淺析如何提高機采系統效率

孫捷

【摘 要】孤島采油廠采油系統主要是以機械采油為主，機械采油又以游梁式抽油機和勝利高原公司的皮帶機為主，螺桿泵為輔，整個采油系統效率較低，造成大量的電力資源浪費，同時也加大了噸油成本，為此急需探索既能提高采油系統效率，又可以降低噸油耗電，降低采油成本的新工藝新技術。

【關鍵詞】系統效率；地層；光桿功率；有功功率

系統效率分為廣義的系統效率和狹義的系統效率，所謂廣義的系統效率是指整個石油化工系統的系統效率，它包括采油系統效率、集輸系統效率和煉油系統效率，整個廣義系統的系統效率，測量或計算比較困難；狹義的系統效率是指整個系統中某一部分或者某一分支的系統效率，是比較單純的子系統的系統效率，具有較強的可測試性或者計算比較簡單，這里我進行論述的正是這種整個系統的某一分支，即單口油井的系統效率。

眾所周知，油井的系統效率影響因素比較多，主要分為地面和地下兩部分。地面部分為油井抽油機系統效率，抽油機各節點對系統效率均有不同程度的影響，其中電機效率影響較大；地下部分影響因素比較多，包括抽油桿和油管的伸縮、泵效和地層因素等，泵效和地層因素影響較為嚴重。下面將分地上地下進行論述。

地面系統效率影響因素由抽油機電機效率、皮帶的傳動效率、抽油機減速箱的效率、抽油機尾軸承效率及毛辮子的效率組成。其中皮帶的傳動效率可以通過調整皮帶的松緊度來進行改變，必須嚴格的按照操作規程，保證皮帶有適當的松緊度，既有利于延長皮帶的壽命，又可保證皮帶的傳動效率；抽油機減速箱、抽油機尾軸承及毛辮子等的效率在抽油機出廠時就已經確定，雖然經過長期的使用，效率有所降低，在一定時間之內可以認為是不變的，唯一變化較大的是電機的效率。電機的額定功率因數一般為0.9，實際在使用過程中，由于油井的不確定因素，如日產液量、原油黏度、含水率和溫度等的影響，電機的功率因數一般為0.3～0.6之間，對抽油機的效率影響較為明顯。

目前我站使用的稀土永磁三相異步和配套的變頻控制柜，解決了抽油機電機的啟動功率較大，正常運轉功率較小的問題，但是電機的有效功率仍然遠小于電機的額定功率，動力系統的系統效率仍然很低，雖然在節能方面取得了一定的效果，但系統效率沒有明顯提升，同時每套設備成本價10萬元人民幣，不利于大面積推廣；現在我隊正在試驗一種雙功率電動機，該電機接線方式有兩種，其功率分別為17KW和11KW，我隊的抽油機根據日耗電統計情況分析，電機的有效功率8.3KW，抽油機的啟動功率達到20KW左右，該電動機是在改變接線方式的情況下實行功率轉換的，因此仍不能滿足我站的實際工作需要，如果將其改進為兩種接線方式同時接好，通過補償器或者轉換開關進行功率轉換，使電動機在兩個功率之間可任意轉換，這樣就可以解決啟動功率大運轉功率小的問題，可以大幅提升電動機的使用效率，使抽油機系統效率得到大幅提升。我們還要根據計量站的日產液量和外輸干壓提高外輸系統效率。計量站外輸干壓過高超過1Mpa，則單井井口回壓會達到1.2Mpa，甚至更高，在計量站外輸干壓較高的外輸線上安裝滿足該站排量要求的管道泵，降低外輸干壓，使干壓保持在0.4～0.6Mpa之間，單井井口回壓會降至0.6～0.9Mpa之間，同樣在提升外輸系統效率的同時可以降低單井的回壓，增加單井產液量，提高單井系統效率，抽油機耗電也會下降，達到降本增效的目的。

地下的影響因素則包括泵效和地層原因。泵效的計算公式為：η=Q/Qt，其中η表示泵效，Q表示泵的實際排量，Qt表示泵的理論排量。實際排量越大，泵效約高。根據對油井的分析，影響泵效的因素分為一下三大方面。一是地質因素，包括油井出砂、氣體的影響、油井結蠟、原油粘度高和原油中含腐蝕性物質；二是設備因素，包括活塞的有效沖程、泵的制造質量和安裝質量；三是工作方式的影響，指的是抽油機的抽汲參數選擇不合理。

提高泵效的措施：（一）地層方面的措施。（1）對于注水開發的油田，加強注水，保持油層能量高，井中液面高，保證油井高產穩產；（2）采取有效的防砂措施，減輕砂粒對泵的磨損，減小漏失的影響。（二）井筒方面的措施。（1）選擇合理的工作方式。對粘度不大的常規抽油機井選用大沖程、小泵徑、小沖次，這樣既可減小氣體影響，又可減小懸點的交變載荷；對于原油比較稠的井，一般選用大沖程，大泵徑，小沖次，可以減小原油經過閥座孔的阻力及原油與管柱和桿柱之間的阻力；對于連抽帶噴的井，則采用大沖程、大泵徑、大沖次，快速抽汲，可憎大對井的誘噴能力。（2）確定合理的下泵深度和合理的沉沒度。（3）使用油管錨減小沖程損失。（4）采用井下油氣分離和井口自動放套管氣裝置減輕氣體影響。（三）設備方面和管理方面。改善泵的結構提高泵效，針對出砂結蠟油稠等應用特殊的稠油泵，如抽稠泵、防砂卡稠油泵、環閥式防氣抽油泵、液壓反饋抽油泵等。改善泵的材料提高泵效，采用耐磨材料加工成的泵可以減輕砂磨引起的漏失，采用耐腐蝕材料加工成的泵可以防止泵受腐蝕引起的漏失和損壞；加強檢泵作業質量防止漏失。

管柱和桿柱效率影響雖然比較小，但也不容忽視，光桿功率是抽油機懸點載荷做功的功率，是提升液體和克服井下消耗所做的功率，示功圖載荷線所包圍的面積越大則光桿功率越大，這就要求油井供液充足，泵和油管密封性越高越好，氣體影響越小越好，光桿功率就越大；要減小管柱的影響，要根據單井泵掛深度而定，泵掛小于900米，則不需要油管錨；泵掛深度大于900米，則需要下油管錨，減小油管的彈性活動空間，提高泵的充滿系數，增加產液量，提高系統效率。

總之，要提高油井的系統效率，則需要從多方面共同努力，任何單純的一種措施的實施，對系統效率的提高效果都不會太大，只有從影響系統效率的各個方面同時著手，才能達到目標，實現節能降耗，降本增效的目的。

【參考文獻】

[1]耿煒， 鄭建剛. 淺析如何提高機械采油系統的效率[J]. 科學技術創新， 2014（12）：67-67.

[2]閆海龍， 邱天輝， 劉瑞. 論如何提高機械采油系統效率[J]. 石油知識， 2016（5）：53-54.

[3]薛艷輝. 提高機械采油系統效率的理論研究及應用[J]. 石化技術， 2015， 22（8）：146-146.