智能型提撈抽油機現場試驗應用效果分析

張曉磊（大慶石油管理局技術監(jiān)督中心）

長期以來，傳統(tǒng)抽油機以其成熟的技術、可靠的性能被廣泛應用于國內外各油田，但是傳統(tǒng)機型所固有的采油的方式造成“空抽”現象嚴重，使得噸液能耗增加，噸油成本不能得到有效控制。針對這一普遍問題，大慶榆對林油田根據自身油田的特點進行了積極的研究和探索，技術人員進行了大量現場試驗，通過采用智能型提撈抽油機可以有效地降耗采油系統(tǒng)能耗、提高機采系統(tǒng)效率及提升采油效率都具有重要作用，可以有效的解決該問題。

1 智能型提撈抽油機

1.1 裝置結構

智能提撈式抽油機主要由3部分構成：智能地面主機、復合鋼絲繩及井下抽油器組成，見圖1。

圖1 提撈式抽油機結構圖

地面主機由減速電動機、柔性抽油桿卷筒、排繩器、井架、剎車器、及自動化控制裝置等部分構成。滾筒的旋轉運動通過鏈傳動帶動排繩器主動鏈輪旋轉，帶動鏈條回轉運動，鏈條上的滑塊，隨同鏈條帶動滑槽架往復運動，滑槽架帶動鋼絲繩同步在滾筒上纏繞，減少了因裝置排繩紊亂造成鋼絲繩擠壓的問題。

復合鋼絲繩采用?°6+1?±結構，單根、單股鋼絲編織時均采用復合材料完全填滿鋼絲繩內部縫隙，并采取特殊工藝在鋼絲繩主體外層整體包覆耐磨復合材料，使鋼絲繩內部結構緊密，強度高，外部光滑，井口密封可靠。

井下抽油器在內外壓壓縮膨脹密封方式的基礎上，采用內襯金屬環(huán)彈性補償結構，通過密封材料的優(yōu)化，選用多種橡膠材料制作膠筒。

1.2 工作原理

當智能提撈式抽油機工作時，制動器松開，電動機反轉，在加重桿的作用下，井下抽油器帶著鋼絲繩勻速下行。當井下抽油器到達液面時，地面控制系統(tǒng)根據井下液位傳感器檢測到的鋼絲繩負荷變化，判斷井下抽油器是否已到達液面，并將液位傳感器所檢測抽油器當前距離設定為井下液面深度，地面控制系統(tǒng)根據用戶設置的遇液下行距離，并且在不超出用戶設定的下行停車距離的前提下，控制井下抽油器繼續(xù)下行至指定深度，電動機停止，剎車制動，井下抽油器停留在該位置，此時，制動器松開，電動機正轉，抽油器在鋼絲繩的帶動下上行抽油，當井下抽油器上行至已設定的上行深度時，控制系統(tǒng)控制電動機停止，制動器制動，完成一次抽油。地面控制系統(tǒng)自動根據液面恢復速度確定抽油的間歇時間，待液面恢復到一定程度后，控制系統(tǒng)便控制抽油器下行，開始下一個工作循環(huán)。

2 現場試驗

2.1 試驗方法

按SY/T 5264—2012《油田生產系統(tǒng)能耗測試和計算方法》采用“效果比較測定法”，即在可比的條件下，將應用智能提撈抽油機前后的能耗指標進行比較，用節(jié)能率表示其節(jié)能效果，并按相關標注進行評價[1]。

2.2 試驗區(qū)塊

根據試驗需要本次測試主要選擇2個區(qū)塊進行測試，即樹322與樹16，試驗區(qū)塊為低滲透地層，由于地層為低滲透油層，地層供液不強，單井產液量不高。樹322區(qū)塊，面積為4.5 km2，共有油井64口，其中游梁式抽油機59口，智能提撈抽油機5口，占總數的7.81%；樹16區(qū)塊，面積為4 km2，共有油井59口，其中游梁式抽油機52口，智能提撈抽油機7口，占總數的11.86%。

本次測試共選擇6口井進行對比測試，其中樹322區(qū)塊4口井，樹16區(qū)塊2口井，見表1。

表1 游梁式抽油機基礎參數

從表1可知，試驗井平均檢泵周期為626 d，定期加清防蠟劑，沒有熱洗。

2.3 現場測試

2.3.1 抽油機運行狀況現場測試

在大慶榆樹林油田樹322區(qū)塊及樹16區(qū)塊應用提撈抽油機之前對原6口抽油機運行狀況進行現場測試，在正常生產情況下，每口井油井測試3次，測試結果：游梁式抽油機運行時，平均電動機輸入功率為5 kW，平均含水率為12.02%，平均沖速為3.6min-1，平均產液量為1.43 t/d，見表2。

2.3.2 應用提撈抽油機現場測試

對榆樹林油田樹322區(qū)塊及樹16區(qū)塊6口抽油機應用提撈抽油機之后，現場加藥、熱洗及運行狀況進行測試，在正常生產情況下，每口油井測試3次，測試結果見表3。

表2 游梁式抽油機測試數據

表3 智能提撈抽油機加藥及熱洗測試情況

測試6口提撈抽油機油井的上行平均有效功率為5.92 kW，平均電壓為235.98 V，平均含水率為4.85%，平均沖速為4.7min-1，平均產液量為2.08 t/d，見表4。

表4 智能提撈抽油機測試數據

3 試驗結果

依據SY/T6422—2008《石油企業(yè)節(jié)能產品節(jié)能效果測定》，從能耗及產液情況2個方面，對游梁抽油機與提撈抽油機運行效果進行比較[2]，比較結果見表5。

從表5可以看出，安裝智能提撈抽油機后，平均噸液單耗由83.75 kWh/t降到13.57 kWh/t，平均年節(jié)約電量約為5.43×104kWh。

表5 游梁式抽油機與智能提撈抽油機運行比較

4 經濟核算

從節(jié)能及管理2個方面來對抽油機改造后的生產運行成本進行統(tǒng)計及核算。

1）投資費用：該裝置沒有抽油桿、抽油泵、無需扶正器等，節(jié)省一次性投資＝抽油機裝置費用－智能抽油裝置費用＝28.4－24＝4.4萬元；

2）維護費用：年節(jié)省維護費用＝年維護材料費用＋年調參及易損件更換工時費＋年熱洗費用＋年加藥費用＋年檢泵作業(yè)費用＋年檢泵作業(yè)工具費用，經統(tǒng)計計算平均單井年節(jié)約費用約為3.07萬元；

3）節(jié)電費用：抽油機年運行天數按330d計算，電費按目前油田統(tǒng)一現行價格0.554元/kWh計算，所測6口改造抽油機井平均單井年節(jié)約電費約為3.26萬元。

4）投資回收期

油田公司抽油機財務統(tǒng)一折舊年限為8年，凈殘值按原值的3%處理。榆樹林油田所測6臺抽油機井，均采用該辦法進行折舊并計算投資回收期，經過詳細計算，測試區(qū)塊抽油機改造平均投資回收期約為3.9年。

5 認識

1）提撈井特點是全井油管當做抽油泵筒，將膠桶當做抽油柱塞，具有沖程長、泵效高的特點對于低滲透油田具有一定負壓解堵作用；

2）低能耗軟拖動抽油技術適用于低滲透油田低產液井的開采。該技術采用了合理流壓下的間歇采油，節(jié)能效果明顯，并且結構簡單，方便管理，可以降低檢泵作業(yè)、日常維護費用。有效地解決低滲透油田能耗高、系統(tǒng)效率低的問題。

3）可適當延長疑難井的免修期，對治理由于油里含沙、含泥、結垢、含蠟等導致頻繁作業(yè)的疑難井具有較好應用效果。

4）存在漏失量微觀上無法準確評估，只能宏觀上粗略判斷。

[1]SY/T 5264—2012 油田生產系統(tǒng)能耗測試和計算方法[S].北京:石油工業(yè)出版社,2012.

[2]SY/T 6422—2008 石油企業(yè)節(jié)能產品節(jié)能效果測定[S].北京:石油工業(yè)出版社,2008.