抽油機(jī)井盤根松緊度與能耗關(guān)系試驗研究

楊興華（大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠）

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抽油機(jī)井盤根松緊度與能耗關(guān)系試驗研究

楊興華（大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠）

抽油機(jī)日常維護(hù)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(dǎo)致光桿與盤根間摩擦力增大，從而使抽油機(jī)電動機(jī)耗電量及盤根消耗量增加。為了掌握盤根在不同松緊狀態(tài)下抽油機(jī)井的能耗情況，進(jìn)行了盤根盒調(diào)整扭矩的多次試驗，總結(jié)出盤根不同松緊度對能耗的影響規(guī)律。通過試驗確定出光桿微帶油狀態(tài)為最節(jié)能狀態(tài)，現(xiàn)場對比5644井次，共節(jié)電218.4×104kWh，平均單井日節(jié)電1.06 kWh，年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益128.125萬元；并制定了合理光桿盤根松緊度判定標(biāo)準(zhǔn)，使盤根管理進(jìn)入常態(tài)化，達(dá)到在實際應(yīng)用中節(jié)能降耗的目的。

抽油機(jī)井盤根松緊度能耗光桿不發(fā)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(fā)熱，在這種情況下，通常出現(xiàn)兩個問題：增加了抽油機(jī)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(chǎn)生摩擦力，一般摩擦力隨工作壓力、壓縮量、密封材質(zhì)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(jī)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(xiàn)在兩個方面［2］：由于抽油機(jī)安裝過程中造成的不對中現(xiàn)象，使得盤根密封很困難；地層產(chǎn)出物的成分越來越復(fù)雜，特別是聚合物驅(qū)和三元驅(qū)的抽油機(jī)井，光桿腐蝕現(xiàn)象比較嚴(yán)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(dāng)多的井盤根滲漏嚴(yán)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(jī)井能耗，降低了系統(tǒng)效率，為了解決這些問題，進(jìn)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(qū)：沉沒度在200～400 m之間，含水小于或等于96%的泵況正常，系統(tǒng)效率測試合格井；

化學(xué)驅(qū)：沉沒度在300～450 m之間，含水小于或等于96%的泵況正常，系統(tǒng)效率測試合格井；

產(chǎn)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(xiàn)場測試方法

首先對常規(guī)調(diào)整盤根松緊度狀態(tài)的抽油機(jī)井的能耗進(jìn)行測試，然后將井口盤根松至不漏油狀態(tài)；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(fā)熱（目測光桿表面光潔，手觸摸光桿無明顯溫度升高）、光桿發(fā)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(zhuǎn)10 min后進(jìn)行能耗測試，能耗測試每次不少于3 min，每種狀態(tài)測試不少于3次，取平均值。然后將常規(guī)盤根松緊度時的能耗與3種狀態(tài)的能耗進(jìn)行對比分析，從而確定盤根松緊度最節(jié)能的狀態(tài)。

1.3現(xiàn)場試驗情況及效果

現(xiàn)場選擇了目前普遍使用的矩型盤根密封的游梁式抽油機(jī)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(guī)緊固狀態(tài)、光桿微帶油、光桿不帶油不發(fā)熱、光桿不帶油發(fā)熱4種緊固狀態(tài)進(jìn)行能耗測試。測試結(jié)果見表1。

由表1可知，常規(guī)緊固狀態(tài)時，消耗功率12.994 kW；當(dāng)在光桿微帶油狀態(tài)時，消耗功率12.950 kW，有功功率降低0.044 kW，降幅0.31%，日節(jié)電1.06 kWh；當(dāng)緊到不帶油不發(fā)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(dāng)緊到光桿發(fā)熱時，消耗功率為13.49 kW，與常規(guī)緊固狀態(tài)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(tài)相比發(fā)現(xiàn)光桿微帶油狀態(tài)為最節(jié)能狀態(tài)，日耗電量最低。

1.4現(xiàn)場應(yīng)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(chǎn)出部分：全廠抽油機(jī)開井?dāng)?shù)7065口，共調(diào)整盤根松緊度5644口，單井日節(jié)電1.06 kWh，5644口井年節(jié)電218.4×104kWh。電價按照0.631 8元/kWh計算，年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益137.98萬元。

3）經(jīng)濟(jì)效益：經(jīng)濟(jì)效益=產(chǎn)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(jù)上述實驗取得的數(shù)據(jù)，制定了盤根松緊度的判定方法：

◇光桿不能處于發(fā)熱狀態(tài)，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(fā)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(fā)熱。

表1　不同抽油機(jī)井盤根松緊狀態(tài)下能耗對比

2　結(jié)論

1）盤根緊固在光桿不發(fā)熱表面微帶油膜狀態(tài)時節(jié)能效果最好。

2）通過現(xiàn)場試驗，推薦抽油桿光桿微帶油的狀態(tài)為最佳。截至目前，現(xiàn)場實施盤根調(diào)整5644井次，單井日節(jié)電1.06 kWh，有功節(jié)電率0.31%，取得很好的節(jié)能效果。

3）合理光桿盤根松緊度判定標(biāo)準(zhǔn)：目測光桿表面微黃、手觸有油膜和無油膜但不發(fā)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(yè)出版社，2000：31-32.

［2］胡博仲.大慶油田機(jī)械采油技術(shù)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1998：37-38.

我國百城燃?xì)夤芫€可享天眼看護(hù)

6月12日，北斗“百城百聯(lián)百用”落地新奧暨北斗精準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng)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(yīng)用北斗監(jiān)測系統(tǒng)開展地下燃?xì)夤芫€建設(shè)、管理及維護(hù)，地下燃?xì)夤芫€有了天眼看護(hù)。所謂天眼看護(hù)，是指將北斗監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用于智慧城市燃?xì)夤芾硐到y(tǒng)建設(shè)，對智慧城市的構(gòu)建具有積極的意義。

眾所周知，當(dāng)今城市地下燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全問題，越來越成為社會關(guān)注的焦點。目前，我國城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)總長度已超過40×104km，預(yù)計到2016年將達(dá)60×104km。建設(shè)燃?xì)馕锫?lián)網(wǎng)體系，已成為我國城鎮(zhèn)燃?xì)庑袠I(yè)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(yè)于東北石油大學(xué)（油氣田開發(fā)專業(yè)），從事抽油機(jī)管理工作，E-mail：yangxinghua_a@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶市薩爾圖區(qū)采油一廠工程技術(shù)大隊，163001。