关于影响机采系统效率因素的研究
抽油机井系统效率影响因素分析
抽油机井系统效率影响因素分析摘要：抽油机井目前普遍存在系统效率偏低的问题。
本文通过对机采系统的理论计算，分析了系统效率的构成及影响因素，结合油井生产运行情况，认为地面设备、井下工具、采油管理等都不同程度地影响了机采井系统效率的提高，从而从管理和新技术运用等方面有针对性地提出了提高机采井系统效率的多项措施。
关键词：抽油机井系统效率措施1 机采系统效率影响因素及分析1.1 地面设备对系统效率影响分析1.1.1 电机影响电动机是抽油机井的主要动力设备，也是油田主要的耗能设备之一，机采系统的耗电量最终也体现在电动机耗电上。
电机的影响关键在于电机负载率的影响。
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。
多年来抽油机的驱动电机一直采用通用系列异步电机，这种电机额定功率运行时的效率和功率因数呈现最大值，而当负载降低时，效率和功率因数都随之下降，无功损耗随之增大。
为解决异步电机所带弊端，我站从2009年开始推广使用永磁电机等节能电机，目前，节能电机已经占全站总电机数的76.5%。
1.1.2 皮带影响皮带在转动过程中会带来功率损失，皮带传动损失包括:①绕皮带轮的弯曲损失。
②进入与退出轮槽的摩擦损失。
③弹性滑动损失。
④多条皮带传动时，由于皮带长度误差及轮槽误差过大造成的各条皮带间载荷不均而导致的功率损失。
现在使用的皮带一般都是联带和单带，通过上面的分析，我们发现联带与单带相比，能够减少能量损失，所以应尽量使用联组皮带。
1.1.3 减速箱影响减速箱损失包括轴承损失和齿轮损失，它们都是由摩擦引起，减速箱中一般有三对人字齿轮，齿轮在传动时，相啮合的齿面间有相对滑动，因此就会发生摩擦与损失，增加动力消耗，降低传动效率。
如果减速箱润滑不好，减速箱的损失将增加，效率将下降。
1.1.4 四连杆机构影响在抽油机四连杆机构中共有三副轴承和一根钢丝绳。
四连杆机构损失主要包括摩擦损失及驴头钢丝绳变形损失。
稠油热采井机采系统效率影响因素分析
稠油热采井机采系统效率影响因素分析机采系统效率是衡量油田开发水平的重要经济指标之一。
河南稠油油田热采井随生产阶段的变化，抽油机载荷、油井产量随之变化，导致稠油热采井具有周期性变化的特点，在2006年中石化机采系统普查中，稠油热采井机采效率仅为 6.88%,远远低于中石化15%的行业标准，提高机采系统效率有较广阔的空间。
1 影响机采系统效率的主要因素分析影响抽油机系统效率的主要节点分为地面部分：电动机、皮带轮、减速箱，抽油机的四连杆机构，井下部分为盘根盒、抽油杆、抽油泵和管柱。
下面重点从我们具备测试和计算手段的电机、抽油机平衡、抽油泵因素入手，分析其对机采系统效率的影响。
1.1 电机因素电机效率越高，机采系统效率越高。
电机效率与电机的负载率、功率因数等因素相关。
电机效率与电机的负载率成正比（见图1）。
以井楼油田高浅3区和七区测试资料加以分析。
高浅3区和七区抽油机电机的平均有功功率为3.82kW，最大有功功率为11.59 kW，最小有功功率为1.48 kW，平均负载率23%，平均电机功率因数0.39。
高浅3区和七区电机平均有功功率不到4 kW，而电机额定功率为15 kW、18.5 kW，很明显电机额定功率配备过大，“大马拉小车”现象严重。
井楼七区电机有功功率分段统计显示：电机的有功功率对机采系统效率影响较大（见表1）(见图2)。
电机有功功率每降低1kW,机采系统效率提高约1个百分点。
在工况相同的情况下，电机有功功率越小，机采效率就越高。
1.2 抽油机平衡因素抽油机运行过程是一个能量转化的过程，平衡调整的目的有两个，一是保证抽油机安全运行，二是节能。
见图3，平衡度在90－100％范围内，电机能耗最低。
目前判断平衡的标准：一是电流平衡法，用下冲程的最大电流与上冲程的电流比值得出抽油机的平衡度，平衡度在80~110％视为抽油机平衡。
二是功率法，根据抽油机曲柄轴的均方根扭矩最小，使抽油机平衡且能耗最低。
测试数据显示，井楼七区抽油机平衡度为71%，平衡度合格率为 55 ％，稠油热采井生产周期内平衡度变化比较大，前期油井处于排水期，因含水率高，产液量大，载荷大，平衡度较低，后期随着油井温度的下降，摩阻增大，悬点载荷增大，平衡度低，中期温度、含水相对比较平稳，载荷变化较小，平衡度基本稳定。
采油系统效率制约因素分析
采油系统效率制约因素分析【摘要】机采系统效率是衡量单井运行工况和运行能耗的重要经济技术指标，因此通过研究和应用各种抽油机控制方式，提高机采系统效率技术是改善油井运行工况和降低机采能耗的一条重要途径。
【关键词】效率；制约；分析1 辽河油田机采系统效率现状选择几个有代表性的单位，开展了机采系统效率的普测工作。
共测试3980口井，占当年抽油机开井数的60%。
单井平均日耗电为196.5kW·h，平均单井系统效率19.34%。
其理论最大目标值为40.4%，相比还有20.96%的潜力，即使与国内其它油田相比（大庆31.08%、河南30%、中原27.38%、胜利27.23%、玉门25%、大港23.6%），也存在较大差距。
2 主要制约因素分析2.1 设备老化，系统阻力过大辽河油田抽油机新度系数仅0.24，由于抽油机服役年限长，机械性能变差，运行部件不灵活或磨损，造成系统阻力过大，抽油机地面传动系统的效率损失增大，进而降低地面效率和整体系统效率。
同时，由于常规游梁式抽油机本身的结构性，决定了其平衡效果差，曲柄净扭矩脉动大，存在负扭矩、载荷率低、工作效率低和能耗大等缺点。
2.2 抽汲参数有待进一步优化设计抽汲参数（冲次N、冲程S、泵径D以及抽油杆尺寸）对有杆抽油效率影响较大。
在油井产量要求一定的情况下，不同抽汲参数，抽油机的系统效率可相差5个百分点以上。
2.2.1 冲程对于冲程，它的增减与理论排量的增减成正比关系，亦与杆柱惯性力增减成正比关系，但冲程对悬点载荷和交变载荷的影响相对最小，另外冲程长则冲程损失变小。
综合这两个因素，应用长冲程成为一种趋向，因此应首先考虑使用抽油机具有的最大冲程。
据统计，目前在用抽油机开井10500口，其中实际冲程低于抽油机最大冲程的抽油机井约占31.3%，造成抽油机资源的浪费，也是抽汲参数调整潜力之一。
2.2.2 冲次对于冲次，杆柱惯性力的增值与冲次的平方成正比，冲次对悬点载荷的影响比冲程的影响大很多，同时当冲次高到某一程度时对扭矩的影响也会超过冲程，所以冲次不宜过高。
关于影响机采系统效率因素的研究
关于影响机采系统效率因素的研究摘要：机采系统效率是衡量一个油田采油技术水平的主要指标，油田既是能源生产大户，同时也是高能耗大户，其主要是电能的消耗，而油田电能45%以上消耗在采油工程系统，所以采油工程系统的节能降耗工作尤为受到重视。
因此机采系统效率在油田生产中占有重要的地位。
本论分节点对影响机采效率的因素进行了分析,研究方法与研究成果对指导油田开发提供了理论依据，具有重要的指导及推广意义。
关键词：系统效率节点分析合理流压经济负载一、研究目的与意义在石油开采的工业领域内，机械采油在世界范围内都占据着主导地位。
随着油田的不断深入发展，机采系统效率已经成为衡量一个油田采油技术水平的主要指标，因此研究机采系统的损耗及原因，找出相应的技术措施，对提高机采系统效率，降低能耗具有重要的意义。
二、分节点分析影响抽油机机械效率的因素1.抽油机指数对系统效率的影响我们最常用的游梁式抽油机的平衡率对抽油机井的效率影响较大，平衡差的井耗能大，系统效率低，同时，抽油机状况的好坏也影响了抽油机的连杆机构、电机和减速箱的使用寿命，对抽油杆的工作状况影响也非常大。
在旋转平衡或复合平衡的抽油机上，调整平衡最方便的方法就是调节旋转平衡块的平衡半径具体的实践表明，通过合理的调整，可以实现减少油井的有效功率，节电效果显著。
根据测试数据，把平衡指数与系统效率关系数据进行回归，可以确定抽油机平衡指数与系统效率的关系：即平衡指数在0.8~1.2时抽油机系统效率最高，耗电量最低。
因此我们确定平衡指数0.8~1.2为抽油机系统效率达标标准实际工作从设备使用寿命考虑，我们平衡指数执行0.85~1.0这一标准。
2.电机指数对系统效率的影响2.1电机经济负载率的确定电动机是抽油机井的主要设备，也是油田主要耗能设备之一，机采系统的耗电量也是主要体现在电动机耗电上。
所以对电机的节能效果的要求越来越高，因此电动机的负载配备及其相关的改造是提高机采系统效率项目中不可回避的问题。
实施优化调整 提高机采井系统效率
实施优化调整提高机采井系统效率摘要机采系统效率是评价机采系统用能水平的重要指标，是反映采油用能水平的重要指标。
，高机采系统效率是油田降本增效的重要途径。
分析认为机械采油设备动力不匹配，高耗能设备，油井生产参数不合理，系统优化措施落实不到位，是导致油井平均系统效率低主要因素。
系统优化与技术改造是提高油井系统效率的主要途径。
关键词机采系统优化技术改造系统效率图分类号：te355 文献标识码：a1 机采效率影响因素1.1 地面因素分析（1）井口：抽油机基础下陷井口不对中，造成偏磨，增加抽油机的负荷，还容易造成断光杆，井口盘根盒过紧，也会增加抽油机负荷，从而增加油井电量。
（2）回压：油稠含水低、，流动速度慢，回压增高。
增加了驴头的悬点负荷。
（3）减速箱：抽油机减速箱机油不合格，润滑不好，导致传动效率低，能耗增大，存在异响，说明内部有损坏，齿轮啮合不好，造成能耗增大。
减速箱轴承润滑不好，扭矩增大，造成电机耗电量高。
（4）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率。
（6）自控箱：无电容补偿或补偿不够和补偿过量都会导致功率因数低。
（7）电机：①电机耗电首先取决于负载大小，即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，电机上下行电流差别很大，造成单井耗电量增加。
⑦电机三角型运转的电流是星型运转的1.72倍，在其他条件不变的情况下，耗电量也会增加0.72倍，所以星型运转比三角形运转省电。
⑧节能电机的使用可明显降低电机耗电量。
（8）毛辫子：毛辫子断股或打扭，造成两根毛辫子受力不均匀，驴头载荷增加，或造成井口偏磨，增加电机能耗。
影响抽油机井系统效率因素分析及措施
影响抽油机井系统效率因素分析及措施摘要：抽油机系统效率是衡量油井工作状况的主要指标,系统效率反映着油井的生产水平,抽油机的耗电能力,目前各油田产量紧张,单方液量成本高,有必要对影响抽油机系统效率的因素进行研究,以最经济的方式实现最大的效益。
关键词：抽油机井系统效率影响因素分析提升一、影响抽油机井系统效率的因素1.地下因素1.1原油粘度原油粘度是影响油井产量的重要因素之一，由于原油粘度过大，会致使油井供液不足，油泵充不满，造成系统效率的降低。
1.2气体对系统效率的影响、在抽油过程中时，总会有气体随液体一起进入泵内。
气体占用一定的泵内容积，影响液体进泵及排油；因此，气体进入泵内会影响泵效，当大量气体进入泵内，还会产生气锁，使泵无法工作。
1.3密封盒功率损失光杆摩擦力主要与工作压力、密封材质及硬度、接触面积、运动速度和温度有关，而在调参前后仅有光杆运动速度发生变化，密封盒功率损失仅与光杆运行速度有关，且呈线性关系。
1.4抽油杆功率损失抽油杆运动过程中，杆管间、杆柱与液柱间产生摩擦造成功率损失。
在注水开发的油井中，采出液黏度较低，杆柱液柱间摩擦力仅有(100—200) N，可忽略不计。
1.5抽油泵功率损失泵功率损失包括机械摩擦、容积和水力损失功率。
其中在产液量保持不变条件下，水抽油泵损失功率仅与冲程S、冲数n和柱塞两端压差△p有关，且成线性关系，而压差△p与流压有关。
1.6管柱功率损失管柱功率损失包括管柱漏失和流体沿油管流动引起的功率损失两部分，在调参前后管柱功率损失与流速、流量有关，这两项参数在产液量稳定的条件下实际上可转化为冲次与冲程的函数关系。
因此调整参数前后对比，各部分功率损失可以变成为地面参数变化量的函数关系，从而为系统效率分析奠定了基础。
2.地面因素2.1电动机方面的影响目前大部分油田配置机型与产能不匹配，部分仍在大电机、高参数下生产，机械效率低于85％.由于抽油机的的载荷变化大，上下冲程峰值电流差异较大，及平衡度不够造成电动机负载率低、功率配置过大、运行效率下降、设备老化功率损失大等问题。
机采井系统效率影响因素及提高系统效率的途径
机采井系统效率影响因素及提高系统效率的途径摘要：针对某采油区块机采井系统效率偏低的现状，结合实际情况，调查问题产生的原因，开展了提高机采井系统效率的研究分析，找出了解决的方法，采取了相应的措施，即调节抽油机井平衡、优化运行参数、无波井的治理等方法，系统效率提高了6.19个百分点，同时也达到了节能降耗的目的。
关键词：系统效率节能降耗机械采油是利用机械方法将原油从井筒泵提升到地面的生产过程。
目前，某采油区块采用的全部是机械采油，其中又以有杆泵机械采油所占比重最大，而且绝大部分为抽油机井。
某采油区块共有机采井55口，现正运行47口油井。
3月份机械采油系统效率共测试22井次，平均值仅22.98%，相对于厂指标29%低了6.02个百分点。
针对系统效率偏低的问题开展了提高机采井系统效率的研究，找出了解决的方法，采取了相应的措施，使得系统效率提高到29.17%。
一、计算方法及影响因素1.1计算方法其中：；式中：η-系统效率，%；-有用功，kW·h；-总功，kW·h；Q-产量，t/d；H-有效扬程，m；-消耗功率，kW；-沉没度，m；-油压，MPa-套压，MPa。
公式表明，主要影响系统效率的参数有消耗功率、产量Q、有效扬程H。
1.2影响因素结合影响系统效率的三个因素，分析归纳出影响抽油机系统效率的主要因素有：①电机负载率的影响；②传动皮带的影响；③抽油机的影响；④平衡程度的影响；⑤盘根的影响；⑥工作制度的影响；⑦油管伸缩的影响；⑧气体对泵的影响；⑨泵漏失的影响；⑩抽油杆弯曲及摩擦的影响。
结合某对现场生产情况，总结出以下几点因素。
（1）抽油杆弯曲及摩擦影响。
在抽油过程中，抽油杆有时和油管摩擦，特别是抽油杆的下部弯曲，造成有效载荷波动，增大了消耗功率，使系统效率降低。
（2）平衡程度。
抽油机的平衡程度反映了抽油机运行的平稳程度，其好坏直接影响到抽油机的耗电量。
现场测试表明，在不同的平衡状况下，电动机电流有较大差异，从而造成消耗功率的变化。
机采井系统效率因素分析与调整对策
除系统 的各 种损 失以后 ， 就 是 系统所 给液 体的有 效 能量 ， 这一 将液 体举升 到地 面 的有 效做 功能量 与系 Байду номын сангаас 输入能量 之 比值 ， 称为 抽油 机井 的系 统效率 降低每
一
传递 过程 中的能量 损失 ， 也就 提高 了系 统效 率 。
１抽油 机 系统 效率 因 素
工 业 技 术
啊
ｌ
机 采 井 系统 效 率 因素 分 析 与 调 整 对 策
李 刚 胡 营
（ １ ． 中石 化胜 利油 田河 口采油 厂 采油 四矿 九 ５ ｋ ２ ． 河 口采 油厂 采油 三矿 七 队 ）
［ 摘 要］ 抽油机是人工举升的主要方式， 其在生产运行中要消耗大量的电能。 采取有效的节能措施， 提高抽油机系统效率， 可使投入产 出比增加， 获得更高 的经 济效 益 。 通过 对抽 油机 井 系统效 率 影响 因素 分析 ， 采取 了参数 优化 、 平 衡调 整 、 皮 带调 整等 降能 耗措 施 ， 提 高 了抽 油机 系 统效率 。 ［ 关键 词］ 抽油机 系统 效率 参 数优 化 节 能措 施 中图分 类号 ： Ｔ Ｅ ９ ３ ３ 文献标 识码 ： Ａ 文 章编号 ： １ ０ ０ ９ —９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ４ ） ０ ９ —０ ０ ６ ９ 一 Ｏ １
有杆泵 抽油 系统的 目的是将地 面 的电能转化 为井下液 体 的能 量 ， 使 井下 液 体 流到地 面。 整个系 统工作 时 ， 就 是一个 能量 不断传递 和转化 的过程 ， 每一 次 能
量 的传递 和转化 都存在 着能量 的损失 ， 抽油 机井从 地面设 备供入 系统 的能量 扣
测， 使 用这 种传动 带 比使用 普通三 角带 平均可 节 电２ ． ５ ％。 加强传 动皮 带 的 日常
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。
机采系统效率影响因素研究
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平 衡 指 数
负载 率 ／ ％
图 １ 平 衡 指 数 与 系统 效 率关 系
图 ２ 抽 油 机 负 载 率 与 系统 效 率 关 系
３ ）不 同抽 油机 型 系统效 率 对 比
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系统效率 最高 ，因此合 理沉没 度为 ５ ～８ ｍ。 ５ Ｏ ２ 泵效对 系统效 率 的影 响及 经济 泵效 的确 定 泵 效 与 ）
系统 效 率 关 系 图 如 图 ５所 示 ， 根 据 曲 线 把 ３ 泵 效 确 定 为 Ｏ 经济 泵效 。
糕 赛
负 载 率
３ ）生产 参数 对 系统 效 率 的影 响 为 测 试生 产 参 数对 油
１ 系统 效 率 影 响 因 素 分析
１ １ 抽 油 机 ．
１ ）抽 油机 平衡 指 数 对 系统效 率 的影 响
根 据 测试 数据 ，把 平衡 指数 与系 统效 率关 系数 据进 行 回归 ，
确定 抽油 机 平衡指 数 与 系统效 率 的关 系 ，如 图 １ 示 。从 曲线 看 出平 衡 指 数在 ０ ８ １ ２时 抽 油 机 系统 所 ．～ ． 效率 最 高 ，耗 电量 最 低 。实际 工作 从设 备使 用 寿命 考虑 ，平 衡 指数 执行 ０ ８ １ ０这一 标 准 。 ．－ ．
当 电机负 载率 高于 ４ 时 ，随着 负载 率 的提 高 ，电机 运 行效 率 基 本 稳定 在 ９ 。根据 抽 油 机 电机 的这 ｏ ０
一
运行 工 况特 点 ，确定 ２ 为抽 油机 电机 经 济运行 负 载率底 线 。 Ｏ
影响机采系统效率因素分析
影响机采系统效率因素分析【摘要】通过对影响机采效率的因素分析，为抽油机井系统优化设计提供参考依据，以此来提高油井机采系统效率。
【关键词】抽油机井机采效率影响因素引言据统计，目前胜利油田抽油机井占油井总数的86%左右，抽油机是主要的采油设备，主要包括游梁式抽油机、双驴头抽油机、高原皮带式抽油机，以及其他类型抽油机，其中游梁式抽油机80%，是主力机型。
，笔者重点结合影响机采系统效率的地面、井下、井型及管理方面的因素作一简要分析。
一、地面因素对机采系统效率的影响（一）变压器影响目前抽油机井使用的是50kva或100kva的变压器，一对一拖动22kw、37kw、45kw电机，而电机平均输入功率为10kw左右，造成变压器容量浪费较高、其负荷率较低（10%-30%），导致变压器功率因数低。
（二）抽油机影响很多超役使用的抽油机因使用年限较长，各处齿轮啮合程度不好，造成轴承和齿轮的磨损损失增大，四连杆效率降低；经对比测试，超期服役的抽油机与新机相比地面效率低5%左右。
同时，抽油机负载率不合理，部分抽油机的载荷利用率低，耗电量大。
还有的抽油机超负荷运行，主要原因是部分低渗透油井下泵深，负荷重。
另外，稠油油井液流流动时粘滞阻力大，油井内抽油杆运动时摩擦力大，导致悬点载荷大。
（三）电机影响电机负载率低。
抽油机电机效率主要受抽油机电机负载率的影响，抽油机井的电机存在“大马拉小车”的现象（电机的负载率30%左右。
通常电机的负载率在0.75左右时效率最高，负载率在0.5—1.0范围内效率变化较少。
功率因数在负载率为1.0左右最高，负载率降低时，功率因数明显下降。
高能耗。
普通y系列电机，这类电机占总井数的大多数，级数基本是6级或8级，电机的转速分别是980r/min或745r/min，不适合部分油井对低冲次的需求。
电磁调速电机，此类电机出厂时，额定效率仅为60%-70%，使用此类型电机的油井，系统效率均较低。
修复电机自身损耗大。
关于影响机采系统效率因素的研究
中国 化 工 贸易
Ｃｈ ｉ ｎａ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔｒ ａ ｄ ｅ
臻月
关于影响机采系统效率 因素的研究
曲梓蔚
（ 大庆油 田有 限责任公 司第 八采油 厂 。黑龙 江大庆
摘
１ ６ ３ ５１ ４）
要 ：机 采 系统 效 率是 衡 量 一 个 油 田 采 油技 术 水 平 的 主 要 指 标 ， 油 田既 是 能 源 生 产 大 户 ， 同 时 也 是 高能 耗 大 户 ， 其 主要 是 电能 的 消 耗 ， 而 油
二 、分节 点分析 影响抽油 机机械 效率 的因素
１ ． 抽油机 指数对 系统效 率的影 响 我们 最常 用的游 梁式抽 油机 的平 衡率对 抽油机 井 的效率 影响较 大 ， 平衡 差 的井耗 能大 ，系统 效 率低 ，同时 ，抽油 机状 况 的好坏 也影 响 了 抽油 机 的连杆机 构 、电机 和 减速箱 的使 用 寿命 ，对 抽油 杆 的工作 状况 影 响也非 常大 。在旋 转平 衡 或复 合平 衡 的抽油 机上 ，调 整平 衡最 方便 的方 法就 是调 节旋转 平衡 块 的平衡 半 径具体 的 实践 表 明 ，通过 合 理 的 调整 ，可 以实现减 少油井 的有效 功率 ，节 电效果 显著 。 根据 测试 数据 ，把 平衡 指数 与 系统效 率关 系数 据进 行 回归 ，可 以确 定 抽 油机 平衡 指 数与 系统 效 率 的关 系 ：即平 衡 指数 在 ０ ． ８ ～ １ ． ２时抽 油机 系统 效率最 高 ，耗 电量最 低 。 因此 我们 确 定平 衡 指数 ０ ． ８ ～ １ ． ２为抽 油 机系 统效 率 达标 标 准 实 际 工作 从设 备使用寿 命考 虑 ，我们 平衡指 数执行 ０ ． ８ ５ ～ １ ． ０ 这一 标准 。 ２ ． 电机 指数 对系统 效率 的影 响 ２ ． １电机经济 负载 率的确 定 电动 机是 抽油 机井 的 主要设 备 ，也是 油 田主要 耗 能设 备之 一 ，机 采 系统 的耗 电量也 是主 要体 现在 电动 机耗 电上 。所 以对 电机 的 节能效 果 的要求 越来 越高 ，因此 电动机 的 负载配 备及 其相 关 的改 造是 提高 机 采 系统效 率项 目中不可 回避 的问题 。 电机 的负载率是 指运行 中 电动机实 际输 出功 率 与额定功 率 的比值 。 现 场 中一般 用实测 电流 法 计算 电机 负载 率 。电机效 率 是指 运行 中 电动 机 实际输 出功 率与 输入 功率 的比值 。 当电机负 载 率低 于 ２ ０ ％时 ，随 着 负 载率 的提 高 ，电机运 行效 率上升 幅度 较大 ，当电机 负载 率高 于 ２ ０ ％
临盘采油厂机采效率影响因素现场实验研究
２ 电 机 对机 采 效率 的 影响
２ １ 理 论 依 据 ． ２２ ． 现 场 实验 情 况
石 油 大 学 白连 平 教 授 通 过 现 场 实 验 测 试 数 据 所 做 的 电机 负载 率 与效 率 的关 系 曲线 。
为 进 一 步 从 现 场 实 际 对 不 同 电机 负 载 下 对 单 井 耗 电量 的 定 量 影 响 ， 用 了 “ 杆 功 率 法 ” 选 电 机 采 光 优
计量 。大大 提 高 了计 量准 确 度 。
４２ ． 计 量 时 间 延 长 、 数 增 加 次
的功 率配 置 。 即 ： 据光 杆功 率 合理选 择 电机功 率 ， 根
对 负 载 率 低 的 电 机 进 行 “ 调 小 ” 可 以 提 高 电 机 的 大 ， 负 载 率 。 因 此 ， 电 机 负 载 率 低 于 ２ 的 油 井 重 新 对 ０ 匹 配 电 机 功 率 ， 高 其 负 载 率 ， 用 光 杆 功 率 与 电 机 提 利 功率 对 应关 系合 理选 择 电机 。 闭 ， 量 计 不 足 。 通 过 改 造 玻 璃 管 ， 加 电 汲报 液 位 流 增 系统 ， 人 工 取 数 据 ， 为 远 传 自动 跟 踪兴 衰 成 败 ， 将 变
入 开 发 ， ９ ６年 １ 月 注 水 ， 油 井 １ １ 口 ， 井 １７ ２ 有 ６７ 开
ｌ ５ 口 ， 油 水 平 ４ ２ 吨 ； 井 ５ ２ 口 ， ４ １ 口 ， ４６ 日 ｌ ９ 水 ７ 开 ６ 日 注 井 水 平 ２ ９ ４立 方 米 ， 计 注 采 比 ０ ７ 。 目 前 １０ 累 ．７ 临 盘 采 油 厂 机 采 系 统 效 率 只 有 ２ ， 采 系 统 效 率 ５ 机
的 影响 。
影响机采井系统效率的因素及治理措施
１引 言
随着油 田开 发进 入 中后期 ． 人工 举 升方 式在 各 种 举 升方式 中所 占的 比例越来 越 大 ． 而在 人 工举 升 方 式 中 ．又 以有 杆泵 抽 油机 往复 抽 汲方 式 为主 ． 而
潜 力 在 于 ： 是从 油 井 产 量 人 手 。 过 各 种油 层 改 一 通
造技 术 ．注 水配 套技 术 等来 改善 油 层 的供液 能 力 ，
提 高油 井产 量 ， 高油井 的系统 效 率 。二是 通 过下 提 泵深 度 、 汲参 数 、 抽 管柱 组合 的优 化 ， 而减 小各 种 从 无功 损耗 ， 达到 提高 系统效率 的 目的。
２２地面 系统效 率 的影响 因素 ．
ｎｓ －
从 公式 中可 以看 出 ． 井液 量 、 液面 、 功 图 油 动 试
面积 （ 程 、 点 载 荷 ） 冲次 是 影 响 井下 系统 效 率 冲 悬 、
的 主要 因素 ．而 它们 本身 也受 着 油层 供液 能 力 、 液
体粘 度 、 井斜 轨 迹 、 挂深 度 、 管管 径 、 杆 杆径 、 泵 油 泵 杆管 材 质等 因素 影 响 。因此 。 高井 下 系统 效率 的 提
Ａ 示功 图面积 一
￥ 减 程 比 ｄ －
一
提 高机 采 系统效 率是 油 田节 能 的关键 环 节
之 一 本 文 对 油层 一 筒～ 油设 备 作 为 整 体 进 井 抽
力 比 冲次
ｋ／ Ｎｍｍ； ｍｎ １ ｉ一
行 分析 ． 而找 出影 响机 采 系统 效 率的 主要 因 从 素 。 由此 进 行研 究及 实践 工作 ． 得 了较 好 并 取 的效果 节能效 果明显 ， 经济 效益显著 。 关键词 ： 机采 系统 节能 效率 影 响 因素
油井机采系统效率的影响因素分析及提升策略研究
油井机采系统效率的影响因素分析及提升策略研究摘要：本文从工作实践出发，针对影响油井机采系统效率的设备平衡度、井筒复杂、动力系统等因素进行了分析，研究探讨了提升运行效率、优化维护调整、节能环保控制等方面的措施和策略。
关键词：机采系统；提升效率；影响因素；策略研究为缓解石油能源应的短缺的矛盾，国内油田都把油气生产作为重中之重，抓住影响提升油井机采系统效率的关键，从原油设计到产出全过程加强措施制定和研究。
笔者以长期从事油气田行业工作经验和对统计数据分析为基础，有针对性地指出了提高机采系统效率的应对措施，以期对提高油井产出效率、推进节能减排措施落实、助力油气生产有所借鉴。
1影响油井机采系统效率的主要因素1.1电机负载率对效率的影响抽油机作为油井机采系统中动力提供源是决定效率高低的关键。
机电设备在使用时间过长或者超过设计寿命期老化、故障率增多，保养维护不及时导致设备坏损能耗加剧降低效率。
抽油机的功率设计与油井深度、油层分布、地质结构不匹配，导致功率过高造成能源浪费或者功率过低“小马拉大车”动力不足。
对抽油机故障率和修复率的调查数据统计显示：油气田中近三成抽油机的功率偏低，影响抽油机输出功率造成油井机采系统动力不足、维修成本增加、停等时间加长影响原油产量。
同时，电机负载率过高出现过载现象时不能及时对电机扩容，也是导致抽油机效率降低的影响因素。
1.2抽油机平衡度对效率的影响抽油机平衡度是影响抽油机效率的又一个重要因素。
平衡度作为衡量抽油机运行的关键性指标，数理分析统计显示近半数的油井机采系统故障都是平衡度低引起的。
平衡度低不仅对系统运行平稳性造成损害，还导致设备在非匀速工作状态下机械损耗加和维修成本增加。
使用者在选用电机时不能优先考虑其超载能力和启动特性，使用时不能把握抽油机平衡度运转时间改变而变化的规律，导致整个机采系统效率低下。
1.3井筒复杂与油井沉没度对效率的影响油气生产实践表明，油井沉没度与井筒复杂对效率的影响是直接和长期的。
抽油机井机采系统效率影响因素分析
881 抽油机井系统效率及影响因素分析从抽油机井系统来看，其能够持续地进行能力转化与能量传递，有效能量与油井的入口能量之比是油井采油系统的效率，而系统的效率，则包括地面和井下效率，从四连杆、减速箱、皮带、电动机等构成，后者是油管柱效率、抽油泵效率、抽油杆效率、盘根箱效率构成的。
地面因素主要有抽油机在运转过程中负荷具有交变载荷的特点，要求在选择驱动电动机容量时都留有足够的裕度。
井下因素主要有油管柱功率损失直接影响到机采系统效率的高低，其损失主要包括油管漏失损失、产出液与油管内壁产生的摩擦损失和油管弹性伸缩损失等。
抽油杆的摩擦及弹性伸缩损失。
设计和管理因素主要有泵径、泵深、冲程、冲次的大小对杆柱和液柱的惯性载荷、泵阀球的运动、柱塞的有效行程及运动状态都起着决定作用[1-2]。
2 提高抽油机井提高系统效率措施系统效率是由产液量、有效扬程、电机输入功率等因素决定的要提高系统效率就必须要减少各个环节的损失。
2.1 优化抽油机井间开制度单井系统效率的高低是有杆抽油井运行是否协调的重要标志，单井系统效率越高，产液的吨油耗电量越少。
以“有效冲程最大化、生产载荷最小化”为原则，重点开展油井间开、参数优化、平衡调整等工作，治理井泵效提高5.6%，系统效率提升1.2%[3]。
通过评价电费与效益关系，确定无效井临界效益产量0.033吨/小时，依据液面恢复，按照单井供液能力，确定停井时间。
关井时间通过液面恢复法确定最佳关井时间5天。
充分依托现有数字化建设条件，通过数据采集、远程控制两个方面的智能化技术建设，实现油井管理智能化，打造智能采油示范区，图1[4-5]，见表1。
图1 地层井下关井压力测试抽油机井机采系统效率影响因素分析陈鹏 曹开开 刘强延长油田股份有限公司志丹采油厂 陕西 延安 716000摘要：油田开采选用的多为有杆抽油法，近些年来油田开采工程的开展，采油成本有了明显的上升，采取针对性的改进措施，以此来提升采油效率，提高油田开采的经济效益。
机采系统效率影响因素分析与对策研究
2.2.1 电机负载率和功率因数 电机负载率是指运行中电动机实际输出功率N2 与额定功率的比值。
现场中一般用实测电流 法计算电机负载率：
从上面的分析中可以得出结论：驱动抽油机的节能电动 机，应该具有以下特点：
一是在较宽的载荷率下工作效率较高，在低负载率时效 率较高；
二是电动机的机械特性应该与抽油机的工作要求相匹配， 一般认为特性较软对三抽系统有利；
三要有一定承受过载的能力； 四启动扭矩要大； 五是有利于抽油机的平衡。 2.4 杆、管、泵间的摩阻影响 2.4.1 光杆与盘根盒间的摩阻 光杆与盘根盒间的摩阻大小直接影响功率损失。现场示
3.1.3 应用无游梁式抽油机 目前采油厂常用的无游梁式抽油机主要是皮带式抽油
机,其中胜利油田设计的皮带机有9台,占抽油机总数的 0.41%。
胜利皮带机采用长冲程、低冲次,减少了冲程损失,由于 其悬点运动的匀速克服了游梁机高速时的供液不足现象, 提高了泵的充满系数,同时改善了井下管柱的载荷状况,延 长了油井免修期,提高了油井利用率。
电机的效率与其功率利用率有较大的关系，电机是以
磁场为媒体进行能量转换的以一种机电产品。根据电机 学原理，异步电机的转速不可能等于气隙内旋转磁场的 同步转速，原因在于必须在转子绕组内产生感应电动势 和感应电流，从而产生电磁转矩。为使转子绕组上有电 流流过，除感生方式外，也可以采用传导方式，即同步 电机转子产生电流的方法。
3.1 应用新型抽油机 3.1.1 应用小型抽油机 由于目前油井供液能力比较强，导致油井的负荷较轻， 大部分油井负荷都在60kN以下，采用6型抽油机就能维 持油井的正常生产。而采油厂大部分抽油机是8型以上的 大抽油机，而且老化严重。为此，采油厂加大了抽油机 更换力度，根据油井负荷情况，将负荷小的普通抽油机 更换为6型抽油机。6型机采用双驴头结构，这种结构利 用变径原理，做到上冲程平衡扭矩大，下冲程平衡扭矩 小，从而更好的与驴头负荷相匹配，降低电机负荷扭矩 波动量，使负荷扭矩更平稳，达到节能降耗的目的。截 止到目前共更换6型机58台，更换后平均单井日节电 23.0kWh/d，系统效率提高2.2%，节电效果明显。
影响抽油机井系统效率因素分析及对策
影响抽油机井系统效率因素分析及对策通过提高抽油机效率的措施，掌握提高抽油系统效率的途径，为提高抽油机的效率奠定基础，从而提高油井的生产效率，建立最佳的经济效益。
在分析影响抽油系统效率的因素后，采取必要的纠偏措施，满足了油田生产的基本条件，有效地提高了抽油机系统的工作效率，提高了油田的生产效率。
影响抽油机效率的因素是多方面的，通过降低电动机功耗，提高电动机效率，减少泵漏，提高抽油泵效率，保证抽油系统高效运行，提高最终采收率。
标签：机采系统效率；影响因素；策略分析抽油机井系统效率可以反映出机采系统的效率，如果系统的效率高，那么无效损耗低。
为节省机采井施工的成本，文章分析了影响机采系统效率的原因，并且阐述了相关提率策略。
抽油机井系统的效率可检验油井作业的水平，作为反应出油井作业的效率，考量用电损耗的程度关键性指标。
所以说，如何提升抽油机井系统的效率，实现油田作业的节能降损、节约石油生产的成本，获得最大化效益是值得大家研究的问题。
1. 影响机采系统效率因素分析1.1 影响地面系统效率因素分析1）电动机：通常电动机的类型、质量的好坏、抽油机平衡性、配置合理性、老化的程度等影响到电动机的效率。
特别是类型、质量以及配置，还有抽油机平衡度是重要的因素。
2）皮带：在三角式皮带传动的时候，受到弹性方面因素的影响，弹性容易变形，并且能量会损失，难防止发生相互间错动、和打滑以及震动问题，导致有些能量损失。
特别是皮带的松紧度，这是关乎到皮带的效率关键性因素。
3）减速箱：减速箱具有三组人字齿轮，当齿轮在转动的时候，齿面容易滑动，从而发生了摩擦力，部分能量损失，并且轴承也发生摩擦损失。
特别是齿轮和轴承润滑度，影响减速箱的效率。
4）四连杆机构：四连杆机构具有三组合轴承和一条钢丝绳，轴承的摩擦力损失以及钢丝绳发生了变形，都会影响到四连杆机构的效率。
所以轴承润滑度，钢丝绳变形的问题，要执行保养维护方法。
5）抽油机平衡：如果平衡率偏低，电动机在工作在一定时间段内会呈现负功的问题，结合电能转为成→机械能转变为→电能的过程，这时转化率是50%，说明电动机做了1kWh 的负功，那么需用电2kWh。
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关于影响机采系统效率因素的研究
摘要：机采系统效率是衡量一个油田采油技术水平的主要指标，油田既是能源生产大户，同时也是高能耗大户，其主要是电能的消耗，而油田电能45%以上消耗在采油工程系统，所以采油工程系统的节能降耗工作尤为受到重视。
因此机采系统效率在油田生产中占有重要的地位。
本论分节点对影响机采效率的因素进行了分析,研究方法与研究成果对指导油田开发提供了理论依据，具有重要的指导及推广意义。
关键词：系统效率节点分析合理流压经济负载
一、研究目的与意义
在石油开采的工业领域内，机械采油在世界范围内都占据着主导地位。
随着油田的不断深入发展，机采系统效率已经成为衡量一个油田采油技术水平的主要指标，因此研究机采系统的损耗及原因，找出相应的技术措施，对提高机采系统效率，降低能耗具有重要的意义。
二、分节点分析影响抽油机机械效率的因素
1.抽油机指数对系统效率的影响
我们最常用的游梁式抽油机的平衡率对抽油机井的效率影响较大，平衡差的井耗能大，系统效率低，同时，抽油机状况的好坏也影响了抽油机的连杆机构、电机和减速箱的使用寿命，对抽油杆的工作状况影响也非常大。
在旋转平衡或复合平衡的抽油机上，调整
平衡最方便的方法就是调节旋转平衡块的平衡半径具体的实践表明，通过合理的调整，可以实现减少油井的有效功率，节电效果显著。
根据测试数据，把平衡指数与系统效率关系数据进行回归，可以确定抽油机平衡指数与系统效率的关系：即平衡指数在0.8~1.2时抽油机系统效率最高，耗电量最低。
因此我们确定平衡指数0.8~1.2为抽油机系统效率达标标准实际工作从设备使用寿命考虑，我们平衡指数执行0.85~1.0这一标准。
2.电机指数对系统效率的影响
2.1电机经济负载率的确定
电动机是抽油机井的主要设备，也是油田主要耗能设备之一，机采系统的耗电量也是主要体现在电动机耗电上。
所以对电机的节能效果的要求越来越高，因此电动机的负载配备及其相关的改造是提高机采系统效率项目中不可回避的问题。
电机的负载率是指运行中电动机实际输出功率与额定功率的比值。
现场中一般用实测电流法计算电机负载率。
电机效率是指运行中电动机实际输出功率与输入功率的比值。
当电机负载率低于20%时，随着负载率的提高，电机运行效率上升幅度较大，当电机负载率高于20%时，随着负载率的提高，电机运行效率上升缓慢，当电机负载率高于40%时，随着负载率的提高，电机运行效率基本稳定在90%。
根据抽油机电机的这一运行工况特点，确定20%为抽油机电机经济运行负载率底线。
2.2稀土电机效果
稀土永磁电机具有节能和提高功率因数的双重作用，在解决相应问题时，可以选择相对适应的环境，主要是考虑合适的电压和负载率。
稀土永磁电机是一种新型节能电机，转子由稀土永磁体组成，所以不用励磁，从而省去了励磁功率。
当永磁同步电动机同步运转时，因为无铜耗，所以节省了功率，因而节省了能耗，因而无功功率很小，其功率因子很高。
抽油机用永磁同步电动机具有体积小、重量轻、结构简单、启动力矩大、过载能力强、效率高、功率因子高、运行稳定等优点，集中了同步电机和异步电机的优点，克服了两者的缺点。
与普通的电动机相比，稀土永磁电机具有以下优点：效率高：采用永磁材料代替电励磁，减少了励磁损耗；采用同步工作方式，转子与定子旋转完全同步，无转差损耗，比普通电机效率高；普通电机额定效率为90%，永磁同步电机额定效率可达94%。
启动方式简单、启动力矩大：稀土永磁同步电机采用同步启动方式，可直接启动，因此结构简单。
它的最大启动转矩倍数可达3.8倍。
功率因数高：永磁电机的功率因子可以通过转子永磁体磁场决定，因此可获得较高的功率因子，可达0.9。
稀土电机与普通电机相比节电效果明显，功率因数提高到0.9以上，对比5口更换稀土电机井，平均单井日节电23.4度，节电率达到20.9%，系统效率提高2.5%以上。
2.3节能箱效果
节能系统在机械采油系统中占有重要的地位，油田经过几十年的发展，电控系统从简单闸刀，空气开关过流过压保护，到各式节能
控制系统及变频控制系统。
从以自我保护为目的到以节能提效为目的逐步进步。
目前主要采用变频节能装置。
根据部分油井供液能力的变化规律，当油井供液不足泵效开始明显较少，系统效率减低。
游梁式抽油机的启动电流为其正常工作时最大电流的五到六倍，而变频调速后抽油机启动电流接近抽油机正常工作时的最大电流，功率因子由使用游梁式抽油机时的0.5以下上升到0.95以下。
3.抽油机皮带、光杆、盘根部分分析
3.1皮带部分
皮带压紧：通过对不同皮带压紧程度下耗电测试，皮带压紧1.5指时耗电最低，皮带过松（压紧2.5指）平均增加1.7度，冲数减少0.13次；皮带压紧1指时平均增加5.1度；皮带过紧时（紧不动）平均增加5.9度。
3.2盘根盒部分
盘根盒松紧：盘根盒过松（跑气）时耗电最低，盘根压紧一圈日耗电平均增加13.6度。
油井生产时，在保证盘根不漏的情况下将盘根盒调到最松。
4.井筒部分分析
4.1沉没度对系统效率的影响及合理沉没度确定
从沉没度与系统效率关系分析中可以看出，沉没度55米~85米时系统效率最高，因此我们确定新立油田合理沉没度为55米—85米。
沉没度调整效果：根据合理沉没度界限，对沉没度不合理井进行
调整，可以取得一定效果通过实际现场调整，调整沉没度系统效率平均提高4.9%。
4.2生产参数对系统效率的影响
4.2.1冲次对系统效率的影响
对于同一有效扬程，抽吸参数不同，系统效率不同，而且差别较大。
为测试生产参数对油井系统效率的影响，我们选择一口井在泵径和冲程不变的情况下，进行不同冲数下的系统效率测试，通过测试结果我们看出冲数与系统效率是线性关系，低冲次运行的系统效率高,耗电低。
降低1个冲次节电率在10～20%,系统效率提高3-5个百分点。
4.2.2抽油杆尺寸对系统效率的影响
较重的抽油杆住能耗较大，无论哪一种杆柱，随着冲程长度的增加，冲次下降，其能耗下降；对于某一特定的杆柱有一特定的冲程才能使其能耗较低。
4.2.3泵径对能耗的影响
较大的泵径液柱重量大，相对能耗高。
试验表明，答大泵径配以小冲次，可以使能耗更小，实现较高的系统效率。
其原因是大直径的泵可以在较低的抽吸速度下得到所要求的产液量，从而使水力损耗和摩擦损失减小，因此其系统效率较高。
三、结论
1.平衡率在80%~120%情况下最节能（实际工作中平衡率执行
80~100%这一标准）。
2.电机经济负载率底线为20% 。
稀土电机节电效果明显，系统效率提高2.5%以上。
节能箱节电效果好，系统效率提高2.1%。
3.抽油机皮带压紧1.5指时耗电最低。
在油井生产时，在盘根不漏的情况下将盘根盒调到最松。
同时应保证油井井口与光杆同心。
4.油井在长冲程、低冲次、合理泵径下运行耗电低，系统效率高。
在控制合理流压范围内降低冲数，可保证提高系统效率，增加或不减少产量。
井在低冲数下运行，可延长油井免修期。
参考文献[1]朱益飞，等. 变频调速器在油水外输系统中的应用[j]. 油气田地面工程，1999（5）：26-27.[2]蒋生键李勇等.提高有杆泵井机械采油系统效率技术应用[j].特种油气藏,[3]王仲茂等.高新采油技术.北京：石油工业出版社，1998.9.[4]郑海金，邓吉彬，唐东岳，袁林，陈岩. 提高机械采油系统效率的理论研究及应用[j].石油学报.。