油機(jī)、平衡式抽油機(jī)、異相曲柄抽油機(jī)及新型節(jié)能抽油機(jī)，因此，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理的選擇抽油機(jī)機(jī)型，這有利于提高抽油機(jī)系統(tǒng)工作效率。

5）抽油機(jī)沖程、沖次不同都會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)生產(chǎn)效率。抽油機(jī)系統(tǒng)能量傳遞是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，涉及多個(gè)方面，例如電機(jī)、減速箱、四連桿機(jī)構(gòu)、盤根盒、抽油桿、井下管等，主要就地電動(dòng)、減速箱、四連桿機(jī)構(gòu)、盤根盒幾方面的沖程、沖次情況進(jìn)行敘述。電機(jī)：抽油機(jī)的運(yùn)行需要電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)，這就會(huì)使得電機(jī)符合產(chǎn)生較大變化，且電機(jī)電流運(yùn)行周期直接影響著電機(jī)平均輸出功率，而沖程、沖次與電機(jī)負(fù)荷的周期性變化是相對(duì)應(yīng)的。減速箱：能量在齒輪帶動(dòng)作用下完成在減速箱中的傳遞。一般情況下，一對(duì)齒輪的傳動(dòng)過(guò)程中大概會(huì)損失2%的能量，于是抽油機(jī)中齒輪箱中的三對(duì)齒輪會(huì)損失將近6%的能量，每增加依次抽油機(jī)沖刺，減速箱的機(jī)械效率就會(huì)降低1.5%~2%。

四連桿機(jī)構(gòu)：四連桿機(jī)構(gòu)是抽油機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分之一，四連桿機(jī)構(gòu)中能量損失主要表現(xiàn)為軸承和鋼絲繩的損失上。正常情況下，此系統(tǒng)產(chǎn)生的能量損失約占整體能量的7.5%~12.5%，能量沖刺每增加一個(gè)點(diǎn)，則就會(huì)導(dǎo)致?lián)p失大約增加3%。盤根盒：盤根盒與光桿關(guān)系密切，光桿的運(yùn)動(dòng)速度與盤根盒的功率損失為正比關(guān)系。抽油機(jī)沖次次數(shù)少，則光桿運(yùn)動(dòng)速度小，抽油機(jī)沖次次數(shù)多種，則光桿運(yùn)動(dòng)速度大，這時(shí)功率的損失也會(huì)逐漸增大，降低整個(gè)系統(tǒng)的功率。

6）不同環(huán)境下，不停類型電機(jī)的機(jī)械特性也不同，對(duì)于系統(tǒng)效率的影響也不同。

轉(zhuǎn)差率特性：就是指額定負(fù)載中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)差率，電機(jī)容量大小決定了電機(jī)的轉(zhuǎn)差率，電機(jī)容量越小，則電機(jī)轉(zhuǎn)差率越大，反之則，電機(jī)轉(zhuǎn)差率越小。異步電機(jī)在額定負(fù)載環(huán)境下轉(zhuǎn)差率非常小，所以，同步轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速并不存在明顯的差距。

效率特性：異步電機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的能量損耗可以劃分為兩個(gè)類型，第一個(gè)類型為可變損耗，即是指在負(fù)載情況下，電流變化會(huì)導(dǎo)致?lián)p耗率增加；第二個(gè)類型為不變損耗，即是當(dāng)異步電機(jī)的功率發(fā)生變化超出額定功率范圍，這時(shí)主磁通并不會(huì)發(fā)生太大變化，此時(shí)可以認(rèn)為功率沒(méi)有產(chǎn)生損耗。電動(dòng)機(jī)效率最大的點(diǎn)位于不變損耗與可變損耗相等的點(diǎn)。

功率因數(shù)：在空載運(yùn)行情況下，異步電機(jī)功率因數(shù)極低，與額定功率極為接近，這時(shí)功率因數(shù)會(huì)達(dá)到最大值，因此選擇適當(dāng)?shù)碾姍C(jī)的容量非常有必要。

2 關(guān)于井下參數(shù)的簡(jiǎn)單分析

1）在不同井深結(jié)構(gòu)條件下抽油時(shí)摩擦功率的差異進(jìn)行分析。抽油桿與油管間會(huì)產(chǎn)生摩擦力，抽油桿下沖時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定程度上的彎曲，從而使得摩擦力增加，導(dǎo)致荷載出現(xiàn)明顯的變化，不僅使得功率損失加大，還會(huì)對(duì)抽油機(jī)系統(tǒng)整體效率產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

2）油井中泵的深度不同，會(huì)導(dǎo)致抽油桿產(chǎn)生的摩擦損失程度也不同，抽油桿會(huì)與原油接觸產(chǎn)生黏滯摩擦力，這個(gè)摩擦力的大小受到泵深，原有黏度以及抽油桿速度等因素的影響，一般情況下摩擦力的大小與幾個(gè)因素形成正比例關(guān)系，泵深越大，克服摩擦力產(chǎn)生的損失越大，對(duì)系統(tǒng)功率的影響也越大。

3）對(duì)泵進(jìn)行分析，就是對(duì)抽油桿和油管彈性伸縮影響、氣體和充不滿的影響以及漏失影響進(jìn)行計(jì)算。抽油桿和油管彈性伸縮會(huì)導(dǎo)致活塞沖程比光桿沖程小，進(jìn)而造成沖程損失，使得泵實(shí)際排量被降低，進(jìn)而降低了泵的效率。

空氣進(jìn)入油泵大大降低了管柱中原油的含量，降低了泵的效率，對(duì)于能量太低或者原油黏度過(guò)高的狀況必然引起泵遭遇較大的阻力，導(dǎo)致管柱內(nèi)液體含量不足，原油沒(méi)有打滿泵桶的活塞已經(jīng)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。

3 結(jié)束語(yǔ)

注意對(duì)抽油機(jī)器的日常管理工作，保養(yǎng)和修理，平常實(shí)施抽油工作的過(guò)程中，抽油效率會(huì)受到很多因素的影響。將生產(chǎn)數(shù)據(jù)作為重要參考依據(jù)，找出影響抽油效率的主要因素，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，制定科學(xué)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，并保證設(shè)計(jì)方案的可行性不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)抽油需要設(shè)定的參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)抽油效率的提高，從整體上提高抽油系統(tǒng)整體的管理水平。

[1] 徐正順，戴躍進(jìn)，曹瑞成，等.機(jī)械采油技術(shù)研究與應(yīng)用[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000.

Talking about the Improvement of the Efficiency of the Pumping System from the Energy-saving Design

Wang Rong-jiang

The important way of pumping unit as the main method of artificial lifting is of great significance to energy conservation. Effective energy saving measures can help the oil pumping system to increase the input-output ratio and bring higher economic benefits to the enterprise.

pumping unit；energy saving optimization；system efficiency

TE933.1

B

1003–6490（2017）05–0109–01

2017–04–06

王榮江（1989—），男，遼寧朝陽(yáng)人，助理工程師，主要從事采油站技術(shù)員的工作。