延長油田永寧采油廠機采效率提高途徑探討

劉小健 周雪 劉佳驥 高明星 姬文瑞（永寧采油廠勘探開發(fā)研究所， 陜西 延安 717500）

延長油田永寧采油廠機采效率提高途徑探討

劉小健 周雪 劉佳驥 高明星 姬文瑞
（永寧采油廠勘探開發(fā)研究所， 陜西 延安 717500）

機采效率是油田開發(fā)的重要指標，作者結(jié)合大量調(diào)研數(shù)據(jù)，對研究區(qū)的機采效率進行了初步評價，找出了存在的問題，即泵徑、沖程、沖次過大與油層供液能力不足形成的生產(chǎn)矛盾。本文結(jié)合研究區(qū)實際生產(chǎn)情況相應的提出了提高機采效率的措施，在生產(chǎn)中取得了較好的效果。

機采效率；提高途徑

1 研究區(qū)機采效率現(xiàn)狀

目前所采用的抽油泵63%為44mm管式泵。在單井產(chǎn)液量低、泵徑大的前提下，平均泵效僅為12.5%，目前研究區(qū)主要以Ⅴ型抽油機為主，沖程可以設置為1m、1.5m、1.8m；研究區(qū)抽油機沖次分布范圍為2.56min-1～12min-1。經(jīng)計算抽油泵平均理論排量為15.4m3/d。所以目前提高機采效率的主要措施應該是降低抽油泵的理論排量。

2 降低沖次的主要措施

2.1 電機變頻裝置

變頻配電箱的主要工作原理是通過改變交流電頻率，從而降低電機的轉(zhuǎn)速達到降低抽油機沖次的目的。同時，該裝置設置有補償系統(tǒng)，具有的電流補償功能可以即時調(diào)節(jié)通過電機的工作電流，達到即時自動調(diào)節(jié)抽油機平衡率的目的。目前研究區(qū)已經(jīng)安裝了131臺該裝置，平均每臺配電箱可以節(jié)電約20.6%。具有一定的節(jié)能效果。考慮到該配電箱的造價較高，全面更換這種配電箱在成本控制方面難以實現(xiàn)。

2.2 更換抽油機皮帶輪

抽油機沖次是由電機理論轉(zhuǎn)速、電機輪直徑、抽油機減速箱的皮帶輪、減速比4個因素決定的。研究區(qū)目前使用的電機為11.5kW的四極電機，理論轉(zhuǎn)速為1440r/min-1，相比之下轉(zhuǎn)速較快，考慮到目前使用數(shù)量較多及更換成本較高，所以電機不宜全部更換。考慮到更換電機皮帶輪具有較高的經(jīng)濟性，下面討論合理電機皮帶輪直徑的確定方法。

2.2.1 計算傳動系數(shù)

傳動系數(shù)=電機輪直徑×電機轉(zhuǎn)速/沖次

研究區(qū)延安通用抽油機與延安裝備抽油機安裝數(shù)量占總數(shù)的85%，所以計算該兩種抽油機的傳動系數(shù)將具有較好的適用性。

通過計算得到兩種普遍使用的抽油機的傳動系數(shù)如下圖。從下圖看出數(shù)據(jù)點在M=40000處有較好的回歸，其中離散的點原因是少部分電機為6極、4極電機，另外因電機負載率不同引起電機實際轉(zhuǎn)速有所降低。

2.2.2 計算理論最小沖次

篩選調(diào)研數(shù)據(jù)可以知道研究區(qū)最小的皮帶輪直徑為110.2mm，按照傳動系數(shù)=電機輪直徑×電機轉(zhuǎn)速/沖次的計算辦法，計算出最小沖次為3.96min-1。

2.2.3 從機械原理方面驗證理論最小皮帶輪的合理性

限定條件：

圖1 延安通用抽油機傳動系數(shù)

圖2 延長裝備傳動系數(shù)

A.皮帶與電機輪包角≧120°；

B.最大扭矩范圍內(nèi)（Tn=9550×P/n）；

C.抽油機電機軌道長度可以滿足中心距的調(diào)整。

圖3 包角計算示意圖

包角計算公式：

式中：d1為電機輪直徑；d2為皮帶輪直徑；a為圓心距。大輪對應的包角取“+”計算，小輪對應的包角取“-”。小輪的包角和兩輪的直徑差、中心距有關。

2.2.4 分析結(jié)果

考慮到研究區(qū)目前使用的皮帶均為B型三角帶，其對應的最小皮帶輪直徑為125mm，所以直徑為110mm的皮帶輪不適用以上兩個廠家生產(chǎn)的抽油機，選125mm時對應的沖次為4.5min-1。

3 對于“大沖程、低沖次”的認識

“長沖程、慢沖次”是國內(nèi)先進油田以8極慢速電機（750min-1）為依托的采油辦法，其優(yōu)點是：在保證產(chǎn)量和泵效的前提下，延緩設備磨損、降低檢泵周期，起到節(jié)能降耗的作用。

研究區(qū)目前多使用6極（960min-1）、4極（1440min-1）電機，轉(zhuǎn)速相對較快，供液不足現(xiàn)象非常明顯，所以在能夠保證活塞自由行程的前提下，長沖程將增大抽油泵的理論排量，并不利于提高泵效。

4 泵徑

泵徑是采油系統(tǒng)的核心參數(shù)，與懸點載荷、沖程損失、漏失量等參數(shù)有關，目前可供選擇的泵徑有?28mm、?32mm、?38mm，考慮到油井井筒清潔度對抽油泵工況的影響，結(jié)合在以往生產(chǎn)中遇到?32mm抽油泵配套活塞容易發(fā)斷脫，?38mm抽油泵具有較好的適應性且能夠降低抽油泵的理論排量。

5 結(jié)語

（1）更換皮帶輪直徑是降低抽油機沖次的有效措施，通過計算研究區(qū)使用直徑為125mm的皮帶輪可以將沖次降低至最小，具有較好的節(jié)電效果。

（2）研究區(qū)應陸續(xù)更換?38mm抽油泵。

（3）應在通過降低泵徑與沖次充分降低機采系統(tǒng)理論排量的前提下，對沖程進行調(diào)整。