提高抽油机采油系统效率研究
抽油机井系统效率影响因素及提高系统效率方法
Pt
Pe—抽油机有效功率 Pt—电机输入功率
• 2、系统效率的分解 根据有杆抽油系统工作的特点,可以盘根盒为界,
将整个系统分为地面和井下两部分: 地面效率主要指从电动机到盘根盒之间所有的设备
包括电动机、皮带轮、减速箱、各连杆和盘根盒的效率。
地面 电动机 皮带轮 减速箱 各连杆 盘根盒
井下效率是指从盘根盒以下到抽油泵之间所有设备包 括油杆柱、油管柱和抽油泵的效率。
泵效 %
33.32 44.43 44.67 59.56 15.95 21.27 22.50 30.00
目前白狼城综合日报中计算出泵效的有110口井,其中泵 效小于30%的油井约有50口,这些井日产液量均小于7方, 冲次基本全为8次/分,泵径大都为44泵,建议调整工作参数, 提高泵效;另外有4口井泵效大于90%,这几口井产液量均 大于15方,建议下一步换大泵径抽油泵。
4、国内外系统效率统计 • 有杆泵采油是最目前最主要的采油方式
井数:中国80%,美国85%,俄罗斯75% 产量份额:产油量的75%,产液量的60% • 能耗统计 系统效率:中国26%,美国40%
白狼城34%,魏家楼17% 用电量:占整个油田用电量的25-30% 与世界水平相比则有相当的差距,大量的能量在原油举升 过程中被损耗掉,系统效率的提高还有很大的空间和潜力 如果能够将抽油机的系统效率平均提高 1 个百分点,那么 全国每年将节约近 2亿度电。
• 井下影响因素 (1)杆柱效率:主要是油杆柱磨擦损失和弹性变形损失 (2)油管柱效率 主要是由于油管漏失引起的损失和原油沿油管流动引起 功率损失即水力损失。 (3)抽油泵效率 抽油泵效率影响因素主要有以下几点: 地层因素:地层因素是影响抽油泵效率最重要的因素, 地层能量和渗透率的高低影响液面高低; 沉没度:沉没度(下泵深度)影响泵的吸入量; 油井工作制度:冲程、冲次和泵径影响泵的理论排量; 日开抽时间;油井日开抽时间决定泵的理论排量; 活塞与泵筒之间的密封程度,活塞与泵筒的摩擦; 抽油杆柱和管柱的弹性伸缩影响泵的吸入量。
机械采油系统效率的研究
地面损 失功率 是指 在深井 抽油 过程 中, 地面 抽油 电机与 抽油 机所 损失 的功率 。 它主要靠平均 载荷、 光杆功率 、 冲程 、 冲次、 电机 空载功 率 进行影 响地面损失功率 的消耗大小 。 1 . 2 . 2 有效 功率 有效 功率 是指在 深 井抽 油过程 中, 将 一定排 量的 井下液体提 升 到 地面所 损失的功 率。 它的主 要影 响 因素 是液体 的质量 与井 斜长度 、 抽 油
引言 果 显示实测 功率为3 5 4 9 K w, 理论 功率为3 5 1 2 K w, 功 率之间的误 差仅有 6 % 。 目前, 我 国在油井 采油的方 式都是 利用有杆泵往 复方式进行。 在有 0. 杆泵往 复采油 方式 简单 , 操 作方便 , 而且维 护成本较 低 , 是我 国大部 分 4 . 案例分析 采油 生产方 式 。 在 计算有 杆泵 采油的 方式 中所 产生的功 率 与影响 因素 2 0 0 1 年 在西 北 油 田区域 中有 1 4 6 口深 井在 实践 应 用 了以最 低 成 比较 , 所产生的 函数 比知道一种新方法 。 这种 新方法是 以最低成 本与消 本与 最低 消耗 能源 的一种 新 方法 。 它 的平均 机采 率从 2 5 . 6 4 %提 高到 耗能源 最低为 目 的根 据机采参 数设计 的一种 采油机制 4 6 . 3 7 %, 平均产量 由2 4 . 1 6 t / d 提 高到2 7 . 1 5 t / d .
电机 的冲程、 冲次等 因素影 响有效 功率的消耗 大小。 1 . 3 各种功率预 期影响因素的函数关系 在深 井进 行机械 采 油过程 中, 有杆 泵抽 油系统所 消耗 的功率 与影 响 因素之 间的函数 关系如下, 其 中, P u 代表地面损 失功 率 , s 为 电机 的冲 程, n 为电机 的每分 钟冲次 , P d 为 电机的空 载功率 , P r 为粘滞 损失的 功 率, m为 管径杆径 比 , P i 为电机 输入 功率 , 以下各种 功率预 期影 响 因素
抽油机井提高系统效率方法探讨
及 变 频调 速 装置 ,以及 进 行稀 土 永磁 电动机 改造 试 验 等 方面进 行降 低 能耗 、提 高系统 效率 的 试
验 , 见到 了较 好 的效 果 。 在提 高抽 油 机 井 系统 效率 方 面总 结 了现 场 比较 实用 的方 法 ,为 节能 降 耗 工作提 供 了一 定的 可供借 鍪的经验 。 关键 词 抽 油机 系统 效率 技 术管 理
1 系统 效 率 影 响 因素 分 析
1 1 抽 油 设 备 对 系 统 效 率 的 影 响 . 1 1 1 电 动 机 部 分 功 率 损 失 . .
理 论 研 究 表 明 ,抽 油 机 工作 时 , 当其 工 作 负
作 者 简 介 : 赵 玉 波 ,2 0 年 毕 业 于 东 北 电力 大 学 ,助 理 工 程 师 ,从 05 事 电 力 管 理 工 作 , E m i t n 0ga@p t c iacr.n 地 址 : - al i y“ hj er hn . n c , : a 0 o
的 1 .%上 升 到 1 . , 上 升 了 28 百 分 点 。 47 75 % .个
O—— 深 井 泵排 量 系数 ,%; L H — — 有效 扬程 ,I n ;
Q弹— — 深 井 泵 理 论 排 量 ,m /; s
| 0 —— 液体 密度 ,k / g ; m
抽油机井系统效率分析及提高对策
文章编 号 :17 — 7 (02 80 6 —3 6 10 1 2 1)0 —0 6 0 1
抽 油机井 系统效 率分析及提 高对 策
李天云 ,丁建 军 ,张来雁 ,魏东红
( 中国石油吐哈油 田公 司吐鲁番采油厂 ,新疆 鄯善 880) 系统效率低 的原 因 ,提出 了提 高系统效率的措施 ,达到节能降耗 、提高经
夜 间厂 区生活用水 偏少 ,而 二氧化氯 的发 生量仍 与 白天一
收稿 日期 :2 1一 l —0 01 2 2
【 :郭霄] 编辑
样投加 ,造成管 网余氯值偏 高 ,对铁材 质的管 网氧化 出现
6 6
中国设备工程 l 0 8] 2 1 年0 Y 2
节 能 与环保
厂 田 广 皮带和减速箱 效率 ; 四连杆机构效 率。 ()应用高效永磁 电机 。根据抽油机 的工作特性 ,近几 3 年积极推 广应用永 磁同步 电动 机 。平 均有功 节电率62%, .1 平均综合节电率达l . %,平均系统效率提高2 6 95 7 . %。 2 ()做好设 备 的 日常维护保养 ,加 强地 面设 备 的保 养 4 维护 ,确保设备 良好的工作状况。
济效益 的 目的。
关键词 :抽油机井 ;系统效率 ;影 响因素 ;节能抽油机
中 图 分 类 号 :T 93 . E 3 +1 文 献 标 识 码 :B
石油开采企 业如何提 高抽油机 井系统 效率 ,对于其节 能降耗 、提高经济效益具有十分重要 的意义 。
一
抽 油机工作过 程 中负荷 是不 断变化 的 ,因而其瞬 时输 入 功率 、光 杆功率 、输出功率 等也是不 断变化 的 ,相 应 的 各 种瞬 时效 率也是不 断变化 的。为 了便 于研究 ,将有 杆抽 油系统及 各部分 的效 率指定 为抽油机 每工作一 个周期 的平
提高抽油机系统效率的方法及措施简介
提高抽油机系统效率可以降低能耗,减少环境污染,提高油田的经济效益和社 会效益。
目的和意义
目的
通过采取一系列措施,提高抽油机系统效率,降低能耗和成本,提高油田的经济 效益和社会效益。
意义
提高抽油机系统效率是油田可持续发展的重要保障,也是实现绿色、低碳、环保 发展的重要途径。同时,提高抽油机系统效率还可以减少环境污染,提高油田的 社会形象和声誉。
对实施过程进行监督检查,确保各项措施得到有效执行。
持续改进,提高系统效率
数据分析
01
对抽油机系统的运行数据进行实时监测和分析,找出存在的问
题和改进空间。
优化调整
02
根据数据分析结果,对系统进行优化调整,提高系统效率。
经验总结
03
对实施过程中积累的经验进行总结,不断完善和提高抽油机系
统效率的方法和措施。
设备维护保养不及时,导致设备故障 率增加,影响系统效率。
管理因素
管理制度不完善
缺乏有效的管理制度和监督机制,导 致设备维护、员工操作等方面出现问 题,影响系统效率。
培训不足
员工缺乏必要的技能和知识,无法正 确操作和维护设备,影响系统效率。
03
提高抽油机系统效率的方法
优化设备配置
01
02
03
选用高效科学合理的管理制度,规 范操作流程,确保抽油机系统 的安全运行。
加强设备维护保养
定期对抽油机系统进行维护保 养,延长设备使用寿命,提高
运行效率。
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根据油井产液量、含水率 等实际情况,合理调整抽 油机的工作制度,包括泵 径、冲程、冲次等参数。
优化抽油机平衡
通过调整抽油机的平衡块 位置,使抽油机在上下冲 程中均能保持较高的效率 。
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。
提高抽油机系统效率的措施
提高抽油机系统效率的措施摘要:目前在全球范围内,抽油机采油系统是传统石油工业的采油方式之一,也是迄今在采油工程中一直占主导地位的人工举升方式。
抽油机工作运行原理比较简单,就是将电动机的旋转运动,通过皮带、减速箱、曲柄连杆机构,变换为抽油杆和抽油泵的上下往复运动。
在这个过程中,涉及多个环节,均存在效率损耗的过程,多个效率的叠加导致抽油机系统低。
所以提高系统效率不仅仅是单项环节的提高效率,而是整体匹配、规划、管理的综合方法,可以从提高地面系统效率和井下系统效率两方面进行研究。
关键词:系统效率;抽油机;可行性方法引言目前油田油井的平均机抽采油效率相对较低,探讨目前抽油机机抽效率不高的原因,其主要是缺少科学高效的技术装备,抽油机抽油系统的设计是影响油井管理水平的直接原因。
游梁式抽油机-有杆泵机械采油方式是目前主要的生产方式。
查阅资料得出有杆泵抽油井平均系统效率基本保持在22%左右。
这个效率相对较低,其中机械采油系统造成了大量的机械损耗,且能耗居高不下,这与油田降本增效的生产方向相悖。
那么如何提高机械采油井的系统效率,进一步节约能源,降低生产的成本是目前亟待解决的重要问题。
因此本文的探讨就是为了此目的,希望能够提供一定的借鉴作用。
1抽油机机井系统效率概述1.1系统效率定义抽油机是将地面电能传递至井下,进一步将井下的液体举升至井口,在整个抽油机系统工作过程中就是能量转化的一个过程,伴随着能量转化就一定存在能量的损耗。
因此可以知道抽油机系统效率就是抽油机有效的功率与抽油机输入功率之间的比值。
那么要进一步提升抽油机效率就应该进一步提升抽油机的有效功率。
然而抽油机的有效功率则是指在一定扬程H下,进而将井内液体输送到地面所需的功率。
这里面就有很多变量影响有效功率。
例如油井的产液量、油井的液体密度、有效扬程等因素。
那么何为抽油机的输入功率呢,知道输入功率也就是电动机带动机械采油设备运转所产生的功率。
该功率主要是根据电动机自身性能所决定。
提高抽油机井系统效率的有效对策
提高抽油机井系统效率的有效对策随着石油资源日益枯竭,提高抽油机井系统的效率变得尤为重要。
只有通过有效的对策,才能更好地利用地下资源并降低能源消耗。
以下是一些提高抽油机井系统效率的有效对策。
1. 完善设备维护计划:定期检查和维护抽油机井设备,确保其正常运行。
这包括清洗和更换油管、检查接头和密封件等。
通过定期维护,可以及时发现潜在问题并采取正确措施,从而避免系统效率下降。
2. 优化泵杆设计:泵杆是抽油机井系统的关键部件之一。
优化泵杆的设计,可以减少能量损失和泵杆振动,提高抽油机井系统的效率。
可以改善泵杆材料的强度和刚性,降低泵杆的重量和摩擦损失。
3. 提高油井的生产能力:通过改进油井的设计和操作,提高其生产能力,可以提高抽油机井系统的效率。
可以采用增加油井抽采压力、调整油井口径等方法,提高油井的产能。
还可以改善油井的注水和采油工艺,增加油井的输出率。
4. 优化抽采工艺:抽采工艺的优化也是提高抽油机井系统效率的关键。
可以通过改进抽油机井系统的控制策略、调整抽采参数等,实现系统的最优化运行。
可以根据油井的产能和液位情况调整抽油机的运行参数,保持系统的稳定工作状态。
5. 应用先进技术:随着科技的不断进步,很多先进技术可以用于提高抽油机井系统的效率。
可以采用智能化监测系统,实时监测抽油机井系统的运行状态,及时发现并处理故障。
还可以应用物联网技术、大数据分析等,对抽油机井系统进行优化调控,提高系统的效率和稳定性。
6. 培训操作人员:抽油机井系统的操作人员是保证系统高效运行的关键。
培训操作人员,提升其技能水平,可以提高抽油机井系统的效率。
操作人员需要了解抽油机井系统的工作原理、设备维护方法等,能够及时处理系统故障并调整系统参数。
通过完善设备维护计划、优化泵杆设计、提高油井的生产能力、优化抽采工艺、应用先进技术和培训操作人员等对策,可以有效提高抽油机井系统的效率。
这些策略的实施不仅能够减少能源消耗和环境污染,也能够更好地利用地下资源,实现可持续发展。
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
提高抽油机井系统效率的理论分析与对策措施
的影 响很 大 , 从而 影 响系统 效率 。 223 抽 油杆 尺寸 对耗 能 的影 响 ..
下 泵 深度 L以及 抽 油 杆 尺 寸 也 同样 对 油杆 抽 油
泵效 )%; ,
p一 液 体密 度 ;gm ; _ k/
g — 重 力加 速度 , / 。 — ms 从 公式 可 以看 出 , 汲 参 数 一 定 时 , 效 功 率 主 抽 有
一
有 效扬 程 ( 举 升高 度 ) 抽 汲参 数 ( 和 S 不 同 , 或 , r l ) 有
p 理 — 深 井 泵 理 论 排 量 , /; — m3 s
— —
深井 泵 排量 系 数 ( 油 工 艺 中常称 之 为 采
杆抽 油 系统 效 率 不 同 , 且 差 别 显 著 , 别 是 对泵 效 而 特
要受 有效 扬程 与深 井泵 排量 系数 的影 响 。
一
一L 一
系统 产生 影 响 。较 重 的抽 油杆 柱能 耗 较大 , 论 哪一 无
种 杆 柱 , 着 冲程 长 度 的 增 加 , 速 下 降 , 能 耗 下 随 冲 其
降 : 于某一 特 定 的杆 柱有 某 一最 小 冲程 才能 使 其耗 对
抽 油机 负载 特性 造成 的 , 抽 油机 电动机 在一 个 冲程 速 ” 基础 , 使 为 应用 机采 系统 效率 优化 技术 , 高系统 效 提 里相 当一部 分 时间里 处 于轻载 运行 , 一个原 因是 设 率 , 另 降低单 耗 。 年来我 们结合 检泵 作业对 2 I 几 7 V油井
设备 ) 以及抽 汲参 数 多少 , 随着 有效 扬 程 的增加 , 系统 效率都 增 加 。 当然 , 们之 间并 非线性 关 系 , 它 随着 有效
提高抽油井系统效率方法论文
提高抽油井系统效率方法初探摘要:本文通过对影响抽油井系统效率诸因素的简要分析,应用现场调节平衡度、使用节能电机和加强现场管理等手段,在提高抽油井系统效率方面进行了有益的尝试。
关键词:抽油井系统效率平衡度节能电机一、抽油机系统效率的影响因素分析在各种石油开采方式中,机械采油在世界范围内都占主导地位,其能耗在原油生产过程中所占比例也是最大的。
研究机采系统损耗和原因,找出相应的技术措施,对提高机采系统效率,降低能耗具有重要意义。
抽油井的系统效率与抽油机的输入功率、光杆功率、系统的有效功率等因素有关。
其定义为+抽油机的有效功率与输入功率的比值。
根据抽油机系统工作的特点,其系统效率可分为地面功率和井下功率两个部分。
以光杆悬绳器为界,以下直至抽油泵,再由抽油泵到井口的效率为井下效率;悬绳器以上的机械传动效率和电动机运行效率的乘积叫地面效率;地面效率和井下效率的乘积是整个抽油系统的系统效率。
地面部分的能量损失主要发生在电动机、皮带和减速箱、四连杆机构中。
井下部分能量损失主要发生在盘根盒、抽油杆、抽油泵和井下管柱中。
不难发现,影响抽油井系统效率因素很多,不仅受抽油设备和抽汲参数的影响,还与井况和油井管理水平的有密切关系:即产液量、拖动系统、抽油机平衡和有效扬程等因素都对系统效率有重要影响。
二、抽油机平衡度的试验和测试1.抽油机平衡度能效分析由于抽油机在实际工作过程中,上下冲程的载荷很不均匀。
抽油机驴头悬点下冲程时,使得平衡重从低处抬到高处,从而增加了平衡重的位能。
为了抬高平衡重,除了领先抽油杆柱下落所放出的位能外,还需要电动机作功,以消除下冲程中电动机发电运行的现象。
在悬点上冲程时,平衡重由高处下落,把下冲程时储存的位能释放出来,帮助电动机去提升抽油杆柱和液柱,从而减少了电动机在上冲程和下冲程给出的能量,如果平衡重和平衡方式选择合适,不仅可以使电动机上冲程和下冲程给出的能量相等,并且使曲柄轴扭矩变化很小,使电动机、减速箱的载荷均匀,改善系统的工作状态,减少能耗,提高效率。
抽油机井系统效率研究
抽油机井系统效率研究摘要:油气田开发中,普遍存在运行成本过高,系统效率较低等问题,本研究从抽油机井系统效率基本理论出发,对系统效率进行了分解。
重点对各部分分解效率的理论计算模型进行了分析,得到了系统效率的回归方程,并进行了预测研究,得出了影响地面系统效率的主要因素为电动机效率和皮带传递效率。
因此,提高抽油机井的系统效率,需要选择合适的电动机、合适的皮带松紧度、以及合理的抽汲参数组合。
关键词:抽油机井系统效率地面效率回归方程结合油田实际,通过对系统效率的研究,分析影响抽油机井系统效率的主要因素,从而提出提高系统效率的技术对策以指导实际生产,对于油田的节能降耗、原油增产及提高其经济效益都具有重要的意义。
结合油田实际,通过对系统效率的研究,分析影响抽油机井系统效率的主要因素,从而提出提高系统效率的技术对策以指导实际生产,对于油田的节能降耗、原油增产及提高其经济效益都具有重要的意义。
1 电动机功率1.1 电动机输入功率拖动抽油机的电动机的输入功率即抽油机的输入功率。
根据输入电流电压可由下式计算输入功率。
式中,为电动机输入功率,kW;为输入电压,V;为输入电流,A;为电动机的功率因数。
也可由下式计算。
式中,为电动机输入功率,kW;为有功电能表所转的圈数;为电流互感器变化;为电动机的额定功率,kW;为有功电能表转圈所用的时间s。
1.2 电动机输出功率式中,为电动机输出功率,kW;为电动机平均转速,r/min;为电动机平均输出扭矩,N·m。
式中,为电动机轴弹性模量,=2.1×1011N/m2;为电动机轴泊松比,小数;D为电动机轴直径,m;为电动机轴实测平均应变值,小数。
由电动机输出轴扭矩和电动机转速可以求电动机的输出功率,即: 式中,为电动机的输出功率,kW;为电动机的输出轴扭矩,kN·m;为电动机转速,r/min;为电动机的角速度,rad/s。
2 减速箱输出功率式中,为减速箱输出功率,kW;为减速箱输出轴平均转速,r/min;为减速箱平均输出扭矩,N·m。
提高抽油机井系统效率方法论文
提高抽油机井系统效率方法探讨摘要:分析了抽油机系统效率主要影响因素,即抽油设备、抽汲参数和技术管理等因素对系统效率有着较大的影响,并采取适时调参、应用低转速电机及变频调速装置和优化抽汲参数设计等措施,可提高抽油机井系统效率。
关键词:抽油机;系统效率;技术管理中图分类号:te933 文献标识码:a 文章编号:有杆抽油系统效率的高低,对能耗影响较大【1】。
由目前测得系统效率数据可知,部分井系统效率偏低,主要表现为:参数匹配不合理,“大马拉小车”现象比较严重,油井产液量均较低,电机负载率低于60%,使电机处于轻载运行,这时电机部分的损失远远大于10%;泵况差,举升高度小;部分井因供液能力增加,原抽汲参数偏小,举升高度变小,导致系统效率低等原因。
为此,建议对部分井换上功率小一级的电机或随作业更换大泵等针对性措施,提高系统效率。
一、抽油机系统效率应用有杆抽油系统的目的是将地面的电能传递给井下液体,从而举升井下液体。
整个系统工作时,就是一个能量不断传递和转化的过程,在能量的每一次传递时都将损失一定的能量。
从地面供入系统的能量扣除系统的各种损失以后,就是系统所给液体的有效能量,这一为将液体举升至地面的有效作功能量与系统输入能量之比即为抽油机系统效率。
抽油机系统效率公式:η=×100% ,(1)η=qhρg/86400p有功×100%,(2)式中;p水—抽油机有效功率,kw;p入—抽油机输入功率,kw;式中:q—日产液,t;h—举升高度,m;p有功—电机的消耗功率,kw。
由于能量在转换和传递过程中总会发生不可避免的损失,在此过程中如果损失的能量小,则可获得较高的输出能量(有效功率p水),系统效率就会越高,反之,系统效率越低。
要提高抽油机系统效率,就要努力减少抽油系统各部分的功率损失。
系统效率与油井本身条件密切相关,在油井条件一定的情况下,主要受以下因素影响。
二、影响因素2.1抽油设备功率损失(1)电机部分。
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。
提高抽油机井机采系统效率研究与现场应用
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提高抽油机井机采系统效率研究与现场应用
孙 伟 王继强 盖 峰 许开杰 钟卫修
( 中石化胜利油 田分公 司桩西采油厂 ,山东 东营 , 5 2 7 273 )
[ 要1 摘 抽油机井机采系统效率的高低是衡量机采设备能耗的重要指标,目前机采系统效率总体水平不高,主要原因为地面因素和井下因素
1存 在 问题
抽油机井具有泵下入深度 、抽汲排量选择范围大的特点 ,在石油 开采 中被广泛采用 , 但是 随着油 田开发对加强成本控制要求越来越严 格. 机采井系统效率低所导致的无功生 产成本消耗大的特点越来越 突 出, 尤其是低效机采井在 高成本 的条件下很难产生效益。综合分析影 ‘ 响抽油机机采系统效率低 的因素主要有 以下几个方面 : ( ) 1 地层供液不足、 管柱设计不合理 、 抽油井 泵生产状况不合理 等因素影响。 () 2 地面设备设施不匹配、 设备老化严重 、 备能耗高因素影响。 设 ( 3)管理因素影响。
41目标实施 . 通过对采油 四队系统效率偏低 的抽油机井进行分析 , 对症下药 , 目 前见到 了一定的成效 ,与 2 l 0 0年相 比,系统效率由 2 . % 9 3 上升至 2
的影响 。地面配套 工艺设备的优化、井下生产系统的设计水平及油井管理水平的提高 的措施 ,对提高抽油机井机采系统效率有着重要 的作用 。 [ 关键词】 机采井系统效率 地面效率 井下效率 影响因素 中图分类号:F0 . 文献标识码:A 4 36 文章编号:10 — 1X( 0 2 20 3 — 1 0 99 4 2 1 )0— 0 7 0
4 效 果 实 施
④
抽油机井系统效率影响因素及提高方法
抽油机井系统效率影响因素及提高方法摘要:从技术管理和运行参数两方面入手,分析了影响抽油机井系统效率的各项因素,并在设备、参数调整、日常管理等方面提出了提高机采井系统效率方法。
抽油机抽油机井系统效率是指抽油系统在一段时间内用于举升液体所消耗的有用功功率与电动机输入功率的比值,表达了该抽油机井的总体效益和能量的综合利用情况。
关键词:抽油机井;系统效率;影响;对策一、影响因素抽油机井系统效率影响因素多,管理难度大。
从系统效率指标完成情况及理论计算,对机采井系统效率影响因素进行了全面剖析,其影响因素主要有以下几方面。
1.1技术管理抽油机在运行过程中,技术管理对抽油机的运行参数、设备匹配等都起到一定的制约作用,因此对系统效率影响很大。
(1)机型。
由于地下油层的各种情况是动态变化的过程,机采井实际采液也随之变化,随着油田开发的进一步深入,产液量逐步下降,部分老井机型偏大,影响系统效率。
(2)抽油杆。
抽油杆工作时,不仅传递轴向拉压载荷,还传递轴向位移、速度和加速度。
抽油杆在井下刚度相当低会引起杆柱的弯曲,使杆柱与油管柱产生接触摩擦,加大悬点载荷,随抽油杆直径增加,抽油杆重量增加,其悬点载荷增大,系统能耗加大,系统效率下降。
(3)功率利用率。
目前,油田上普遍以游梁式抽油机为主,由于抽油机负载为周期性变化负载,同时考虑抽油机启动转矩及峰值电流等因素,投产时设计电动机往往偏大,产生载荷过低现象,造成电动机运行效率较低。
(4)平衡率。
当抽油机不平衡时,上冲程中电动机承受着极大的负荷,下冲程中抽油机反而带着电动机运转,从而造成功率的浪费,降低电动机的效率和寿命。
随着开采时间和井况的变化,抽油机井的平衡状态也随之变化,抽油机井系统的平衡度对抽油机井的系统效率影响较大。
1.2运行参数(1)高沉没度。
随着举升高度的增加,系统效率也增加。
当下泵深度一定时,随着举升高度的增加,而抽油泵的沉没度逐渐变小,导致抽油泵的排量系数下降,使抽油泵产量减少,进而影响系统效率的提高。
提高抽油机井系统效率的理论分析与对策措施
由于抽 油 系统 的地 面效 率损 失 主要发 生 在 电动
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测环 空压 力 和 E D.有 利 于 提高 大 位 移 井 的成 功 C 率. 降低 钻井 风 险 。措 施三 : 在采 油 工 艺上 , 以电潜 泵举 升 方式 为主 .对高 产 油井 选 用 自喷一 电潜泵 一
抽 油机 的地 面效 率 :光杆 功率 与 电动机 输入 功
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提高抽油机采油系统效率研究
從油田公司的发展到现在,油田开采是一项非常危险的工作。
今天的经济发展促进了中国科技水平的提高,也促进了油田开采相关采矿技术的优化和发展。
目前,中国的油田采矿工作往往有石油浪费。
在此基础上,有必要采用抽油机采油系统节能技术,最大限度地利用地下剩余的石油资源,以尽量减少石油浪费。
另一项研究的重点是抽油机的石油生产系统的节能技术。
本文主要针对提高抽油机采油系统效率进行简要分析。
标签:抽油机;采油系统;效率
1抽油机节能技术概述
在我国油田开发过程中,最重要的是提高抽油机的利用效率。
在此基础上,有必要降低抽油机的功耗。
抽油机工作最重要的是严格确保泵送液体的产生。
平衡的供应和生产,以及泵单元的负载与电机的输出功率相匹配,以尽可能地减少无功功率损耗。
因此,抽油机的节能技术主要从两个方面进行,一个是变频调速,另一个是机械调节。
其中,变频调速模式主要通过安装节能控制箱来实现。
通过节能控制箱,控制电机转矩的三个值,收集井下叶片值和输出功率,以减少电压增加的发生率。
节能控制箱主要用于控制采油系统的内圈,外圈和中圈。
但是,这项技术对相关人员来说更加困难,因此相关人员应提高自身技术水平,不断加强抽油机抽油技术的综合素质。
2抽油机采油系统效率
抽油机采油系统效率为系统输出功率与电动机输入功率的比值。
通过计算或测试油井产量、泵的有效扬程,可计算得到系统的输出功率;通过悬点运动分析,根据其他参数计算悬点载荷、曲柄轴净扭矩等,求得系统的输入功率,进而求得系统效率。
抽油机采油系统效率的计算式为
式中:N2——抽油机采油系统输出功率,kW;
N1——抽油机采油系统输入功率,kW。
2.1系统输入功率
2.1.1抽油机悬点运动规律
以游梁式抽油机为例,应用复变函数法精确分析得到抽油机悬点的运动规律,即悬点的位移、速度和加速度。
2.1.2悬点载荷
全面考虑抽油杆柱自重、泵活塞上的油柱重、抽油杆柱所受浮力、油井中液体对活塞底部的压力、抽油杆柱和油柱运动所产生的惯性和振动载荷,柱塞和泵筒间、抽油杆接箍和油管间的半干摩擦力,抽油杆柱和液柱间、液柱和油管间以及油流通过抽油泵游动阀座的液体摩擦力,计算得到悬点载荷,也可实测示功图。
2.1.3电动机输入功率
根据悬点载荷、抽油机各部件的自重及平衡情况等,利用曲柄轴的净扭矩(输出扭矩)进行计算得到电动机的平均输入功率即系统的输入功率,也可实测。
2.2系统输出功率
系统输出功率可由式(2)求得:
式中:Q——油井产量,考虑泵的理论产量、泵漏失、地面油气比、泵的冲程损失、液
体收缩系数和体积系数、泵的充满情况等因素计算得到,m3/d;H——举升高度或泵的(有效)扬程,m,
ρL——井液密度,kg/m3。
对于生产井进行测试和计算系统效率或对油井进行参数优化设计时计算系统效率,都可以采用以上方法。
但因计算涉及参数过多,根据该计算方法不能定性或定量分析某些参数对系统效率的影响。
3系统效率影响因素分析
用功能原理建立系统效率计算的数学模型,综合分析各主要因素对系统效率的影响。
3.1系统效率计算功能原理法
计算中所需量的名称和单位见表1。
悬点下冲程时,要把平衡重从低处抬到高处,增加了平衡重的位能。
为了抬高平衡重,除了依靠抽油杆柱下落所放出的位能或下冲程悬点载荷对抽油机所作的功Wsd外,还需要电动机付出能量。
平衡重中所储的能量为抽油杆柱下落所放出的能量与输入至电动机的电能传递到减速器输出轴上的能量之和。
设hfs和hmg分别是四连杆机构效率和电功输入→电动机→减速器输出轴的转化和传递效率,电动机在下冲程中输入电功是Wmd,则平衡重所储的能量Wb为
上冲程时,电动机输入的电功和平衡重下落放出的位能都用来提升抽油杆柱和液柱向上运动,即电动机的输入电功通过电动机转化为机械功后,经过皮带传动和减速器传到减速器输出轴(曲柄轴)上,和平衡重放出的位能一起通过四连
杆机构传递后,来提升悬点载荷,对悬点做的功或克服悬点载荷所做的功为Wsu。
3.2系统效率影响因素分析及提高系统效率的措施
应用功能原理分析抽油机采油系统效率的影响因素:
1)由式(14)可知,当油井产量、动液面深度、油压和套压不变,即油井处于稳定工作状态时,系统的输出功率不变。
2)由式(15)可知,系统的输出功率决定于产量、油层中部深度和井底流压。
对于每口油井,油层中部深度一定,井底流压又与油井产量有确定的关系,所以对于任意1口油决定于产量,产量确定,则输出功率确定。
3)由式(14)和式(15)可知,其他因素不变,当下泵深度增加时,分母中的第1、3项都增大,因而输入功率增加,系统效率降低。
所以,在满足一定泵吸入口处压力的条件下,应尽量减小下泵深度。
4)当产量不变时,输出功率不变,同时泵活塞面积、冲程、冲速的乘积()FSn基本不变。
当增加泵径时,可以减小抽汲速度()Sn,此时式(14)和式(15)分母中的第1、3项减小,第2项不变,所以系统输入功率减小,系统效率增加。
因此,在一定条件下可采用较大泵径、低抽汲速度,以提高系统效率。
5)其他条件不变,当电动机、皮带传动、减速器效率增加时,系统效率增加。
6)其他条件不变,当四连杆机构的效率增加时,式(14)和式(15)分母中的第1、2项减小,可认为第3项中的两项加数的增减相抵消,即第3项不变。
而四连杆机构效率增加时,系统效率增加。
4结论
4.1根据系统效率的定义,系统效率已有相应的计算方法。
由于计算中用到的参数多,系统效率不能写成各油井生产参数和抽汲参数的函数,即使写成,此函数也是很复杂的超越方程,无法定性或定量分析油井生产参数和抽汲参数对系统效率的影响。
4.2应用功能原理可以得出系统效率与油井生产参数、抽汲参数的函数关系,并且可以进行定性分析,为提高系统效率、实现机械采油系统的节能降耗,提供理论上、方向性的指导具有重要意义。
4.3在满足一定泵吸入口处压力的条件下,尽量减小下泵深度,而并非“深抽”。
4.4在一定条件下可采用较大泵、低抽汲速度,而并非“长冲程、低冲速、小
泵深抽”。
参考文献
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