調整抽油機工作參數優化節能效果分析

宋花秀 魏波 楊佳佳(中國石油集團長慶油田公司第六采油廠，陜西 榆林 718600)

調整抽油機工作參數優化節能效果分析

宋花秀 魏波 楊佳佳(中國石油集團長慶油田公司第六采油廠，陜西 榆林 718600)

XXX作業區地處鄂爾多斯盆地，主力開采油層分別是侏羅系延長組的延x和延x油層，屬于低滲透率、低豐度、低產、高含水的“三低一高”油藏，單井產液量比較低；抽吸參數過大不僅降低抽油泵效，而且嚴重浪費電能，因此，XXX作業區結合廠相關部門對參數優化的要求，按照“長沖程、低沖次、小泵徑”的原則，實施油井降低沖次，優化泵徑等措施，節約電能。

優化;工作參數;節能

XXX作業區主力開采油層分別是侏羅系延長組的延x和延x油層，屬于低滲透率、低豐度、低產、高含水的“三低一高”油藏。2016年1月，全區共計開井431口，沖次大于等于6次的井15口，泵效低于30%的油井75口，抽油參數大，抽油泵效低，耗電量大。

1 調整參數節能原理分析

1.1 降低電機耗電量原理

式中:T—電動機轉矩；

n—電動機轉

式中:n—電動機轉速；

f—供電頻率；

s—電機的轉差率；

p—電機的極對數。

1.2 降低電機轉速節電

1.2.1 降低電機轉速節電途徑分析：

保持電機皮帶輪半徑r不變的情況下，降低頻率f,線速度ν減小，即達到降低沖次的目的。

根據公式（2）電機頻率與轉速的關系為f∞n，f減小后，轉速n減小，根據公式(1),電機功率P∞n,保持電機轉矩T不變的情況下，轉速減小后，電機功率減小，降低了耗電量。

1.2.2 減小力矩節電途徑節電分析：

根據公式（3）和公式（4），對于非變頻調速的抽油機，要降低沖次只能通過減小電機皮帶輪的半徑r來達到降低沖次的目的。根據公式（4）保持電機頻率f不變ν∞r，r↓→ν↓→沖次降低。

式中:F—作用于電動機皮帶輪上的力；

r—電機皮帶輪半徑；

在未改變井下桿柱組合和井下工作參數的情況下，作用于電機皮帶輪的力F保持不變，T∞r，r↓→T↓，根據公式（2）f不變，電機轉速n不變，根據公式（1），電機功率P∞T,即r↓→T↓→P↓→耗電量降低。

1.2.3 減小載荷節電途徑節電分析：

抽油機懸點載荷主要由抽油桿柱載荷和液柱載荷組成，上沖程，懸點承受整個抽油桿柱的載荷為抽油桿柱的重力：

式中:Wr—抽油桿柱的重力；

qr—每米抽油桿平均質量；

L—抽油桿柱的長度。

上沖程時作用于懸點的液柱載荷為：

式中:Wl—液柱載荷；

fp—活塞截面積，其他符號同前。

減小載荷有換小直徑抽油泵和上提泵掛兩條途徑，上提泵掛后抽油桿柱長度L減小，根據公式（6）和公式（8），Wr∞L，Wl∞L，L↓→Wr↓,L↓→Wl↓,所以懸點載荷減小。

懸點載荷減小，作用于電機上的力F減小，根據公式（5），電機轉矩T減小。根據公式（1），電機轉速n不變的情況下，上提泵掛后作用于電機上的扭矩T減小，電機功率減小，節省電能。

2 節電途徑實施及效果統計

2016年對數字化抽油機井（安xx-xx、胡xxx-xx）實施降低供電頻率，降低抽油機沖次措施5井次，對實施井進行降低沖次前后耗電量監測，平均日節電量25.7 KW.h，按每度電0.8元計算，每月節約電費25.7×0.8×30×5=3084元。

對安XX-XX、胡XXX-XX等2口井實施上提泵掛前后耗電量監測，平均日節電量14.35 KW.h，每月節約電費14.35×0.8× 30×2=688.8元。

對新XX-XX等5口井實施更換小直徑抽油泵前后耗電量監測，X31-19井抽油泵徑32mm↓28mm后，日節電量29.7KW. h，5口井平均日節電量24.5KW.h，按每度電0.8元計算，每月節約電費24.5×0.8×30×5=2940元。

表3.1 工作參數優化前后耗電量統計表

3 結語

通過工作參數的調整（降低沖次、減小抽油泵泵徑）可以降低電機輸入功率，降低抽油機日耗電量。達到較好的節電效果。可以繼續通過優化抽油機參數、結合節能設備配套（節能電機、超低沖次皮帶輪、功率因數動態補償裝置）實現節能增效。

宋花秀（1989-）女，漢族，四川西昌人，助理工程師，主要從事石油開發工作.