提高抽油机井系统效率方法探讨

　　摘要：抽油机井系统效率是评价油井管理水平和节能降耗工作的一项重要指标。抽油机系统涉及到电动机、抽油机、抽油杆、抽油泵、油管以及井下、地面等设备设施的配套等一些配套装置。本文在对影响系统效率的各种因素进行，详细分析的基础上，总结出提高系统效率的方法并给处了部分建议，在实际生产应用中，取得了良好的经济效益。

　　关键词：系统效率,孤东油田,节能降耗,抽油机

　　1机采井系统效率的构成

　　按照抽油机井的工作特点，抽油机采油系统分为两部分：一是由抽油机、电动机、控制柜、变压器以及井口装置组成的地面部分；二是由光杆、抽油杆、油管、抽油泵组成的井筒部分。

　　1.1地面系统效率

　　电机运行效率

　　电机的输出功率与输入功率的比值为电机的运行效率，是衡量电机工作性能的参数。

　　η电=P电出/P电入

　　抽油机工作效率

　　由皮带-减速箱传动效率η传、四连杆机构传动效率η四构成。

　　η抽=η传η四=P光/P电出

　　机采井地面系统效率η抽为光杆功率与电机输入功率的比值。即：

　　η地=η电η抽=P光/P电入

　　1.2井下系统效率

　　井下系统效率反映盘根盒、抽油杆柱、油管柱、抽油泵消耗能量的高低。

　　η井=P有/P光

　　1.3抽油机井系统效率

　　由地面系统效率和井下系统效率的公式可推出机采井系统效率计算公式：

　　η系统=η地η井=P有/P入=QHρg/86400P电入

　　其中：Q—抽油机井日产量，m3/d；

　　H—泵举升液体的有效扬程H=H液+（P油-P套）×1000/ρg，H液为油井动液面，p油，p套为油井井口油压、套压；

　　2影响抽油井系统效率的因素分析

　　2.1电机的影响

　　一是电机设备性能的影响。由于电机运行时间长，造成线圈老化，机械磨损增加，降低了电机的输出功率。二是电机负载率的影响。电机负载率过低时，电机效率和功率因数下降，电机处于“大马拉小车”现象，严重影响抽油机系统效率。我们在生产中根据光杆功率合理选择抽油机电机额定功率，对负载率低的电机进行“大调小”，可以达到提高电机负载率，实现节能的目的。

　　2.2控制柜的影响

　　抽油机起动时一般是全压（380V）启动，因此起动瞬间电流很大，导致电机负载率下降。通过利用晶闸管自动调节电压、电流的特性制成的软启动节能控制柜具有节能的功能。

　　2.3抽油机传动部分的影响

　　抽油机的皮带传动、减速箱和四连杆机构的能量传递损耗造成电机能耗增加。皮带的张紧度、四连杆润滑点及减速箱的润滑效果影响系统效率的提高。

　　2.4抽油机平衡率的影响

　　抽油机工作时，当抽油机不平衡时，上下冲程电机电流峰值增加，导致电机耗能增加，降低系统效率。

　　2.5井口回压、套压的影响

　　当井口回压增加时，相当于增加了抽油杆的重力，导致电机耗能增加。井口回压过高，悬点载荷增大，亦可造成泵的漏失。当套压过大，降低了泵举升的有效扬程，导致机采井系统效率下降。

　　2.6沉没度的影响

　　当沉没度达到一定值时，泵效增加趋于变缓。含水在90%以上的井，合理的沉没度应保持在200m-250m；含水低于80%的井，沉没度在350m-400m泵效达到最大。

　　2.7管柱结构的影响

　　通过油管锚定，消除管和杆同时伸缩引起的泵筒和活塞之间的相向运动，减少冲程损失，提高系统效率。

　　2.8流体性质的影响

　　由于有些井存在泵漏等现象，造成泵效很低，导致抽油机多做很多无用功。油井周期泵效平均下降5%，井下举升效率下降约4%，因此泵效的下降使举升效率也迅速下降。

　　2.9杆管偏磨的影响

　　受参数、井液性质、井深轨迹影响造成杆、管、泵摩擦阻力增大，这些都使抽油机负荷增加，功耗上升，效率下降。

　　3系统效率分析矿场要求

　　3.1单井系统效率

　　结合不同类型油藏油井系统效率的普遍水平进行判断。对于供液好的中高渗透油藏系统效率应为25%-35%，而对于中低渗透油藏及稠油油藏系统效率应为15%-25%。

　　3.2电机负载率

　　用负载率判断电机运行状态是否合适，即电机负载率为40%-50%时为工作正常；负载率大于50%时为过载，应更换大一级的电机或节能电机；负载率不足35%的电机工作效率低，应下调装机功率。

　　3.3抽油机平衡度

　　在抽油机型号选定的情况下，影响系统效率的主要因素是抽油机的平衡度，抽油机的平衡度在85%-105%之间为合格。由于抽油机平衡块的惯性作用，前平衡比过平衡时系统效率会高一些。

提高抽油机井系统效率方法探讨

　　3.4油井沉没度

　　根据各区块的含水、气液比、泵充满系数等因素通过研究或生产经验来确定合适的沉没度。在合理的沉没度下，抽油泵的举升效率较高，否则泵的举升效率降低。

　　3.5示功图

　　借助功图来分析抽油系统效率时，重点应放在影响产量的因素和杆柱的耗能上。如功图显示有气体影响，则需采取防气措施；如功图泵漏，则需要检泵。

　　4提高抽油机井系统效率途径与方法

　　4.1做好四个方面的技术优化和匹配

　　机、杆、泵组合：利用动、静态资料对油井生产能力的进行全面分析，对油井进行泵径升级和泵挂上提措施，有效地降低了悬点载荷，提高了日产液量，减少不必要的电费投入。

　　优化生产参数：采取调大冲程，调小冲次进行优化。优化生产参数不但能节约电能，并且能减少抽油机和电机的老化程度，降低装机功率，使系统效率有所提高。

　　优化电机组合：大马拉小车使无功耗电增加，老化电机的效率较低。通过优化电机组合，能够极大的减少耗电量。

　　优化电器控制设施：加强自控箱的规范化管理，对未补偿的自控箱进行电容补偿，同时还积极引进新型节能自控箱，如变频柜、自动补偿柜、Y/△转换装置等，降低单井日耗电量。

　　4.2加强五项管理

　　加强五率一线管理：确保油井“五率一线”符合要求，加强对机偏、井口偏等现象的整改力度。

　　套管气管理：对套压高的油井实施放套管气措施，实施时必须油套连通。

　　加强洗井、试挤工作：对泵漏引起的液量下降，及时采取水龙带洗井或水泥车洗井，对由于地层出砂或堵塞引起的供液差，及时进行水龙带试挤或水泥车试挤。

　　加强低效井的提液措施：充分利用单井效益评价图版，及时制定作业措施，做好提液工作。

　　加强地面设备管理：管线结垢严重造成干压和单井回压升高，设备的机械事故等原因，使油井频繁停井，不能正常生产。为此，应该加强设备的维护保养及老化流程的更新改造，使油井生产稳定，效率提高。

　　5应用效果

　　这里以采油14队GO4-13N18安装变频柜为例子介绍变频柜的效果。安装变频柜后，系统效率提高25.3%，取得了良好的效果。

　　6结论

　　（1）提高油井系统效率不是单一的、孤立的，而是一项系统工程，需要对各种影响因素综合考虑。

　　（2）节能工作应由单一节能向系统节能转变现场管理工作只管重要。

　　（3）科技节能将是今后节能工作发展的必然趋势。

　　参考文献

　　[1]钟功祥.提高机抽井系统效率的重要措施.钻采机械[J]，2003，26（3）：50-52.

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