電流變化判斷抽油機井故障的探討

朱永鋒 李慶斌 高崗 楊愛剛

油田生產一線的工人們每天的基本工作之一就是量取電流資料，根據電流資料的情況來判斷抽油機井的運行是否正常。若不正常，就要及時分析診斷，找出抽油機井在生產過程中存在的問題和故障，從而在第一時間解決問題，保證油井的生產效率。

即使利用電流資料可以很方便地診斷出抽油機井的故障，但是當泵況和電流的變化不一致或者是操作人員在進行電流錄取時采取的數據不準確，也會導致診斷結果不準確。因此在實際工作中，除了根據日常的電流錄取及時進行抽油機井診斷與故障解決，還要注意排除上述兩方面原因引起的結果不準確。

一、原理

機械采油是用電能轉換為機械能，由電動機提供動力，經減速裝置將電動機的高速旋轉運動變為抽油機的低速旋轉運動，再由曲柄一連桿一游梁結構將低速旋轉運動變為抽油機的往復運動，帶動深井泵工作。要使抽油機在平衡條件下運轉，就應該在抽油機曲柄上加一重物，在下沖程中讓抽油桿自重和電動機一起來對重物做功，而在上沖程時，則讓重物儲存的能量釋放出來和電動機一起對懸點做功，根據能量守恒定律，我們可以轉變思維，將電動機在能量轉換中的電流大小作為抽油機負荷大小的直接反映。因此，無論抽油機井的哪一部分出現了問題或故障，我們都可以通過電流變化情況及時查知。

二、運用電流資料發現抽油機井問題的優勢

1.電流數據的準確錄取和運用能夠及時有效的發現問題。利用測示功圖、憋壓、檢查液面等方法及手段也都能用以檢查抽油機的運行狀況。但就檢測周期來看，電流數據的錄取每天進行，而抽油機井的產液量每10—15天測量一次，液面、示功圖則每月測試一次。電流數據的錄取無疑更具及時性。

2.電流數據的錄取相較其他方法具有簡便性。一名前線工作人員，使用一部鉗形電流表就能進行電流數據的準確錄取。

3.電流的變化直接反映抽油機能耗狀況，數據的錄取直接為節能工作提供依據。

三、電流數據的不同變化對應的各類問題

抽油機井上下電流影響因素三個方面：井底負荷，抽油機減速箱扭矩及電機額定功率。抽油機正常生產時電流數據相對穩定，并且在平衡率要求的固定范圍之內（85%——100%），下電流應小于上電流。當電流數據產生變化時，就說明抽油機井出現了問題。下面就結合一些具體情況，分析電流數據不同變化可能對應哪些問題。

類型I.電流變化較大，上電流下降，下電流上升，且在變化過程中，下電流大于上電流，日產液量與產油量大幅下降，含水率上升。

分析：抽油機生產正常時驢頭的最大載荷主要來自兩個方面;一個是抽油桿自重，另一個是液體重量。上電流明顯下降表明驢頭載荷減輕，同時產液與產油量下降，統合二者則能證明地下桿泵運行有異。可能是油桿或油管斷脫、脫節器脫落造成的。而上行時因驢頭載荷減小，依靠平衡塊即可拉起驢頭，電機作功小，導致了電流下降。下行時，因驢頭載荷減小，平衡塊要依靠電機作功舉升，所以下行電流變大。

類型II.抽油機井上下電流逐漸增加，產油量與產液量逐漸下降，含水量逐漸增高。

分析：上下電流逐漸增加說明抽油機無論上行還是下行所承受的載荷都是逐漸增加的，與此同時產液量與產油量也呈現下降趨勢，這種現象極有可能是抽油機井管壁結蠟造成的。因為井筒結蠟會使抽油桿摩擦阻力增大。上行時，摩擦阻力增大，也就意味著抽油機載荷增大，從而導致電機負荷增大，電流上升。下行時，摩擦阻力增大抵消了一部分抽油桿的向下重力，因此下行載荷減小，平衡塊需要靠電機舉升，電機負荷變大，下電流也會升高。

舉例：C井，從該井的連續生產數據中看，日產液量、日產油量逐漸下降，含水上升，上下電流也逐漸上升，從數據顯示來看該井有結蠟跡象，于09年8月份及時對該井進行了熱洗，洗后恢復正常生產。

解決措施：

（1）熱洗化蠟，減小抽油桿因結蠟造成的摩擦阻力。

（2）合理定制熱洗周期，減少結蠟對生產的影響。

四、電流數據錄取明顯不準確的三種情形

1泵況和電流的變化不統一。泵況恢復正常、產液量增大后電流反而沒有相應增加卻出現下降。這種情況，電流數據的錄取肯定存在問題。

2抽油井在泵況、液面正常的情況下載荷不可能發生大的變化，所以電流突然上升又降回的情況不可能出現。電流資料中如果出現這種數據，只能是錄取的不準確。

3在泵況正常的情況下，上下電流出現較大的交叉變化，忽而上電流大于下電流，忽而下電流大于上電流。即使在平衡率非常高的情況下，會出現上下電流交叉變化的幅度也很小，因此這是電流數據錄取的不準確。

五、相對應的處理措施

（1）當操作人員通過電流資料發現抽油桿斷脫后需要及時聯系專業的維修人員進行處理。

（2）如果是井筒結蠟導致的故障有以下解決措施：①及時進行熱化洗蠟;②為盡可能的減小結蠟給抽油機井帶來的摩擦力，應當定期進行熱洗。

（3）如果機井的故障被診斷為出油管線堵塞，則分為下述三種情況有針對性的選擇方法進行處理：①如果是雜物將出油管線堵塞，那應當人工進行分段排查與清除;②如果是地面管線部分結蠟則應通過熱洗解決;③如果是地面管線結垢則應通過酸洗解決，若結垢嚴重，酸洗不能解堵應及時更換管線。

結論

電流資料的錄取是我們每日都要進行的基本工作之一，通過電流資料的錄取和對比查看，能夠及時發現抽油機井載荷的變化。通過結合其他生產動態資料能夠更準確地進行問題的鑒別分析，及時進行解決措施的制定。從而使大部分問題及故障能在第一時間即問題及故障發生在初期便得到解決，節省了問題加劇后再進行解決的高額維修成本，而使生產盡快得到恢復也降低了因生產中斷造成的產量損失。

在實際采油過程中，由于機械采油是利用電能轉化為機械能進行采油，因此每時每刻都會產生電流資料，這些資料屬于抽油機日常生產數據的組成部分之一，是整個抽油機井生產運行狀況的動態反應之一，其余還有產液量、含水率以及示功圖等等。因此，合理運用電流法判斷抽油機井故障是提高企業效益及維護生產穩定的有效途徑。對于問題的發現，電流法有著其他方法不能比擬的優勢，但問題性質的確定和問題的根本解決卻要靠綜合分析各種資料，對各種方法進行綜合運用才能達成。

參考文獻：

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