抽油機井盤根松緊度與能耗關系試驗研究

楊興華（大慶油田有限責任公司第一采油廠）

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抽油機井盤根松緊度與能耗關系試驗研究

楊興華（大慶油田有限責任公司第一采油廠）

抽油機日常維護過程中，為保證采油樹井口不滲不漏，通常將盤根壓得較緊，導致光桿與盤根間摩擦力增大，從而使抽油機電動機耗電量及盤根消耗量增加。為了掌握盤根在不同松緊狀態下抽油機井的能耗情況，進行了盤根盒調整扭矩的多次試驗，總結出盤根不同松緊度對能耗的影響規律。通過試驗確定出光桿微帶油狀態為最節能狀態，現場對比5644井次，共節電218.4×104kWh，平均單井日節電1.06 kWh，年創經濟效益128.125萬元；并制定了合理光桿盤根松緊度判定標準，使盤根管理進入常態化，達到在實際應用中節能降耗的目的。

抽油機井盤根松緊度能耗光桿不發熱

為了保證井口不滲不漏，通常盤根壓緊力較大，使抽油桿光桿的表面發熱，在這種情況下，通常出現兩個問題：增加了抽油機井的能耗；使光桿與盤根盒填料之間的摩擦力增加，加劇了填料的磨損，縮短了盤根更換周期，增加了材料消耗。盤根盒密封［1］屬于接觸密封，接觸密封的接觸力使密封件與被密封面接觸處產生摩擦力，一般摩擦力隨工作壓力、壓縮量、密封材質和填料的硬度以及接觸面積的增大而增大，隨溫度的提高而減小。正常情況下，盤根盒損失不大，如果抽油機安裝不對中，光桿與盤根盒的摩擦力將成倍增加。多年來，盤根密封問題突出表現在兩個方面［2］：由于抽油機安裝過程中造成的不對中現象，使得盤根密封很困難；地層產出物的成分越來越復雜，特別是聚合物驅和三元驅的抽油機井，光桿腐蝕現象比較嚴重，也使得盤根密封很困難。由于上述兩種因素的影響，使得相當多的井盤根滲漏嚴重。為了保證盤根不漏，盤根壓緊力是越來越大，造成了盤根使用周期越來越短，增加了抽油機井能耗，降低了系統效率，為了解決這些問題，進行了盤根松緊度對能耗影響的試驗。

1　合理盤根松緊度對能耗的影響試驗

1.1試驗選井條件

水驅：沉沒度在200～400 m之間，含水小于或等于96%的泵況正常，系統效率測試合格井；

化學驅：沉沒度在300～450 m之間，含水小于或等于96%的泵況正常，系統效率測試合格井；

產液量范圍8～160 t，泵徑范圍44～83 mm，沖程范圍2.1～6.0 m，沖速范圍4～9 min-1，具有一定的代表性。

1.2現場測試方法

首先對常規調整盤根松緊度狀態的抽油機井的能耗進行測試，然后將井口盤根松至不漏油狀態；按照由松到緊順序，光桿微帶油（目測光桿表面有油膜、微黃）、光桿不帶油不發熱（目測光桿表面光潔，手觸摸光桿無明顯溫度升高）、光桿發熱（目測光桿表面光潔，手觸摸光桿有明顯溫度升高），分別記錄緊固扭矩。運轉10 min后進行能耗測試，能耗測試每次不少于3 min，每種狀態測試不少于3次，取平均值。然后將常規盤根松緊度時的能耗與3種狀態的能耗進行對比分析，從而確定盤根松緊度最節能的狀態。

1.3現場試驗情況及效果

現場選擇了目前普遍使用的矩型盤根密封的游梁式抽油機井5644口，松緊力矩的大小采用扭矩扳手測量。每口井在保證井口不漏油的情況下，按照由松到緊順序，即常規緊固狀態、光桿微帶油、光桿不帶油不發熱、光桿不帶油發熱4種緊固狀態進行能耗測試。測試結果見表1。

由表1可知，常規緊固狀態時，消耗功率12.994 kW；當在光桿微帶油狀態時，消耗功率12.950 kW，有功功率降低0.044 kW，降幅0.31%，日節電1.06 kWh；當緊到不帶油不發熱時，消耗功率為13.13 kW，有功功率增加0.14 kW，增幅1.04%，日耗電增加3.36 kWh；當緊到光桿發熱時，消耗功率為13.49 kW，與常規緊固狀態對比，有功功率增加0.50 kW，增幅3.71%，日耗電增加12.00 kWh。

4種狀態相比發現光桿微帶油狀態為最節能狀態，日耗電量最低。

1.4現場應用效益分析

1）投入部分：配備緊固力矩測試扳手，全廠73個采油隊，每隊配10套，需730套，每套按135元計算總投入為9.855 0萬元。

2）產出部分：全廠抽油機開井數7065口，共調整盤根松緊度5644口，單井日節電1.06 kWh，5644口井年節電218.4×104kWh。電價按照0.631 8元/kWh計算，年創經濟效益137.98萬元。

3）經濟效益：經濟效益=產出部分-投入部分=137.98-9.855=128.125（萬元）。

1.5合理盤根松緊度的判定

根據上述實驗取得的數據，制定了盤根松緊度的判定方法：

◇光桿不能處于發熱狀態，盡量保持光桿表面微帶油膜；

◇目測光桿表面微黃、手觸有油膜和無油膜但不發熱為合格，否則為不合格；

◇光桿上沖程過程中，觸摸盤根盒以上5 cm左右光桿是否發熱。

表1　不同抽油機井盤根松緊狀態下能耗對比

2　結論

1）盤根緊固在光桿不發熱表面微帶油膜狀態時節能效果最好。

2）通過現場試驗，推薦抽油桿光桿微帶油的狀態為最佳。截至目前，現場實施盤根調整5644井次，單井日節電1.06 kWh，有功節電率0.31%，取得很好的節能效果。

3）合理光桿盤根松緊度判定標準：目測光桿表面微黃、手觸有油膜和無油膜但不發熱為合格，否則為不合格。

［1］萬仁薄.采油工程手冊［M］.北京：石油工業出版社，2000：31-32.

［2］胡博仲.大慶油田機械采油技術［M］.北京：石油工業出版社，1998：37-38.

我國百城燃氣管線可享天眼看護

6月12日，北斗“百城百聯百用”落地新奧暨北斗精準服務網全國百城簽約儀式在河北廊坊舉行。這意味著我國100多座城市將應用北斗監測系統開展地下燃氣管線建設、管理及維護，地下燃氣管線有了天眼看護。所謂天眼看護，是指將北斗監測技術應用于智慧城市燃氣管理系統建設，對智慧城市的構建具有積極的意義。

眾所周知，當今城市地下燃氣管網的安全問題，越來越成為社會關注的焦點。目前，我國城鎮燃氣管網總長度已超過40×104km，預計到2016年將達60×104km。建設燃氣物聯網體系，已成為我國城鎮燃氣行業的迫切需求。

胡慶明

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.10.005

2015-07-14）

楊興華，工程師，2008年畢業于東北石油大學（油氣田開發專業），從事抽油機管理工作，E-mail：yangxinghua_a@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶市薩爾圖區采油一廠工程技術大隊，163001。