提高有桿泵泵效方法

李彬 喬鈺 辛琳

摘 要：進(jìn)入新世紀(jì)，人類物質(zhì)文明的飛速發(fā)展，讓人們的生活品質(zhì)獲得了很大的提升，在這個(gè)過(guò)程中，人們對(duì)能源的需求量也在與日俱增，能源最主要的來(lái)源就是石油開采，石油及其附屬品一直以來(lái)都占據(jù)著人們需求能源的首位，然而在石油開采過(guò)程中，會(huì)受到地質(zhì)、管理、工程、維護(hù)等多方面的影響，導(dǎo)致油井開采效率一直是一個(gè)動(dòng)態(tài)的變量，為了提高油井的開采效率，就要提高有桿泵的泵效，并選擇科學(xué)合理的采油工藝，從而極大程度的滿足人類對(duì)能源的需求。

關(guān)鍵詞：石油開采;有桿泵;提效方法

有桿泵是石油油井開采過(guò)程中經(jīng)常使用的一種機(jī)械設(shè)備，而有桿泵的泵效就是實(shí)際開采量和油井理論排油量的比值，也是衡量油井有桿泵工作狀態(tài)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，在油井實(shí)際開采工作中，泵效會(huì)受到地下氣體、漏失、沖程損失等情況的影響，一般都會(huì)會(huì)小于1，只有在油井發(fā)生噴射時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)大對(duì)1的現(xiàn)象，但是有桿泵的泵效如果能夠0.7就屬于高效了，大部分時(shí)候都是在0.3-0.5之間屬于正常，這里面通過(guò)研究提高有桿泵泵效的有效策略，讓泵效無(wú)限接近0.7。

1.有桿泵采油系統(tǒng)簡(jiǎn)述

有桿泵做為一種常規(guī)采油系統(tǒng)，其主要構(gòu)造由抽油機(jī)、抽桿和抽油泵這三大設(shè)備共同組成，其中抽油泵根據(jù)油井直徑和產(chǎn)油量可以分成管式泵和桿式泵兩種，管式泵相比較桿式泵來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，常用在油管直徑較大、產(chǎn)油量的大的油井作業(yè)中，而桿式泵結(jié)構(gòu)相對(duì)繁瑣，造價(jià)成本較高，但是檢泵方便，常用在油管直徑相對(duì)管式泵小的、下泵深度大，產(chǎn)油量小的油井作業(yè)中。

有桿泵采油系統(tǒng)中的一些參數(shù)，主要有沖程、沖次、沉沒(méi)度、泵口壓力等，這些參數(shù)在實(shí)際工作中都會(huì)受到一些因素的影響產(chǎn)生一定的變化，從而影響有桿泵采油系統(tǒng)的工作效率，其中沖程表示的就是距離單位，就是光桿從最上邊的死點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最下邊死點(diǎn)的距離，上下運(yùn)動(dòng)一次就是一沖程;而沖次就是每分鐘完成沖程的次數(shù)，而其中的沉沒(méi)度就是指抽油泵的吸入閥和動(dòng)液面（井口到液面之間的距離）之間的相對(duì)高度;泵口壓力就是在有桿泵吸入口產(chǎn)生的環(huán)形空間壓力。

2.影響有桿泵泵效的主要因素

有桿泵在工作運(yùn)行中，難免會(huì)受到一些因素的影響，導(dǎo)致泵效降低，影響泵效的主要因素有：①氣體因素，有桿泵在工作中，泵內(nèi)的液油充滿程度是影響泵效的最主要因素，在有桿泵實(shí)際工作過(guò)程中在泵內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一定量的氣體，導(dǎo)致泵內(nèi)的液油不能被充滿，而且隨著開采作業(yè)的時(shí)間推移，機(jī)械的磨損消耗都會(huì)增加，深井泵可能出現(xiàn)漏失等現(xiàn)象，這些都是泵效較低的影響因素;②沖程損失：就是光桿在載荷作用下構(gòu)成的沖程損失，因?yàn)橐褐枰獜挠凸苻D(zhuǎn)移到抽油桿柱中，再?gòu)某橛蜅U柱轉(zhuǎn)移到油管中，進(jìn)行反復(fù)的載荷交替，在這個(gè)過(guò)程中桿柱和管柱都會(huì)進(jìn)行延伸和收縮，在延伸和收縮運(yùn)動(dòng)下，就會(huì)產(chǎn)生一定量的損失;③電機(jī)因素，在油井的采油現(xiàn)場(chǎng)都是使用高功率的大型的電機(jī)，但事實(shí)上，只從有桿泵使用電機(jī)來(lái)說(shuō)，電機(jī)的負(fù)載率還不足三成，正常情況下電機(jī)的運(yùn)行效率應(yīng)該在其額定功率的七成以上，才能算是充分利用，但事實(shí)情況是有桿泵的電機(jī)負(fù)載率較低，這也是影響有桿泵泵效的因素之一;④傳動(dòng)皮帶因素，傳送皮帶因其彈力方面的影響，難免會(huì)出現(xiàn)打滑、震動(dòng)、相互錯(cuò)動(dòng)的現(xiàn)象出現(xiàn)，這些情況都會(huì)讓能量造成一定的損失;⑤盤根因素，盤根與光桿之間會(huì)產(chǎn)生一定摩擦，這樣就會(huì)給光桿運(yùn)行產(chǎn)生一定的阻力，而且這種阻力還會(huì)因?yàn)楸P根的材質(zhì)和壓緊程度而產(chǎn)生較大的變化，從而增加電能消耗;以上這些影響因素，在一定程度上都會(huì)使有桿泵的泵效達(dá)不到最好的能效[1]。

3.提高有桿泵泵效的有效策略

3.1選擇高效設(shè)備和節(jié)能裝置

傳統(tǒng)的游梁式抽油機(jī)已經(jīng)被時(shí)代淘汰了，他的對(duì)稱循環(huán)工作方式，在實(shí)際運(yùn)行中產(chǎn)生的幅度和頻率都比較大，導(dǎo)致平衡點(diǎn)和懸點(diǎn)的負(fù)荷過(guò)重，這些情況會(huì)使三相異步電動(dòng)機(jī)消耗的電能較大，而且也會(huì)降低泵效，因此，在時(shí)代，隨著電子技術(shù)的不斷成熟，有桿泵的抽油機(jī)設(shè)備要使用節(jié)能型設(shè)備，能夠在油井采油作業(yè)中使用的節(jié)能抽油機(jī)主要有兩種：異向曲柄平衡抽油機(jī)和鏈條抽油機(jī)，它們的平衡點(diǎn)和懸點(diǎn)載荷均勻，這樣就會(huì)讓抽油機(jī)的懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)均勻，且工作電流較小，對(duì)電機(jī)的損耗也就相應(yīng)的降低;針對(duì)傳送帶選用高效的傳送帶，選擇窄形聯(lián)組帶，或者是齒形同步帶，這兩種傳送帶可以極大程度的降低因打滑震動(dòng)產(chǎn)生的能量損失，如果只能選擇傳統(tǒng)的三角帶，那就以五根為一組，這樣的結(jié)構(gòu)在一定程度上也可以減少能量損失;

3.2 科學(xué)合理的配置電機(jī)

有桿泵的電機(jī)配置方面，需要注意的就是科學(xué)性和合理性，也就是需要充分考慮電機(jī)的負(fù)載能力，和電機(jī)實(shí)際輸出功率的情況，盡最大可能讓電機(jī)的負(fù)載率無(wú)限接近最佳值，也就是在0.7—1.1之間，配置電機(jī)最重要的參考依據(jù)就是光桿功率，為光桿功率可以依靠一個(gè)公式來(lái)進(jìn)行有效的計(jì)算，光桿功率就是光桿的最大負(fù)荷和最小負(fù)荷之差和沖程及沖次進(jìn)行乘法運(yùn)算，再乘以1個(gè)小數(shù)0.0017173，即光桿功率=（最大值-最小值）S？N？103/59976;計(jì)算后，可以做為配置電機(jī)時(shí)的有效數(shù)據(jù)，讓電機(jī)的負(fù)載能力達(dá)到最佳狀態(tài)，這樣才能有效提升泵效[2]。

3.3 綜合分析泵效影響因素

現(xiàn)階段，很多的石油開采企業(yè)都可以利用抽油機(jī)診斷技術(shù)，對(duì)有桿泵實(shí)際工作運(yùn)行中產(chǎn)生的沉沒(méi)度、泵口壓力、平衡設(shè)置、供液能力和泵內(nèi)液充滿程度、光桿沖程、深井及間隙漏失和相關(guān)參數(shù)匹配情況做了全面有效的綜合分析，然后進(jìn)行相應(yīng)的處理，一環(huán)扣一環(huán)，充分考慮各項(xiàng)因素之間的相互影響和制約，經(jīng)過(guò)一定的優(yōu)化和改良后可以有效的提高泵效，而且，很多的石油企業(yè)都在抽油機(jī)的自控箱內(nèi)安裝了電力電容器，可以對(duì)線路進(jìn)行有效的無(wú)功補(bǔ)償，提高了功率因數(shù)，經(jīng)過(guò)研究和測(cè)量發(fā)現(xiàn)，這種方法可以將功率因數(shù)提高0.15左右。

結(jié)束語(yǔ)：

有桿泵的泵效可以說(shuō)是影響能源企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的最重要因素，油井內(nèi)情況非常復(fù)雜，千變?nèi)f化，因此有桿泵采油系統(tǒng)內(nèi)的各種裝置都會(huì)受到自身和外界的一些影響，從而是效能降低， 因此，要對(duì)影響有桿泵泵效的相關(guān)因素進(jìn)行有效的分析和研究，因地制宜的采取合理的解決措施或方法，從而推進(jìn)能源企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]焦海明.影響有桿泵泵效的因素及提高泵效的措施[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2019（3）：43.

[2]魏建朋.淺析提高有桿泵泵效的措施[J].工程技術(shù)，2017（3）：316-318.

（中國(guó)石化勝利油田現(xiàn)河采油廠）