抽油機井節能方法探討

劉玉坤（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

抽油機井采油是油田最主要的機械采油方式，數量多、能耗大，能耗費用已經成為影響抽油機井運行費用的主要因素之一。在抽油機井節能工作上，以往的做法基本上是在設備上的投入和應用，也就是技術措施，這種做法雖然在節能效果上比較好，但需要資金上的大量投入。近年來，薩北油田通過精細日常管理，實施一些不需要資金投入的措施辦法，取得了較好的節能效果。

1 影響因素分析

系統效率是衡量抽油機井能耗多少的重要技術經濟指標，抽油機井系統效率不僅取決于抽油機、拖動與控制設備、抽油泵、抽油桿等技術裝備，而且取決于技術裝備的匹配、系統參數設計與系統的實際運行狀況。相對于地面設備，井下設備一旦已經下入井下，如果發現設備匹配不合理而想更換，則必須采取作業，將井下管柱起出，然后再重新更換、匹配下井，造成物資浪費、原油損失、工作量加大。從對抽油機系統能耗的分析可以看到，井下抽油泵、抽油桿、油管等的匹配對系統效率有較大的影響。

2 節能方法效果分析

2.1 優化設計

下泵方案設計中，以系統效率最大為原則，從根源入手，優化抽油泵、桿柱組合，達到節能效果，應用“優化抽油機井系統設計技術”。該技術采用參數敏感性分析方法，對從地面部分到井下部分影響系統效率的13項參數（見表1）進行敏感性分析研究，建立敏感性分析模型以及相應計算機軟件模塊，通過運用軟件對抽油機井進行分析，分析各種因素對系統效率的影響，找到影響系統效率的低效點，進而采取針對性措施提高系統效率[1，2]。

表1 影響抽油機井系統效率的因素

圖1 優化抽油機井系統設計

2013年完成優化設計496井次，根據軟件多種優化結果進行人機交互，實現單井的個性化設計。通過測試對比，平均單井日節電22.8kW h，節電率達到18.9%，系統效率提高2.7%，累計節電80.9×104kW h，見表2。

表2 抽油機優化設計節能效果統計

2.2 抽油機電動機優化調整

抽油機井安裝的電動機其能耗有兩部分：一部分是支持抽油機運轉所消耗的能耗，另一部分是電動機自身的能耗。電動機裝機功率大其自身能耗也大，電動機裝機功率小其自身能耗也小[3]。通過對在用抽油機井電動機的監測及分析，把功率利用率小于20%的電動機定為偏大電動機，功率利用率偏低的井，其實質就是“大馬拉小車”現象，電動機能耗高，系統效率低；把功率利用率大于90%的電動機定為偏小電動機，功率利用率偏高，其實質是“小馬拉大車”，電動機高負荷運轉，不利于保證電動機的長期運轉。

通過調查，在抽油機井的電動機匹配上，為了保證運行，裝機功率都比較高，能夠滿足抽油機運行的需要，也就是不存在“小馬拉大車”的現象。但“大馬拉小車”的現象比較多。為此，在滿足抽油機啟動功率要求的前提下，對于功率利用率較低的電動機，在損壞時進行優化調整，降低裝機功率。

2013年共實施7口井，調整前電動機功率44.79kW ，優化調整后30.29kW ，平均單井日節電20.5 kW h，年節電5.23×104kW h。

2.3 控制抽油機井盤根松緊適當

抽油機井盤根過緊，會增加與光桿的摩擦力，增加舉升載荷，使系統有功消耗增加[4]。因此，控制抽油機盤根松緊適度，可以達到節能的目的。在現場操作中，盡量降低盤根緊度，在不跑偏、不滲漏的前提下，允許光桿帶油。

通過對100口抽油機井盤根松緊能耗測試的對比，單井日節電3.36kW h，2013年對761口抽油機井實施該項管理，年節約用電15.07×104kW h，見表3。

表3 抽油機井盤根松緊控制能耗測試對比

2.4 抽油機井調平衡

抽油機不平衡時，電動機舉升平衡塊需要消耗更大的功率，從而造成了能耗的增加。在以前的管理中，對抽油機單井平衡率的要求是達到85%以上，因此，崗位工人在調平衡操作時，以能夠達到85%的要求即算完成工作，不去追求更高的平衡率。通過調研和分析，將單井平衡率大于85%的指標進一步細化要求：

1）平均電流大于80A 的抽油機井平衡率達到93%以上；

2）平均電流55～80A 的抽油機井平衡率達到90%以上；

3）平均電流小于55 A 的抽油機井平衡率達到87%以上。

對230口井進行平衡調整，平均單井日節電5.0kW h，累計節電21.25×104kW h。

3 結論及認識

1）抽油機井采油是油田最主要的機械采油方式，數量多、能耗大，有很好的節能潛力。

2）通過精細抽油機井日常管理，合理調整措施，細化管理，獲得了很好的節能效果，達到了“少投入、多產出”。

[1]張建軍,郭吉民,王海,等.抽油機井系統效率敏感性分析及其應用[J].石油鉆采工藝,2007(2):35-37.

[2]張志榮.系統效率優化軟件的應用與認識[J].中國石油和化工標準與質量.2011(4):20-23.

[3]鄒文濤,張兵臣,李林燕.油田機械采油井優化技術應用[J].節能,2010(4):53-55.

[4]孫耀國.提高抽油機井系統效率的實踐[J].復雜油氣藏,2010(1):80-83.