提高游梁式抽油機系統(tǒng)效率的對策與效果

李保軍

【摘 要】游梁式抽油機是采油廠原油生產(chǎn)的重要設(shè)備，提高抽油機的系統(tǒng)效率和管理水平是油田開發(fā)的重中之重和建設(shè)生態(tài)社會的必然要求。然而當前油田抽油機系統(tǒng)的效率比較低，對該系統(tǒng)的優(yōu)化成為采油廠的重要任務。本文在分析抽油機系統(tǒng)中存在的效率低下的問題的基礎(chǔ)上，提出了解決方案，并取得了較好的效果。

【關(guān)鍵詞】游梁式抽油機；系統(tǒng)效率；對策；效果

抽油機是采油廠原油生產(chǎn)的重要設(shè)備，提高抽油機的系統(tǒng)效率和管理水平是油田開發(fā)的重中之重和建設(shè)生態(tài)社會的必然要求。有桿抽油系統(tǒng)效率的高低，對能耗影響較大，獲得較高的系統(tǒng)效率可起到節(jié)約能量提高經(jīng)濟效益的目的。但是，勝利油田抽油系統(tǒng)工作效率仍然較低，只達到30%左右，增加了原油生產(chǎn)成本，增加了能源消耗，加劇了油田用電緊張狀況。因此，提高抽油機系統(tǒng)效率成為油田開發(fā)工作者的重點工作之一。

一、影響游梁式抽油機系統(tǒng)效率的因素分析

應用有桿抽油系統(tǒng)的目的是將地面的電能傳遞給井下液體，從而舉升井下液體。整個系統(tǒng)工作時，就是一個能量不斷傳遞和轉(zhuǎn)化的過程，在每一次傳遞時都將損失一定的能量。從地面供人系統(tǒng)的能量扣除系統(tǒng)的各種損失以后，就是系統(tǒng)所給液體的有效能量，將液體舉升至地面的有效做功能量與系統(tǒng)輸人能量之比即為抽油機系統(tǒng)效率。

（1）某些油井抽油機動力系統(tǒng)配置存在問題。目前依然在用的淘汰型變壓器的抽油機井有16口，調(diào)速電機的抽油機井有28口，37KW普通電機的抽油機井有8口。這些產(chǎn)品屬于高耗能產(chǎn)品，嚴重影響了系統(tǒng)效率的提高。

（2）某些油井的生產(chǎn)參數(shù)不合理?，F(xiàn)場測試時發(fā)現(xiàn)個別井的生產(chǎn)參數(shù)嚴重不協(xié)調(diào)。比如說，有的油井在供液不足的情況下，仍然使用較大的沖程和較高的沖次，既增大了懸點載荷，又導致泵效低，從而影響了系統(tǒng)效率的提高。

（3）某些抽油機管理水平存在較低現(xiàn)象。由于抽油機服役期較長，勝利油田有一部分抽油井出現(xiàn)支架或游梁偏斜、懸點與井口不對中、減速箱漏油、剎車輪毅磨損和剎車失靈等問題；有一部分抽油井存在光桿碰抽油機驢頭的現(xiàn)象。

（4）某些抽油機平衡度達不到相關(guān)要求。平衡度在85%-105%之間的井較多，而且隨著抽油機載荷的變化和使用年限的增加，過去平衡的井也出現(xiàn)不同程度的不平衡，甚至有的更為嚴重。

二、提高游梁式抽油機系統(tǒng)效率的對策與效果

1.提高抽油機系統(tǒng)的技術(shù)管理水平

當前提高抽油系統(tǒng)效率的當務之急是加強管理工作，通過制定嚴格的制度，按規(guī)定操作。在抽油機的安裝、使用、維護等各個環(huán)節(jié)（包括機泵桿選擇、調(diào)參、作業(yè)、檢泵和調(diào)平衡等）進行制度監(jiān)督，確保技術(shù)管理水平提高。

2.增加抽油機系統(tǒng)的動力系統(tǒng)配置

針對當前抽油機系統(tǒng)的動力不配套問題所產(chǎn)生的電機電能利用率變差，對提高有桿抽油系統(tǒng)效率極為不利的現(xiàn)象，要采取合理的動力系統(tǒng)配置。保證當電動機負載率下降到一定程度時，效率和功率因數(shù)下降與其相適應，從而減少消耗。使抽油機處于較好的平衡狀態(tài)并消除電機的“火車拉馬車”現(xiàn)象，提高系統(tǒng)效率。勝利油田孤東采油廠采油管理二區(qū)通過改善抽油機井地面管理，3年來，調(diào)整128個井次，累計節(jié)電15.6萬kwh。具體來講：

（1）調(diào)整抽油機平衡。平衡率較差時，電機會在沖程周期運行的某一時間段出現(xiàn)發(fā)電現(xiàn)象，根據(jù)電能轉(zhuǎn)化為機械能，最后轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化過程，轉(zhuǎn)化效率一般只有百分之六十左右，而發(fā)電相位落后于供電相位，不能充分被系統(tǒng)利用。所以，提高抽油機平衡，消除負功現(xiàn)象，可提高地面效率。

（2）合理匹配電機，降低電機額定功率。勝利油田孤東采油廠的油井電機平均負載率為28.8%，平均功率因數(shù)0.49。對于負載率低于20%、功率因數(shù)低于0.35的抽油機井優(yōu)化電機匹配128口井，降低額定裝機功率2500kw；平均綜合節(jié)電率提高9.7%，平均系統(tǒng)效率提高2.2%。

（3）應用高效電機。根據(jù)抽油機的工作特性，近幾年來在廠新投井及一部分電機效率低的油井，推廣應用了145臺永磁同步電動機和68臺超高轉(zhuǎn)差率電機。對比測試結(jié)果：平均有功節(jié)電率7.2%，平均綜合節(jié)電率達18.9%，平均系統(tǒng)效率提高2.55%。推廣應用雙驢頭抽油機和皮帶抽油機到2012年為止，勝利油田孤東采油廠應用雙驢頭抽油機10多臺，應用皮帶抽油機25臺，和常規(guī)抽油機相比，有功節(jié)電率19%，系統(tǒng)效率提高4.8%。

3.提高泵效

（1）優(yōu)化沖次

據(jù)統(tǒng)計，勝利油田孤東采油廠泵效低于30%的油井共計185口，泵效在30%-50%的抽油井148口，這部分井通過應用減速裝置、12極電機、變頻器、皮帶輪等措施降低沖次，對比檢測結(jié)果，平均泵提高11.8%，平均有功節(jié)電率22.5%，平均提高機采系統(tǒng)效率4.8%。

（2）優(yōu)化抽油泵泵徑

對于供液嚴重不足的油井，通過加深泵掛，調(diào)小泵徑，可增加產(chǎn)液量，提高泵效，降低單耗。近兩年共實施換小泵198井次，平均泵效提高17.8%，平均有功節(jié)電26.8%，平均系統(tǒng)效率提高4.5%。

（3）低產(chǎn)液井間開生產(chǎn)

對于日產(chǎn)液量低于10m3/d的低泵效油井，為降低能耗，近兩年來共實施間開措施125井次，平均泵效提高14.8%，平均有功節(jié)電率35%，提高系統(tǒng)效率3.5%。

4.優(yōu)化抽油機井生產(chǎn)工作參數(shù)

針對抽油機系統(tǒng)工作參數(shù)存在不合理現(xiàn)象，要優(yōu)化調(diào)整供液不足油井工作參數(shù)，針對供液不足油井間歇出油、抽油機能耗高等問題，我們能通過調(diào)整抽油機的工作參數(shù)，來提高系統(tǒng)效率。要用減少電機皮帶輪直徑或采用調(diào)速電機來降低沖次，從而使泵效提高，井下效率上升，同時降低采液耗電量。2017年以來累計對供液不足油井調(diào)整工作參數(shù)35井次，提高平均泵效4.78%，累計節(jié)電1.9KWh。對于一口抽油機井而言，如果己經(jīng)滿足提液需要的情況下，還要使抽吸參數(shù)組合最優(yōu)化，近兩年來應用提高機采系統(tǒng)效率優(yōu)化設(shè)計軟件，先后在150多口井上實施優(yōu)化參數(shù)組合及管桿組合。對比檢測結(jié)果，優(yōu)化后產(chǎn)液量略有增加，平均有功節(jié)電率15.6中%，平均系統(tǒng)效率提高6.8%。

5.應用節(jié)能型抽油機

勝利油田孤東采油廠己經(jīng)逐步使用節(jié)能抽油機，節(jié)能抽油機具有明顯示的優(yōu)勢，功率曲線平穩(wěn)，易于調(diào)整平衡，對電機的容量需求小，具有明顯的節(jié)能效果。通過對一二型抽油機進行改造，使原一二型抽油機的沖程由3m多增加到改造后的5m，將曲柄平衡改為下偏杠鈴復合平衡，增大沖程，優(yōu)化參數(shù)，提高系統(tǒng)效率，達到節(jié)能降耗的目的。2012年共改造38臺，采液單耗下降1.6kwh/m3時，累計節(jié)電9.8萬kwh。

6.其它措施

優(yōu)化抽油機的沉沒度。沉沒度不合理會造成抽油機上下行程懸點載荷增加，摩阻增大，能耗增加。這一點需要特別注意。為減緩負荷增加，減小結(jié)蠟對井下系統(tǒng)效率的影響，還要進行油井防蠟技術(shù)研究，對藥劑種類、加藥量、加藥周期優(yōu)化，藥劑有效時間比例加大研究，從而有效地扼制抽油機懸點載荷上升。最后還要合理調(diào)整盤根盒，對盤的材質(zhì)的選擇、松緊度的調(diào)整進行研究，從而提高抽油機的系統(tǒng)效率。

三、結(jié)束語

提高系統(tǒng)效率是一項長期、基礎(chǔ)、綜合的工作，提高系統(tǒng)效率對節(jié)約能耗和提高經(jīng)濟效益有很大好處。提高抽油機井系統(tǒng)效率要對影響抽油機系統(tǒng)效率的諸因素進行系統(tǒng)研究，并采取行之有效的節(jié)能降耗措施，才可能把抽油機系統(tǒng)效率提高到一個較高的水平。希望本文的淺顯認識能對這一課題的研究起到積極的幫助作用。

【參考文獻】

[1]崔學軍.提高抽油系統(tǒng)效率的研究與應用. 《新疆石油科技》 2009 第1期.

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