提高抽油機井系統(tǒng)效率的探討及認識

摘要：在抽油機井正常生產(chǎn)過程中，耗電量是主要的耗能指標，為了最大限度地節(jié)省電能，提高油井的系統(tǒng)效率，文章從油井系統(tǒng)效率的影響因素入手，分析了影響系統(tǒng)效率的四個方面，并針對相應因素提出了自己對于提高系統(tǒng)效率的看法和認識，并對這種認識進行理論分析和實際驗證。

關鍵詞：系統(tǒng)效率；抽油機；油井系統(tǒng)

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）16-0082-02

1 問題的提出

我廠在油田開發(fā)中，大部分井都采用抽油機采油方式，而抽油機采油平均系統(tǒng)效率卻很低，在10.0%左右。那么，哪些因素影響抽油機井系統(tǒng)效率呢？怎樣才能提高抽油機井的系統(tǒng)效率，來降低能耗呢？這些問題對我廠提高油田開發(fā)的經(jīng)濟效益具有十分重要的意義。下面就我對系統(tǒng)效率的認識，提出一些我的看法。

2 抽油機井系統(tǒng)效率（η系統(tǒng)）中能量損失分析及提高效率的措施

通過對影響抽油機系統(tǒng)效率的因素進行分析，我認為，抽油機井從地面到地下，系統(tǒng)效率由四部分組成：（1）電機的傳動效率（η電機）；（2）皮帶減速箱的傳動效率（η帶箱）；（3）四連桿機構(gòu)的傳動效率（η四連桿）；（4）井下傳動效率（η井下）。

系統(tǒng)效率（η系統(tǒng)）=η電機×η帶箱×η四連桿×η井下

結(jié)合實際進行綜合分析，針對系統(tǒng)中部分效率低，采取可行性措施，來提高部分效率，因而提高抽油機井的系統(tǒng)效率，應從以下五個不同方面來考慮。

第一，提高電機效率，使系統(tǒng)輸入功率滿足負荷需要的前提下，減少損失。電機效率是輸出機械效率與輸入電功率之比，只有降低電動機的工作電流，才能提高電動機效率。

第二，利用補償電容器，減少無功損耗及調(diào)整抽油機平衡來實現(xiàn)電機效率的提高。

（1）安裝無功補償電容器，降低能耗，提高電動機傳動效率。抽油機負荷的有功功率，根據(jù)井的具體情況是一定的。若電機的電壓不變，則供給的同樣有功功率給負荷時，功率因數(shù)越高，電源輸給負荷的電流就越小。反之，負載功率因數(shù)越低，所需電流越大，這樣用較大的電流作較小的功，說明電流供給負載大量無功功率。電機是感性負載，在半個周期時間里，把電能變成機械能；在另半個周期時間里，把電能變成磁場能儲存起來。如果在電機繞組上并聯(lián)無功補償電容器，使這個感性負載的電流滯后電壓的相位角。功率因數(shù)可提高0.4%左右。

（2）調(diào)整好抽油機平衡率，降低電動機工作電流和電能的損耗：抽油機的平衡率是檢查抽油運行的基本參數(shù)及重要的管理指標。如果抽油機井不平衡時，電機會存在負功。此時不是電機拖動機器，而是機器帶動電機運轉(zhuǎn)。同時，電動機作正功時，電流會升高，加大電能損耗。此時，抽油機井的系統(tǒng)效率降低。降低了電動機的工作電流工線，可提高抽油機井的系統(tǒng)效率。

第三，抽油機井地面其他設備各部分傳動效率及

措施。

（1）調(diào)整好皮帶的松緊度及四點一線。減少皮帶打滑損失的傳動的效率，來提高皮帶的傳動效率。

（2）減速箱保持清潔，及時更換齒輪油，保持各軸的潤滑良好，減少齒輪嚙合的摩擦損失，提高傳動效率。

（3）加強四連桿機構(gòu)的維修保養(yǎng)，提高傳動效率設備嚴格按“十字”作業(yè)法進行保養(yǎng)。消除器連桿機構(gòu)“變形”、“扭勁”等因素影響，減少摩擦損失。

第四，抽油機井井下傳動效率分析，優(yōu)化合理工藝措施，提高井下傳動效率。

（1）油井井口盤根過緊，會使上行負荷增大，下行負荷減少。使驢頭增加一部分功來克服盤根與光桿過緊的那部分摩擦力。盤根的松緊與電機的功率測試試驗。

（2）抽油桿與井液、油管的摩擦，造成部分能量、損失。

（3）井口偏磨、抽油桿刮井口等因素影響系統(tǒng)效率。

（4）抽油桿往復運動中，引起的貫性負荷、振動負荷、導致能量損失。

（5）油管、泵的漏失造成能量損失。

（6）動液面深度對系統(tǒng)效率的影響也很大，應該使抽油機在合理的沉沒度下生產(chǎn)。

綜上分析，抽油機井系統(tǒng)效率井下部分可知，影響井下傳動效率是多方面的，結(jié)合實際情況做以下六方面的

工作：

（1）采用石墨盤根和可調(diào)式盤根盒，減少盤根與光桿摩擦力造成的能量損失。

（2）提高深井泵質(zhì)量，加強作業(yè)施工監(jiān)管，提高作業(yè)施工質(zhì)量，延長油井免修期。

（3）制度合理的工作制度，調(diào)整抽油機的生產(chǎn)參數(shù)，盡量采用長沖程慢沖次，選擇泵型號要合理，盡最大程度提高泵的充滿程度，減少慣性載荷和振動載荷，并確保油井的合理沉沒度（200～350米之間）。

（4）根據(jù)井的不同特點，含蠟量高的井裝磁防蠟器；出砂嚴重的井裝防砂錨；油稠井，制度合理化學降稠的加藥周期及熱洗周期。

（5）做好注水井管理，提供油井充足的供液能力。

（6）利用補孔、壓裂、酸化等技術措施，提高可調(diào)整油井的產(chǎn)能。

第五，優(yōu)化抽汲參數(shù)。抽汲參數(shù)對地面效率及系統(tǒng)效率都有一定的影響。對于一口具體的抽油機井，在滿足提液需求的情況下，應選擇最優(yōu)參數(shù)，通過抽汲參數(shù)優(yōu)化，降低減速箱扭矩，降低電動機負荷及抽油機負荷，提高系統(tǒng)效率。

（1）提高泵效。泵效是影響系統(tǒng)效率的重要方面。一般而言，在保證產(chǎn)液量的前提下，應盡可能選擇較大泵徑、長沖程、低沖速、合理泵深；但對于嚴重供液不足的油井，在保證產(chǎn)液量不變的情況下，應通過調(diào)小生產(chǎn)參數(shù)（沖程、沖速、泵徑）、加深泵掛、間歇開抽、油管錨定等措施提高抽油泵效，提高系統(tǒng)效率；對于非正常漏失嚴重的油井，需要及時檢泵提高泵效。泵效處于20%～80%之間的抽油機井，系統(tǒng)效率多數(shù)在20%以上，系統(tǒng)效率合格率較高。在實際生產(chǎn)中，應盡量采取調(diào)小沖速及泵徑、加深泵掛、間歇開抽或者油管錨定的方法來提高抽油機井的系統(tǒng)效率。

（2）優(yōu)化沉沒度。沉沒度對于泵效及系統(tǒng)效率影響很大，沉沒度過大造成抽油機上下行程懸點載荷增加，磨阻增大，管柱效率降低，地面能耗增加；沉沒度過小會降低泵效。泵掛深度變化時，油井產(chǎn)液量隨下泵深度的增加，有先上升后降低的規(guī)律。沉沒度過大，不但對提高產(chǎn)量無益，反而會增加懸點載荷，增大電動機負荷，降低系統(tǒng)效率，在現(xiàn)場生產(chǎn)中當動液面確定時，沉沒度的選擇直接決定泵掛深度，因此，合理選擇沉沒度對油井系統(tǒng)效率的提高十分重要。

3 結(jié)論及建議

（1）如果全廠3000口抽油機井，平均每口井節(jié)電0.5度，那么全廠年節(jié)電54.75萬度，按1.00元/度計算，一年可節(jié)約資金54.75萬元。因此提高抽油機井的系統(tǒng)效率將會收到可觀的經(jīng)濟效益。

（2）建議廠里加大抽油機井轉(zhuǎn)提撈井的力度，將原油成本較高的井、高含水井都轉(zhuǎn)為提撈井，降低原油成本。

（3）建議對高耗能抽油機進行改造，改造為節(jié)能抽油機，并對電動機及變壓器系統(tǒng)進行整體改造，改造為節(jié)能電動機和變壓器，確保達到最好的節(jié)能效果。

（4）大面積推廣間抽制度，使嚴重供液不足的油井在不影響產(chǎn)量的前提下，最大可能地節(jié)省電能。

參考文獻

[1]胡博仲.機械采油配套技術.