喇嘛甸油田抽油機井節能方法研究與應用

艾洪參（大慶油田有限責任公司第六采油廠）

喇嘛甸油田自1973年開發建設以來，隨著開發周期的延長，抽油機井數逐年增加，設備老化嚴重，原油含蠟高、部分井產能低、高耗能產量比例大，抽油機井系統能耗逐步增高，企業的節能工作面臨諸多挑戰。節能降耗既是環保形勢發展的客觀需求，又是提高企業效益的根本出路，也是采油企業持續發展的必然需求[1]。上述表明，喇嘛甸油田抽油機井系統節能壓力將越來越大。如果按照傳統工藝技術和管理方式，將嚴重制約企業的可持續發展，難以達到企業節能降耗的目標。因此，必須探索抽油機井節能管理的新思路、新方法、新技術，構建新的抽油機井節能管理模式[2]。

1 節能管理模式

建立了以“提、管、優、間、高、節”六字節能方針為主要內容的立體抽油機井節能管理模式。通過強化“五抓”管理，重點從“建立體系、管理措施、技改措施、經濟評價、培訓平臺”等方面入手，深入挖掘節能潛力，確保節能效果（圖1）。

2 節能方法

2.1 抓基礎，建立管理體系

建立由上至下的責任落實管理體系。按照責任與能力相匹配的原則逐級落實相關責任人，以各級目標執行情況作為績效考核的依據，使責任層層量化、壓力層層傳遞，帶動各層級、各環節整體水平的提升，從而提高員工節能意識。

1）成立組織機構，明確部門職責。成立以廠領導為組長，油田管理部、技術發展部、工程技術大隊及各采油礦、采油隊為成員的組織機構。廠領導負責總體方案的審核及總體運行，工技大隊負責制定實施方案、效果評價，技術發展部負責組織總體協調，油田管理部負責施工組織運行，采油礦負責工作實施，采油隊負責能耗測試、數據上報。

2）召開節能例會，保障節能效果。建立月度、季度例會制度，使節能措施工作穩步推進。月度、季度分析節能效果，總結好的做法，協調機構負責協調解決存在的相關問題，促進節能降耗挖潛工作的順利開展。

3）加強業績考核，發揮激勵作用。將抽油機井節能指標分解并落實到礦、采油隊。總結經驗，制定一系列管理辦法，突出量化考核，做到隨時抽查，定期檢查，評比結果公開，獎懲分明，提高各基層單位節能工作的積極性。

2.2 抓節點，精益管理措施

針對抽油機井機采系統存在能耗高、效率低的問題，對抽油機井系統各節點的理論能耗狀況進行分析，以此作為切入點，加大節能項目實施力度，優化節能降耗措施，推廣節能新技術，深入挖掘節能潛力。

圖1 立體抽油機井節能管理模式

1）提高泵效，合理匹配生產參數。加大低沉沒度井治理力度，搞好地面抽汲參數優化調整。為進一步掌握抽油機井泵徑、沖程、沖速匹配對舉升系統運行狀態的影響，進行了抽油機井舉升系統參數合理匹配研究。

2）精益管理，合理優化光桿盤根松緊。通過對盤根盒結構和工作原理分析，盤根盒壓蓋松緊程度對耗電有一定的影響。為此，進行了盤根盒松緊度調整現場試驗，量化盤根盒松緊度的操作標準，從而提高抽油機井系統效率，實現精細節能降耗。

3）優化配電系統，合理優化配電組合。為提高配電系統適應性，優選出經濟效益最優的配電系統[3]，達到節省投資、降低能耗、降低后期運行及維護成本的目的；開展了抽油機控制技術與電動機合理匹配關系試驗，合理優化配電組合。

4）間歇采油，合理制定間抽周期。對供液不足現象嚴重的井加大間抽工作力度，節約和控制電量消耗，實施有計劃、有監督、有考核的目標管理，確保產量穩定、能耗下降。根據間抽制度制定了抽油機井間抽執行標準，對于全廠實施的間抽井，在管理上加強檢查考核力度，形成檢查考核月報，確保間抽制度嚴格執行。

2.3 抓創新，突出技術改造措施

對于低產高能耗問題突出的井，依據產液量分級，制定針對治理措施。同時，針對設備老化能耗高問題，加大節能設備應用力度，提高節能效果。

2.3.1 研究高效舉升技術

建立高效舉升工藝示范區。隨著抽油機井數增加，總耗電呈上升趨勢。對于油井產量低、原油物性差的井，原抽油機舉升方式節能空間有限，近年來探索應用無桿舉升工藝[4]。自2008年研究試驗電動潛油柱塞泵以來（圖2），經過10年技術攻關，其主體技術逐漸成型，配套技術逐步完善，檢泵周期已達610天，運行工況逐年改善。近幾年有18口抽油機井應用了電動潛油柱塞泵。根據節能監測中心的節能監測報告顯示，與抽油機對比，節電率為42.9%，系統效率提高3.25%。

圖2 電動機潛油柱塞泵工藝

開展長沖程抽油機試驗。為探索高效舉升新途徑，通過調研論證，開展超長沖程采油技術試驗[5]。長沖程抽油機可在沖程50m、沖速10h-1以內任意調節，通過控制柜設定，實現超長沖程、超低沖速柔性啟動間歇生產，同時減少桿管偏磨。

結合長沖程抽油機技術設備特點，編制并下發了《長沖程抽油機操作、保養、維護規程》及《長沖程抽油機資料錄取規定》，保證了試驗效果。試驗8口井，初測平均單井日耗電51.1kWh，與原抽油機舉升對比，泵效提高41.7%，系統效率提高3.0%，單井日節電78.9kWh，節電率60.7%（表1）。

表1 超長沖程采油試驗井試驗前后數據對比

2.3.2 研制節能設備

更換節能電動機。使用10年以上老化嚴重的電動機需逐年進行更換，以進一步降低機采能耗。通過更換節能電動機，功率因數提高0.28，平均單井日節電24.3kWh。

變頻調速控制。應用變頻調速控制配電箱替換老式配電箱，變頻調速控制技術同時具有變速控制、恒速控制及跟蹤負載功能。變速控制能夠在一個抽汲周期中實現上沖程速度快、下沖程速度慢的功能。上行速度加快，縮短上行程時間，減少漏失量，提高泵的充滿效果，達到提高泵效目的。下行速度降低，延長下行程時間，減緩桿、管沖擊及緩解管桿偏磨，延長檢泵周期。該配電箱能夠解決抽汲參數已調至最小的油井舉升參數匹配問題。因此，通過應用伺服控制配電箱及多功能調速裝置，沖速由5min-1降低到3min-1，電動機功率因數可提高0.2以上。

2.4 抓結果，注重經濟評價

在節能挖潛增效過程中，堅持效益分析這一前提，始終遵循“沒有效益的節能措施一個也不上”的原則，形成一套評價方法。措施前進行經濟評價，措施后進行效益分析，無效益的措施立即叫停，取得效益的措施繼續推廣，明確最優挖潛方法，保證節能挖潛措施落到實處。

節能措施分兩類：無需資金投入的管理措施，通過優化制度，加強管理，實現節能挖潛增效的目的，該類措施主要評價方法就是看指標，看效果；需要資金投入的技術措施，通過技術改造，應用新工藝、新技術，這類措施主要應用投資回收期、盈虧平衡法及投入產出比等方法。

2.5 抓培訓，搭建分享平臺

1）采取靈活有效培訓方式，提高員工業務技能。創新培訓方式，搭建分享式培訓平臺。培訓形式也由室內擴展到生產現場，確保培訓內容與員工專業特長緊密結合，為員工提供了一個資源整合、智慧分享、交流展示和文化提升的平臺。搭建采油工程模擬演示培訓平臺。實現從書本到實物，從抽象到具體，增強了員工對節能工藝的感性認識，提高了培訓效果。

2）加強日常培訓工作，提升員工整體素質。以“需求為導向，學員為中心，技能為本位”的方針，本著“走出去”、“請進來”的原則，選送業務骨干參加節能培訓班進修學習，聘請廠內培訓師傳授高效舉升工藝技術、節能技術等相關知識，外聘技術專家傳授特種配電箱操作、能耗測試儀使用等相關知識。

3 節能效果

1）員工節能意識顯著增強。

2）節能管理水平穩步提升。

3）通過構建立體抽油機井節能管理模式，抽油機井耗電量明顯下降。

4）經濟效益顯著提高。2年來共實施管理措施及技改措施12193井次，累計節電7638.5×104kWh，節省電費5298.5萬元。

4 結束語

在抽油機井節能管理上綜合考慮生產、技術、管理等因素，統籌規劃、全面布局，細化節能措施，積極探索節能新途徑，建立了以“提、管、優、間、高、節”六字節能方針為主要內容的立體抽油機井系統節能管理模式，并采取了具體的節能降耗措施，為喇嘛甸油田高效開發做出了積極的貢獻。