机采系统效率测试与计算
抽油机井系统效率测试方法及其应用
抽油机井系统效率测试方法及其应用摘要：抽油井（也称机采井，其系统称为机采系统）是胜利油田孤岛采油厂主要耗能设备，也是采油厂的耗能大户。
2010年孤岛采油厂油井平均功率因数偏低，只有0.5--0.75。
介绍了抽油机井系统效率测试方法。
关键词：机采系统效率测试调平衡低冲次变频1前言机采井是中石化胜利油田第二大采油厂孤岛采油厂主要耗电设备，是采油厂的耗电大户。
2010年完成机采系统效率测试585井次，分别为常规测试、节能四新项目对比测试及技改项目对比测试等。
根据测试数据统计分析，采油厂平均机采系统效率为32.9％，最高52.65％，最低5.52％，10％以下井25口，效率为10％－20％井89口，效率为20％－30％井298口，效率为30％以上井149口。
前期采油厂经过永磁电机配套变压器改造、机采井优化设计及节能技术改造等项目，机采系统效率已达到胜利油田较高水平，但仍有部分区块由于产能不足，液量低等原因，导致系统效率较低，机采系统仍有很大节能潜力。
2抽油机井系统效率测试方法2.1现场测试目前机采井系统效率测试主要分为电参数测试及示功图测试，两种测试同时进行。
其目的主要是测试输入功率及光杆功率，计算地面效率、井下效率及系统效率。
2.2测试数据采集及分析测试电参数，测试时间3分钟，测试参数主要有输入功率、功率因数、功率平衡度、电参数曲线图等。
以KXK71-93井为例，见图1－图2。
图1 KXK71-93井电能参数曲线图2 KXK71-93电能参数表3机采系统评价指标及达标情况机采系统评价指标主要有功率因数、平衡度、系统效率、百米吨液耗电等四项指标，具体测试结果见表1，石油行业机采系统评价指标见表2。
表12010年孤岛采油厂机采系统测试数据表2石油行业机采系统评价指标由表1、表2可以看出，采油厂机采系统已达到或超过石油行业评价指标。
4抽油机井系统效率测试方法的现场应用4.1调平衡试验针对功率不平衡井进行了调平衡试验，选取了5口抽油机井进行功率平衡度调整，并在调整前后进行了测试（表3）。
机采井系统效率界限分析及指标评价管理研究
抽 油 机 井 系 统 效 率 进 行 综 合 评 价 、宏 观 管 理 和
考核。 １ ．采 液 指 数 与 系 统 效 率 的 关 系
到 ，对 式 （ ）求 一 阶和二 阶 导数 ，令 ｑ 为 ０可求 ４
得一个 Ｐ ，；式 （ ） 中 Ｇ Ｒ 为 气 液 比，该式 为 隐 ５ Ｌ
目前 计算 和管 理抽 油机 井 系统效 率采取 单井 逐
一
力下 合理 的产 量 、有 效 举 升 高 度 等 参 数 的最 值 范
围 ，此条件 下抽 油机 井输 入功率 可 由式 （ ）确定 。 ２ 因此 由式 （ ） 可确 定 不 同 采 液指 数 条 件 下所 能提 １
分析判 断方 式 ，对抽 油机 井 系统效 率缺乏 综合 性
３ ．系统 效 率上 限的应 用
的需 投入 节能设 备才 能得到 较好 效果 ，投入 较高 。
应用 系统 效率潜 力上 限能较 好地 指导抽 油机井 参数 优化 设 计 。对 比 了 ５ ９口井 的设 计 目标 、实 测
效果 和上 限水平 的差 距 ，这 些井在 设计 优化 目标 时
图 ２ 系 统 效 率 指 标 控 制
０
图 ｌ 系 统 效 率 潜 力
问 的关 系 。但 油井 实际 系统效 率数 据拟 和 的系统效
系统效率 潜力 图 主要 由系统 效率 上限 线划 分两
维普资讯
１ ６
油 气 田地 面工 程 第 ２ 卷 第 ４期 （０ ７ ４ ６ ２０ ． ）
个 区间 。按 图 １ 示 ，处 于每个采 液 指数 范 围内的 所
若 要达 到最 高 限则需进 行 抽汲系 统 的整体 优化 ，有
机采系统效率试题答案
机采系统效率试题及答案一、选择题1、在抽油机井能耗评价和考核方面，目前国内外普遍应用的经济指标是（A）A、系统效率B、吨液耗电C、泵效D、功率因数2、目前各油田低产低液井应用最广的抽油机配套电机是（A ）A、永磁低速电机B、永磁电机C、超高转差电机D、直线电机3.游梁式抽油机的减速器一般采用（A）减速。
A 三轴两级B 两轴三级C 一轴两级D 两轴两级4．通过对比上下冲程电流强度的峰值来判断抽油机的平衡，下面说法正确的是（ D ）：A、I上≠I下时，抽油机平衡B、I上＞I下时，说明平衡过重C、I上＜I下时，说明平衡过轻D、I上＜I下时，说明平衡过重5.一抽油井油稠，应选择的合理抽汲参数为（ B ）。
A、长冲程、小冲数、小泵径B、长冲程、小冲数、大泵径C、冲程、大冲数、大泵径D、小冲程、小冲数、小泵径6．油田上的生产井，按其生产方式的不同，可分为自喷采油和（ A ）。
A、机械采油B、抽油机井采油C、电动潜油泵采油D、电动螺杆泵采油7、普通电动机功率利用率是指（D）的利用程度。
A、输入功率B、输出功率C、有功功率D、额定功率8、抽油机井示功图是描绘抽油机井( D )曲线。
(A)驴头悬点载荷与减速箱扭矩的关系 (B)驴头悬点载荷与井口油压的关系(C)减速箱的扭矩与光杆位移的关系 (D)驴头悬点载荷与光杆位移的关系9、抽油机配置电机选择时选用的电机功率较大主要是因为抽油机需要（B）。
A较大的起动电流 B较大的启动转矩 C消耗较大的能量度 D较大的动转转矩10、游梁式抽油机按照结构主要分为普通式游梁抽油机和（C）游梁抽油机。
A普通式 B双驴头式 C异相式 D前置式二、判断题（√）1、机械采油系统主要包括抽油机采油系统、电动潜油离心泵采油系统和地面驱动螺杆泵采油系统等类型。
（√）2、安装有变频器控制的电动机，系统效率测试时应在变频器前端录取电参数。
（╳）3、抽油机系统效率测试时间不小于5min,测算数值的取值应具有代表性。
提高机采系统效率在文留油田的研究与应用
１ ． ２ ． ２ 抽油机传动效率： 油杆及油管弯曲会造成摩 阻增 加 ， 能耗 增 大 ； 冲程 、 冲次 、 泵 径不 匹配 ， 杆 速 增 加， 也会造 成传 动效 率下 降 。 １ ． ２ ． ３ 泵效率 ： 抽 油 泵 效 率 与泵 充 满 系数 密 切 相 关， 也与 泵 的漏 失 量 密 切相 关 ， 因此 ， 在 泵 漏失 严重 时应 及 时检 泵 ， 在 泵效 低 时 通过 参 数优 化 组合 提 高 抽油 泵效率 。 １ ． ２ ． ４ 管柱效率 ： 管柱效率是指液体从泵至井口的 举 升 效率 。管柱 功率 损失 包括容 积损 失和原 油沿油 管流 动的沿 程损 失 。在管 柱不 漏 时管 柱效率 与泵挂 深度 、 原油 粘度 、 结蜡 情况 密切 相关 。 １ ． ２ ． ５ 参数 组 合 ： 抽 汲参 数对地 面及 系统效 率都有 定 的影 响 。研 究 和 试 验表 明 ， 在 众多 的抽汲参 数 中， 冲次 ｎ 、 冲程 Ｓ 、 泵 径 Ｄ、 泵挂 深度 Ｌ及油杆 尺 寸 ｄ 对 系 统效率 （ 特 别是 井下 效率 ） 影 响较 大 。 １ ． ２ ． ６ 井 口回压 、 套压 的影响 ： 回压 高 ， 相 当于增加 了抽 油 杆 重 力 ， 上 冲程悬点载荷增加， 电机 耗 能 增 加， 还 容易造 成泵 漏失 ， 从 而影 响系统 效率 。当套压 过 高时 ， 压 低 了液 面 （ １ ＭＰ ａ套 压 降 低 约 １ ２ ０ ｍ 液 面） ， 降低 了泵 举 升 的 有效 扬 程 ， 导致 机 采系 统效 率 下降。 １ ． ２ ． ７ 井筒 结构 ： 井斜 造 成抽油 杆偏磨 ， 摩 阻增 大 ， 使 抽油杆 传动 效率 降低 。
采油工艺技术指标计算方法(各项)
采油工艺技术指标计算方法一、机械采油指标的确定及计算方法1、指标的确定通过研究分析石油行业、集团公司、油田公司的相关标准、规范及要求，经论证优选，计划以石油行业标准《抽油机和电动潜油泵油井生产指标统计方法》（SY/T 6126-1995）为基础，参考其他相关标准及规范，确定出采油工艺指标12项：油井利用率、采油时率、泵效、检泵周期、抽油机井系统效率、平衡度、冲程、冲次、抽油泵径、泵挂深度、动液面、沉没度、动态控制图上图率，具体见下表。
机械采油指标论证确定结果表2、指标的计算方法（1）油井利用率油井利用率指油井实际开井数与油井应开井数的比值。
%100⨯-=yz x c n n n K …………………………（1） 式中：K c ——油井利用率，%；n x ——开井数，口；n z ——总井数，口；n y ——计划关井数，口。
注：① 开井数指当月累积产油达到1吨以上（含1吨）的油井（含在册捞油井），当月累积伴生气达到1千立方米以上（含1千立方米）的油井，为采油开井；② 计划关井包括测压或钻井关井，方案或试验关井，间开井恢复压力期间关井，油田内季节性关井或压产关井；③ 油井利用率按月度统计，季度油井利用率按季度最后一个月（即3月、6月、9月、12月）的油井利用率为准，半年油井利用率以6月的油井利用率为准，年度油井利用率以12月的油井利用率为准。
（2）采油时率采油时率指开井生产井统计期内生产时间之和与日历时间之和的比值。
%100⨯-=∑∑∑r w rr D D D f ……………………（2） 24∑∑=L w T D (3)式中：f r ——采油时率，%； ∑r D ——统计期内统计井的日历天数之和，d ；∑w D——统计期内统计井的无效生产天数之和，d ； ∑L T——开井生产井累计停产时间，h 。
注： ①采油时率统计基数为所有开井生产井，其中新投产井在投产第一个月不予统计。
②开井生产井累计停产时间包括停电、洗井、停抽、维修保养、测压停产等时间。
温米采油厂系统效率测试分析及技术对策
０ ～ １ ％ １ ％ ～ ２ ％ ２ ％ ～ ３ ％ ３ ％ ～ ４ ％ ４ ％ ～ ５ ％ ％ ０ ０ Ｏ ０ ０ ０ ０ ０ ０ ≥ ５ ％ ０
１２ 系统设 备现 状 ．
井 比例 井 比例 井 比例 井 比例 并 比例 井 比例 数 数 数 数 数 数
集输、 加热炉和供电等系统效率的影响因素， 提出了如何提高系统效率的对策措施 。实践证 明， 这些措施均十分有效 。 关键 词： 系统效率 ； 能耗 ； 分析 ； 策 对
１ 采油厂 用 能现状
１ １ 用 能情 况 ．
２ １ 机 采 系 统 ．
２０ ０８年 油井测 试 １９ 次平 均系 统效 率 ２ ． ％， 中 系统 效 ２井 ８７ 其 ３ 率低 于 １％油井 占测试 井数 的 １． １％￣２％的油井 占测试 井 ０ ５５ ０ ％， ０ 数 １ ． ％， ０ ９ ８ ２ ％￣３ ％的油 井 占 ２ ． ％， ０ ３ ０ ０ ３ ３ ％￣４ ％的油 井 占测试 ９ ０
井 数 １．３ ４ ％￣５ ％的 油井 占测 试 井数 １．８ ４ ％，０ ７ ０ ６ ％，大于 ５ ％的 ２ ０ 油井 占测试 井 数 １． ％， ３１ 具体 测 设情况 如表 ３ 表 ４ 示 。 ８ 、 所 表 ３ 机采系统测试情况一览表 （ 平均值）
合计
ｔ 煤 标
２ ９ ９８ ５
２ ０ 年全厂 耗 能总量为 ２９ ９ ｘ１４ 标 煤 。 中原 油 ３ ４ ｔ ０８ ． ０ｔ ８５ 其 ５、 ３ 电 ５ ７ ｘ１ Ｗｈ 天 然气 １ ０ ｘ１ ｍ３分别 占采 油 厂 总用 能量 ５ ０ｋ 、 ２ １ ０ ， ４ ４ 的 １．８ ２ ． ％、 ２ ３ 如表 ｌ 示 。 ５ ％、 １ ９ ６ ． ％， ９ ６ ３ 所
抽油机井系统效率测试 共69页
抽油机代号的表示
Y-- 游梁平衡
B—曲柄平衡
第
第三 一章
F—复合平衡 平衡方式
Q—气动平衡
章
术
减速器结构型式代号
简语
H---圆弧齿轮
要介和
减速器额定扭矩
绍定
义
光杆最大冲程
游梁式抽油机代号
悬点额定载荷 CYJ 常规型 CYJQ 前置型
主要工作参数：泵径、冲程、冲次。
泵径：指深井泵活塞直径的名义尺寸。
平均功率，否则，视在功率总是大于平均功率（即有功功率），也 就是说，视在功率不是单口网络实际所消耗的功率。
为以示区别，视在功率不用瓦特（W）为单位，而用伏安（VA
）或千伏安（KVA）为单位。
功率因数，在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做
功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和
泵定
义
1—游动凡尔 2—活塞 3—衬套 4—固定凡尔
第 第三 三章
章
术 语 抽油和 泵定 义
第 第三 三章
章
术 语 抽油和 泵定 义
深井泵的活塞在做往复运动：
1、当活塞到达下死点开始上行程的瞬间，
游动凡尔立即关闭，使活塞不连通。此时
，光杆虽然在上移，但活塞相对于泵筒来
说，实际未动，这样就画出AB斜直线。（
义 合不同时，冲程损失不同。
一般采用小泵径、大冲程、小冲次，
可减小气体对泵效的影响；对油比较稠
的井，一般采用大泵径、大冲程、低冲
次；对连抽带喷井则选用大冲次快速抽
汲，增强诱喷作用。
井下管柱图
第 第三 一章
章
术 简语 要介和 绍定 义
筛管和丝堵是防止有异物进泵。
实施优化调整提高机采井系统效率
大。 减速箱轴承润滑不好 ， 扭矩增大， 造成 电机耗 电量高 。 （ ４ ） 响，提高泵效。对于出砂井 ， 控制放套 管气速度 ， 避免地层震 四连杆 ： 四连杆机构各部位的轴承润滑要达到要求， 连杆长度 荡出砂 。 ２ ． ２实施产液结构调整 ， 控制特 高含水低效 液量 ， 降低产 要一致 ， 抽油机剪刀差要符合要求 。（ ５ ） 皮 带及 四点一线 ： 皮 带松紧 、 数量及质量达不到要求 ， 皮带的传 动效率低 ， 增加 电 油 能耗 机 的负荷 ，皮带 的单根和连带情况也不 同程度 的影响传动效 建立实施特 高含水井 月度 分析机制 ， 每 月逐 口 井从井 网、 率 。（ ６ ） 自控箱 ： 无 电容补偿或补偿不够和补偿过量都会导致 注采关系 、 注采比、 综合效益等方面论证、 分析， 提 出综合 治理
功率 因数低 。（ ７ ）电机 ： ① 电机耗 电首先取决于负载大小， 即 建议， 实施小幅度调参 降液 ， 降低低效循环 。实施注水结构调 驴头 负荷及 各系统的传动 效率； ② 功率因数 的大 小即电机与 整， 提高有效注水 ， 协调注采关系 ， 恢复地层 能量， 从源头上治 负载 的匹配关系与负载的平衡状况 。 ③ 电机有功功率的大小 理高单耗、 低效率井 。 也是影 响电机 功率利用率 的主要因素 ， ④ 电机输入端 的电压 ２ ． ３实施节 能技术优化 改造 ， 提 高能源利用效率 和 电流的高低也直接影响 电机的功率 。⑤ 电机的转数损失的 （ １ ） 优化泵型 、 泵 径、 杆管组合 ， 提高井筒效率 。充分利用 大小也是影响电机功率 的因素 ， ⑥ 抽油机不平衡， 电机上下行 油井生产参数优化软件 ， 对每 口井进行优化设计， 寻找泵型泵 电流差别很大，造成单井耗 电量增加 。⑦ 电机三角型运转的 径、 杆管组合最佳优化方案 ， 使油井生产参数保持 中在 良好 的 电流是星型运转的 １ ． ７ ２ 倍， 在其他条件 不变 的情况下， 耗 电量 区域运 行。（ ２ ） 优化生产参数 ， 提高工况合格率 。 也会增加 ０ ． ７ ２倍， 所 以星型运转 比三角形运转省电。⑧ 节能 ２ ． ４推进节能技术 的应用 ， 优化 地面设备 匹配 ， 提 高地 面 电机的使用 可明显降低 电机耗 电量 。（ ８ ） 毛辫子 ： 毛辫子断股 设 备 运 行 效 率 或打扭， 造成两根毛辫子受力不均匀 ， 驴头载荷增加 ， 或造成 根据抽油机油井现场 电动机配 置情况调查分析，按照油 井 口偏磨， 增加 电机能耗 。（ ９ ） 电网： 电网是整个用电设备的 井 的运行参数现场需 求优化 设备。推广节能永磁 电机节 电技 枢纽， 影响系统效率的因素是 电流 的大 小及线路损耗 ， 保证系 术 。 当油井抽油泵排量系数小于 ０ ． ４时， 抽油机井应 降低冲次 统电压 的稳定性 ， 合 理匹配 自控箱 电容并更换节 能 自控箱， 减 运行 ， 可采用变 极多速 电动机、 超高滑差 电动机。 油井抽油机 少无功损耗 。（ １ ０ ） 动力线 ： 动力线要按要求连接 ， 电缆不 能过 冲次大于 ０ ． ５次份 钟、 小于 ２次／ 分钟时， 可优先选用变极多速 长， 增加 电阻率， 增加 能耗 。（ １ １ ） 生产参数 ： 生产参 数要达到 电动机 。 合理的规范 内， 对于泵不存在 问题 的井 ， 泵 效小于 ５ ０ ％和大于 ３结 论 １ ０ ０ ％的可适当 降低生产参数 。 优化工作参数， 结合地 层能量优 选泵径 、 冲程、 冲次等参 １ ． ２地下 因素分析 数， 采用大泵长冲程慢冲次生产 ， 使抽油机载荷与电机功率合
机采井系统效率在线监测技术应用与效果评价
机采井系统效率在线监测技术应用与效果评价【摘要】抽油机系统效率是衡量抽油机井能耗的重要指标，不仅反映了油井的节能与经济效益，也综合反映了油田的技术装备、管理水平。
目前采油三厂主要以人工方式测试系统效率，随着数字化应用不断深入，在常规示功图、电参数据实时采集、控制的基础上，扩展功图计产软件功能，实现抽油机系统效率在线测试具有重大意义。
【关键词】系统效率实时监测资源共享1 机采系统效率测试现状机采系统效率是指地面电能传递给井下液体，将液体举升到地面的有效做功能量与输入能量之比，即抽油机有功功率与输入功率之比：系统效率：（式3）2.3 2012年主要工作2.3.1 设备升级针对型号e5318-i井口采集器不能实现抽油机光杆示功图、抽油机电流图、电流图等数据同步采集的问题（1） e5318-i设备进行硬件升级，现场增加电流变送器，采集现场模拟量电流信号，以此生成电流图监测功能；（2）e5318-i软件升级，在采集抽油机光杆示功图时同步采集抽油机电流图，电流图采集点数同光杆示功图由200点构成；（3）标准站控驱动升级，修改sqlserver数据库的dbat2070存储表，实现抽油机井光杆示功图和电流图同步采集、存储及运行。
2.3.2 设备升级针对型号yjk-2远程监控系统的设备，电机测控单元不能实现系统效率数据测量采集、上传等问题（1）扩大电参数据的存储空间，将数据存储芯片空间由原来1k 扩充到4k，满足电流、功率与功图同步实测数据缓存；（2）提高电能计量精度，采用高精度计量芯片att7022b，同时对三相电参及对应的有功功率进行标定，实现了电机输入功率在线测试；（3）升级井口采集器、井场采集器及rtu驱动程序，完成系统效率测试数据的测量、解析处理及通讯功能，实现示功图、电流图、功率图等数据同步采集打包上传。
3 现场应用效果评价3.1 杜绝人工测试误差通过人工测试和在线监测试数据对比分析：平均输入功率误差约0.38kw，系统效率误差约1.49%，而且在线监测能够实现实时采集，杜绝了油井间歇出液量而导致人工采集误差较大的现象。
抽油井机采系统效率技术
①、 上下冲程最大电流比值（I下/I上）在0.8-1.0之间。
②、 上下冲程平均功率比值（P下/P上）在0.8-1.0之间。 ③、 上下冲程平均扭矩比值（M下/M上）在0.8-1.0之间。
这三种原则在理论上判断抽油机的平衡度都是合理的。
目前在我厂，现场上都是采用测量上下冲程电流的方法来检查 抽油机的平衡情况。这种方法判断抽油机的平衡在某些情况下存在 较大的误差。原则②、③都能较准确判断抽油机平衡，
三、影响系统效率的因素分析及改善措施
地面因素
这是同一口井在平 衡快不同位置时计算的 扭矩平衡度。 上图平衡块位置为 100mm,经过计算扭矩曲 线反映出不平衡，平衡 度为-24%。 经过调整，平衡块 位置为440mm，计算出 的扭矩曲线基本对称， 平衡度为99.8%。
我们可以根据机 型、载荷计算各抽油 井精确的曲柄平衡位 置。
其最好情况可达85％。
9
二、抽油井系统效率分解
皮带传动效率
地面效率
查相关机械手册，常用皮带传动副效率如下表：
½ ´ Æ ø Í Ð Å º Õ Í Æ ¨ « ¶ ´ ¯ Ð §Â Ê £ ¥ 83-98 Ð Õ Ó Å ½ ô Â Ö 80-95 ±² Á ¼ þ Ð É ¾ V´ ø Õ V à Ð ¶ ¨ ¬ ² Í ½
两种方法耗电量对比
井号 阶段 调前 调后 对比 调前 调后 对比 调前 调后 对比 日产液 有效举升高 电机输入功 (t/d) 度(米) 率(kw) 2.1 2.7 0.6 1.4 1.4 0 1.8 2.1 0.3 440 432 -8 493 486 -7 466.5 459.0 -7.5 1.65 1.438 -0.212 2.363 2.13 -0.233 2.0 1.8 -0.2 吨液百米耗电(千 机采系统效 瓦.时/吨*100 率(%) 米) 9 6.3 -2.7 11.5 7.5 -4 10.3 6.9 -3.4 6.5 9.4 5.4. 3.4 3.7 0.3 4.9 6.5 1.6 耗电量 (kw.h) 14454 12596.88 -1857.12 20699.88 18658.8 -2041.08 17576.9 15627.8 -1949.1
抽油机系统效率分析
机械采油井的输入功率 拖动机械采油设备的电动机的输入功率 。
机械采油井的有效功率 在有效扬程下，以一定的排量将井内液体输送到地面所需 要的功率为机械采油井的有效功率。
机械采油井的系统效率 机械采油井的有效功率与输入功率的比值。
抽油井系统效率计算公式
1.机械采油井的系统效率 ：
18
影响系统效率的因素 机、泵设计
冲程、冲次是决定抽油泵效的重要因素，也是影响系统效率 的关键因素之一。在保证排量的情况下，冲程减少、冲次增 大后，抽油机振动载荷、摩擦载荷相对增大，单位时间内做 的功以及输入功率增大，导致系统效率下降。
影响系统效率的因素
机、泵设计
2.泵径、泵挂与系统效率的关系
2.机械采油井的有效功率
p有 p入
100%
P有
Q
H
86400
g
3.输入功率
P入=1.732*电压*电流*功率因数/1000
4.有效扬程
H
Hd
( p0
p1) 1000
g
影响系统效率的因素
系统效率 低的原因
设备 设计 管理
设备
影响系统效率的因素
1、电机 2、皮带及减速箱 3、四连杆 4、光杆 5、盘根 6、抽油杆 7、抽油泵 8、井下管柱
表2 NP1-4X584换泵前后对比表
序 号
井号
泵径
泵挂
有效 扬程
有效 功率
输入 功率
系统 效率
电流 电压
1 NP1-4X584 44 2059.21 661.27
1.59
22.42
7.09
59 380
2 NP1-4X584 56 1625.71 722.99
机采效率计算
注:显示日期比实际日期晚一天，即：
显示日期2011-1-11实际为2011-1-10的数据
机采系统效率计算
四、效率计算，将上文数据录入计算模板
其中 绿色部分为生产运行查询数据，红色部分为手动录入数据， 蓝色部分为带公式计算。
机采系统效率计算
供电工程
机采系统效率计算
一、概念简介 本文所述机采系统效率，即该油井抽油机正常工作采液时有效功 率与电机实测功率的比值，以百分数表示，反映改井机采系统运行状 态。 二、公式简介 机采系统效率η =有效功率/实测功率 有效功率P =
有
பைடு நூலகம்
式中： P有——有效功率，kW； Q——油井日产液量，m 3／d；H——有效扬程，m；p——油井液体密度，t/m3； g——重力加速度，g=9.8m/s2
机采系统效率计算
三、数据取得 2、生产数据取得 数据来源：采油五厂生产运行系统 网址：http://10.75.224.10 具体操作如下图所示：
机采系统效率计算
（1）输入网址： http://10.75.224.10
机采系统效率计算
（2）选择“日报查询”-》“油井单井查询”
机采系统效率计算
有效扬程H=H减+
式中： H减——油井动渡面深度，m； P油——油井井口油压，MPa； P套——油井并口套压，MPa；
机采系统效率计算
三、数据取得 1、电机实测功率 测试要求： （1）、井口实测功率，功率因数（功率因数为厂考核数据） （2）、该井单井实测，纯采油功率不含电热、生活电等其它因素。 （3）、实测单据注明井号（标准井号）、测试日期、测试人 （4）、审核单据，确保单据数值有效。
机采系统效率技术的开展和应用
二、系统效率现状
㈠、生产现状 截止9月底，全厂油井782口，开井669口，开
井率85.5%；其中抽油机井656口，占98%，玻杆
井9口，占1.37%；电泵井12口，占1.8%；螺杆泵
1口，占0.15%。全厂每年机采井的耗电量高达9.
5×107KW· H以上，吨油单耗157.54KW· H。机采 井能耗高低直接影响着原油的开采成本和采油厂 的经济效益。
从上表可以看出采油三厂系统效率值最高，超出优良 指标5个百分点，其它各类指标均高于全局平均水平，但地 面效率低于全局水平1.6个百分点，因此提高地面效率是我 们下一步工作的重点。
2005年、2007年采油三厂系统效率指标对比表
指 标 系 统 效 率 （ %） 地 面 效 率 （ %） 井 下 效 率 （ %） 功 率 因 数 平 均 有 功 功 率 动 力 装 置 利 用 率 吨 油 单 耗 2005年 2007年 增长 21.4 30.3 8.9 44.1 55 10.9 48.3 55.2 6.9 0.46 0.51 0.05 15.7 11 -4.7 0.241 0.244 0.003 124.36 75.5 -48.86
从上表看出施工后与施工前对比体现了的
“八升一降一稳定”的特点：“八升”即泵径
增大，泵效、平均单井日产液、平均单井日产
油上升、动液面上升、泵挂上提，冲程增加； “一降”即冲次下降；“一稳定”即沉没度保 持稳定。
通过应用合理化沉没度软件，使油井的生 产制度的确定有了理论依据，不再凭借经验取 值，油井生产管理更加科学化、更加合理化
二、系统效率现状
2007年二季度全局机采系统效率测试统计表
采油厂 系统效率 地面效率 井下效率 功率因素 平均有功功率 动力装置功率利用率 抽油泵排量系数 吨液单耗 吨油单耗 一厂 23.5 61.8 38 0.422 11 24.4 0.43 15.1 81.5 二厂 29.5 54.8 53.7 0.507 11.4 25.6 0.48 12.9 122.3 三厂 30.3 55 55.2 0.416 11 24.4 0.51 11 75.5 四厂 22.4 53.1 42.2 0.412 9.5 22.4 0.4 14.3 69.2 五厂 25 63.7 39.2 0.395 9.9 21.9 0.48 12.3 107.9 六厂 全油田平均 24.4 46.2 52.9 0.58 11.1 26.2 0.46 12.3 125.1 25.5 56.6 45.2 0.437 10.6 23.7 0.46 12.8 89.9
低渗透油田机采系统效率合理测试时间探讨
值”。
× １５ｍ×２ ６ ６０ ． ｍ×４ ２ ｉ ，含 水 ｌ ％ ，动 液 面 １３ｍ， 油 压 ５ ． ｍｎ ９ ～ ＿ ５ ３９ ０５ ａ ． ＭＰ ，套压０ ５ ａ ６ ． ＭＰ ，连 续测 试８ ４ 小时３ 分钟 ，录 取数据４ 组 。经 ３ 分析 ，电机输入功 率与光杆功率 比较平稳 ，对应的系统效率也基本稳
Ｉ＿６＿● １ Ｌ１ 【１ ． １８Ｔ２ ＿ Ｊ １ Ｉ ． ５ １ ８ １ Ｊ ． ． ６ ｊ
— —
Hale Waihona Puke １１ ２ １ ７ １ ７ ２３ １ ２ １ ： ９ １ ： ７ ３ ７ ３ ４ｌ １ ７ ７ ４２ １ ４ １ ７ ４ ７：
１ 行 标 测 试 法 存 在 的 缺 陷
析 ，电机输入功率与光杆功率比较平稳 ，对应的系统效率也基本稳定 （ 见图３ ），平均为２ ． ，说明油井 出液基本稳定 。 ４％ ９
ｌ
ｉ
ｉ ！
； ：
■ Ｈ Ｈ－ ｃ
图３ ｘ ０ ６ １ 系统 效 率 测 试 变 化 曲 线 ７— 【 井
摘 要 本文针对 《 械采油井 系统效 率测试方法 》行业标准主要适合 出液稳定油 井系统效 率测试 、不适合 低产间歇 出液 油井机 机 采 系统效率测试 问题 ，探 讨 了低渗透油 田油井机采 系统效率较合理 的测试 时间，为快速、；确 的进行现场测试具有一定意义 。 隹
关键 词 低渗 透 抽油机 井 系统 效 率 测 试 方 法
可见 ，这类油井由于产液 量大、泵效高 ，油井 出液基本 稳定 ，在 测试 时间 内系统效 率波动幅度小 ，可采用行标测 试法连续测试３ 个冲
提高机采井系统效率的途径和方法
无 法确 定 ， 系统效 率 即无法计 算 。
（） ４ 泵况 的影 响 。随着深 井泵 工作 时 间的延 长 ，
（） ２ 工作 参 数 的影 响 。 工作 参 数 直接 影 响 到整
个抽 油 系统 。合 理 的工作 参数 （ 冲程 、 冲次 、 泵径 ） 可
使排 液 量与 地层 的供液 量 相 匹 配 ． 泵 在 较 佳 的工 使 作状 况下工 作 、 提高产 液量 ｐ， 即提 高 了系统效 率 。 （ ） 波 井 对 系统 效 率 的影 响 。 由于 抽 油 和动 ３无
却
Ｐ右 ＝
Ｕｌ ｏ ａ ｃｓ
动机 电流 有较 大差异 ， 从而 造成 消耗功 率 的不 同。
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、 丁 Ｕｃｓ ／ ｌ ｏ ｏｔ
收 稿 日期 ：０ ９ １ － ３ ２ｏ — １ ０
作 者简 介 ： 玉 珍 （ ９ ７ ） 女 ， 龙 江 海伦 人 ， 庆油 田技 术 培训 中心 讲 师 ， 究 方 向为 油气 集 输 系 统 优 化 。 赵 １６ 一 ， 黑 大 研
液 面变化大 等原 因导 致 的油套环 空较 脏 ． 液 面深 、 及
Ｄ６ ７ ／０ １ ． ｌ０ ９７ ０ ７ ３ ５９ ２１ ４ １ ｌ ｌ ． ０７１ ４０ｌ ３ ２５ ０６ ０４ ５ ． ５ ．５ｌ ． ２８ ０ ５ ９ ． ３ ０ｌ ２ ． ６ ８ Ｄ５ ８１ ／０ ５ ０ ｌ ８３ ２ ．９ ６５ ５ ｌ ．５ ７ ３ ２２ ０８ ３ ９６ ３ ３ ０ １ ５６ ９ ９ ．９ ．２ ４５
１１ 机采 井 系统 效 率的计 算方 法 ．
甓 。 ％
： Ｑ ｇ 丽 Ｈ０
×
ｌ
×１ ０ ０％
（） １ 平衡程 度 的影响 。 抽油机 的平 衡程度 反 映了
机采井系统效率影响因素及提高系统效率方法
机采井系统效率影响因素及提高系统效率方法提高系统效率是一项长期、基础、综合的工作，对节约能耗和提高经济效益有很大好处。
从以上分析可以看出，提高系统效率的主要工作是加强管理（技术管理、生产管理）。
技术管理包括机杆泵的选择、地面抽汲参数的调整、检泵作业、调平衡及各种节能设施的应用;各项生产管理工作的好坏直接影响系统效率的高低。
为此，要从加强基础的管理工作做起，努力提高管理水平及系统效率。
标签：机采井;系统效率;系统效率影响抽油机的系统效率因素很多，地层压力、含水、气油比、粘度、油水界面、砂、蜡、气、等的变化都会影响抽汲参数，地面设备相应参数也随之改变（悬点载荷、电流、平衡率、电机输入功率等）。
在保证生产情况下全面优化各参数，从而提高抽油机井的系统效率。
一、系统效率系统效率包括日产液量、动液面、油压、套压和耗电量（电流、电压、有功功率）等多项参数。
在抽油机井正常工作条件下，采用电参数分析仪，测试抽油机井的有功功率等数据，进而计算出抽油机的系统效率。
目前，统计A矿共有抽油机井781口，普测井系统效率测试井数为694口，除去液面在井口的井，平均系统效率为23.9%，系统效率在15%以下的井为223口，占测试井数的35.8%，要提高A矿系统效率的整体水平，重点要提高这部分“低效井”的系统效率，使其参数合理。
二、影响因素1原油物性原油组分中，如果重质（指胶质、沥青质和蜡质）含量越高，举升液体过程中需要克服的摩擦阻力越大，电机的耗量也就越大。
在各种条件相同的情况下，这种井的系统效率也就越低。
2泵况影响泵况好的井与泵况差的井（泵况差是指泵漏失井），在耗电量上尽管有差距，但耗电量的减小不与泵漏失量成比例关系，同时由于泵况变差，油井的产液量下降动液面上升，致使产液量与举升高度之积变小，系统效率下降，有时系统效率可能降至为零。
因而泵况好的井系统效率高于泵况差的井。
3电机本身从理论上讲，将一定量的液量从井底举升到地面，所消耗的能量将会是一定的，但是，在生产中电机实际消耗的功率将会远远大于这一能量。
提高机采系统效率改善低渗油田开发效果
此 ，找 出影响低渗油 田机采系统效率 的因素 ，制定相应
的对策与措施 ，对提高低渗油 田开发效益具 有十分 重要
合 、工作制度等多 因素的影 响 ；冲次是 由地面设备匹配
所决定的 。因此 ，提高低渗油田油井井下效率必须从改 善油层供排关系人手。通 过改善 油层的供液能力 ，优化 机、 杆、 泵组合 ， 强管理等 ， 加 可以实现提高系统效率 的
目的 。
渗 区块油井相 比基本持平 ，而低渗 油井井下举升效率却
的 意 义。
多油井甚至低 于 １％，机 采系统效率平均水平在 １％以 ０ ７ 下 ，远远低于全厂的平均水平 （ １ 。 表 ）
６ 石油科技论坛 ２
２ ０ 年第 ４ ０７ 期
维普资讯
表 １ ２０ — ２０ 年机采系统效率统计 ００ ０３
因素
针对低渗油井机采系统效率较 低的状况 ，近年来我
７主要是 由油井液量 、 ７ ． 动液面 、 示功 图面积 、 油井冲 次四个参数决定的 。具体地讲 ，油井液量 、动液面 与低 渗油井油层埋藏深 、 物性差 、 压力水平低有直接 的关 系； 示功 图面积主要受油井泵挂深 度、动液面 、油井管杆组
低 ，油井泵挂深 、液量低等因素的影 响 ，机采 系统效率 处于一个较低水平 ， 对油 田整体开发效 益有很大影响 。 因
复杂低渗小断块油藏特 点，地下构造破碎 ，油藏小 、 、 碎 贫 、散 ，断 层多 ，油水分布复杂 ，油层埋藏深 ，物性差 ， 渗透率低 ，层 间差异大 ，层内非均质性严 重。由于复杂 低渗油藏 自身的地质特征 ，导致油 田在开发过程中油井
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视在功率 在电工技术中，将单口网络端钮电压和电流有效值的乘积，称 为视在功率（apparent power），记为S=UI。 显然，只有单口网络完全由电阻混联而成时，视在功率才等于 平均功率，否则，视在功率总是大于平均功率（即有功功率），也 就是说，视在功率不是单口网络实际所消耗的功率。 为以示区别，视在功率不用瓦特（W）为单位，而用伏安（VA ）或千伏安（KVA）为单位。
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
（2）供液不足示功 图
造成供液能力差的原因： 1、深井泵的工作制度或抽汲参数组合
不合理，泵的排出能力大于油层的供液
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
能力，造成沉没度太小，液体充不满泵 筒。 （结合检泵加深、降冲次等措施） 2、为防止砂、气体影响泵的正常工作 ，在泵的下边，接装的气锚、砂锚，当 砂、蜡或砂蜡共同进入砂锚或气锚后， 堵塞了部分或大部分进油孔道，致使液 体进入泵筒的流动阻力增大、流量变小 ，动液面升高，液体来不及在泵的进油 时间充满泵筒。
功率因数，在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做
功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和 视在功率的比值，即cosΦ=P/S。
第 第 三 二 章 章
术 定 语 义 和 、 术 定 语 义
有效功率----将井内液体输送到地面所需要的功率。
有效功率＝液量（m3/d）×有效扬程×液密×9.81 86400
章
术 语 抽 和 油 泵 定 义
抽油泵主要由工作筒、衬套、柱 塞（空心的）和装在柱塞上的游 动凡尔（分上游动、下游动） （也叫排出凡尔）及装在工作筒 下端的固定凡尔（也叫吸入凡尔） 组成。
1—游动凡尔 2—活塞 3—衬套 4—固定凡尔
第 三 第 三 章
章
术 语 抽 和 油 泵 定 义
第 三 第 三 章
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
术 简 语 要 和 介 绍 定 义
第 三 第 一 章
章
主要工作参数：泵径、冲程、冲次。 泵径：指深井泵活塞直径的名义尺寸。 冲程：一般指光杆在上、下死点间的移 动距离。有效冲程是指活塞在泵筒中一 行程的长度。 冲次：驴头每分钟上、下运动的次数。 如何选择合理工作参数：当抽油机已选 定，并且设备能力足够大时，在保证产 量的前提下，应以获得最高的泵效为基 本出发点来调整参数。在保证活塞直径 、冲程、冲次的乘积不变时，可任意调 整3个参数。但冲程、冲次、活塞的组 合不同时，冲程损失不同。 一般采用小泵径、大冲程、小冲次， 可减小气体对泵效的影响；对油比较稠 的井，一般采用大泵径、大冲程、低冲 次；对连抽带喷井则选用大冲次快速抽 汲，增强诱喷作用。
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
5、油管漏失示功图
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
6、出砂影响的示功图
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
7、油井结蜡的示功图
术 指 语 标 和 要 求 定 义
抽油机井监测项目与指标要求
第 三 第 五 章
章
监测项目与指标要求见表1。油田渗透率对机采井系统效率影响 系数K 1见表2。泵挂深度对机采井系统效率影响系数K2见表3。
术 指 语 标 和 要 求 定 义
表1 抽油机井节能监测项目与指标要求
监测项目 电动机功率因数 平衡度L % 系统效率（稀油井） % 系统效率（稠油热采井） % 限定值 ≥0.40 80≤L≤110 ≥18/（K1•K2） ≥15 节能评价值 ≥29/（K1•K2） ≥20
供液不足示功图
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
2、吸入部分漏失
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
吸入部分漏失是指固定凡尔球与凡尔座配合不严，凡尔座锥体装配
不紧，凡尔罩内落入脏物或蜡卡着凡尔球等而造成漏失。 特点：1、卸载线的倾角比泵正常工作时要小些，漏失量愈大，则倾
1—底座 2—支架 3—悬绳器 4—驴头 5—游梁 6—横梁轴承座 7—横梁 8—连杆 9—曲柄销装置 10—曲柄装置 11—减速器 12—刹车保险装置 14—电动机 15—配电箱
抽油机代号的表示
Y-- 游梁平衡
第 三 第 一 章
章
B—曲柄平衡 F—复合平衡 平衡方式 Q—气动平衡 减速器结构型式代号 H---圆弧齿轮 减速器额定扭矩 光杆最大冲程 悬点额定载荷 游梁式抽油机代号 CYJ 常规型 CYJQ 前置型
第 三 第 五 章
章
本章规定了机械采油系统监测项目与指标要求，包括常见的抽 油机井、潜油电泵井和螺杆泵井。监测项目的确定首先考虑了能综 合反映能耗情况的系统效率；其次，针对机械采油电动设备负荷普 遍偏小的实际，考虑了对电网损耗有较大影响的电动机功率因数； 第三，考虑引入了对系统效率有主要影响，并且容易考核的几项指 标做为系数引入到评价体系中，比如：平衡度、渗透率（油藏性 质）、稠油稀油（原油性质）、井深等等。 SY/T5264-2006 《油田生产系统能耗测试和计算方法》，不 仅 增加了节能监测节能评价值，还对部分限定值的指标进行了修订。 其中：对抽油机井来讲，将稀油井的限定值由20%下降为18%，调整 了渗透率的修正系数，将特低渗透油田的修订系数由1.5调整到1.6， 将低渗透油田的修订系数由1.3调整到1.4。对电泵井来讲，将电动 机的功率因数节能监测限定值由0.70调整到0.72，将系统效率由25% 调整到22%，取消了原标准中对电泵井排量系数的 考核指标。
章
术 语 抽 和 油 泵 定 义
第 三 第 三 章
章
术 语 抽 和 油 泵 定 义
深井泵的活塞在做往复运动： 1、当活塞到达下死点开始上行程的瞬间， 游动凡尔立即关闭，使活塞不连通。此时 ，光杆虽然在上移，但活塞相对于泵筒来 说，实际未动，这样就画出AB斜直线。（ 图1） 2、当弹性变形完毕光杆带动活塞开始上行 （B点）固定凡尔打开，液体进入泵筒并充 满活塞所让出的泵筒空间，此时，光杆处 所承受的负载，仍和B点时一样没有变化， 所以画出BC线。（图2） 3、当活塞到达上死点，在转入下行程的瞬 间，固定凡尔关闭，游动凡尔打开，活塞 上下连通。此时，油管伸长，抽油杆柱缩 短，光杆下行，活塞相对于泵筒没有移动 ，于是画出CD斜线。（图3） 4、当弹性变形完毕，活塞下行，行程快接 近死点时，固定凡尔关闭着，游动凡尔打 开，此时活塞上下连通，光杆上只承受抽 油杆在油中的重量，油管承受了全部液柱 重量，光杆所受负荷不变，所以画出DA线 。（图4）
角愈小；2、示功图的右上角的形状是比较尖的；3、示功图的左下角
变圆，而且漏失愈严重，越要变得圆；4、增载线比卸载线陡。
排出部分漏失示功图
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
4、吸入、排出部分漏失示功图
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
双漏失示功图
抽油机井系统效率测试
计算与分析
二○一二年七月
目录
第一章 简要介绍 第二章 定义、术语
宣 目 贯 录 教 材
第三章 抽油泵 第四章 示功图分析 第五章 指标要求
第六章 测试与计算
第七章 注意事项
第 三 第 一 章
章
术 简 语 要 和 介 绍 定 义
第 三 第 一 章
章
术 简 语 要 介 和 绍 定 义
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
8、稠油井的示功图
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
此类功力图比较圆滑，肥大。
9、泵卡的示功图
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
解决办法：检泵 解卡
10、活塞碰挂的示功图
第 第 三 四 章 章
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
有效扬程＝动液面深度＋（油压-套压）×1000 ＋（油管吸入深度动液面深度）×（液密-油密） 混合液密度×9.81 液密
油机平衡度：下行电流与上行电流之比，以百分数表示。
泵排量系数（泵效）：实际产液量与理论排量的比值。 功力装置利用率：输入功率（有功功率）与额定功率的比值，以百
分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ表示。
第 三 第 三 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
11、杆断脱的示功图
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
解决方法：必须检泵
12、连抽带喷的示功图
第 第 三 四 章 章
术 示 语 功 图 和 分 定 析 义
（这样的井泵效高，套压比油压高）
第 第 三 二 章 章
术 定 语 义 和 、 术 定 语 义