抽油机系统效率分析

(二) 抽油量法
在求出抽油机的抽油量后，通过下式可
计算系统效率
η＝
1.134104qpHpm
式中 Hp-－泵挂深度，Ni m；
qp—抽油量，t／d。
（12）
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停机后测得油井自喷量，再按下式计算qp ：
qp= q- qf
（13）
式中 q—开井生产时测得的产液量，t／d；
qf－油井停机后测得的自喷量，t／d。
5、游梁式抽油机节能原理
一、游梁式抽油机的工作特征 二、实际抽油机用电情况
游梁式抽油机的工作特征
1、结构特点 由四连杆机
构实现运动 的转换，将 电机的旋转 运动转换为 光杆的上下 往复直线运 动。如图3所 示。
H＝Hd+ 102(pt- - PC )/ ρm 式中 Hd－抽油机井的动液面深度，m； pt－井口油压，MPa； PC－井口套压，MPa。
（3） （4） （5）
： 实用的系统效率计算公式
实用的系统效率计算公式： η＝ 1.134104 QHmg
Ni
（6）
2、抽油机井系统效率分析
（一）系统效率的分解
般电机铭牌上标的电动机效率是在负载率高于60％的 情况下的数据。
电动机主要功率损失包括：基本铜损，铁芯损耗，通
风系统损耗及轴承摩擦损耗等。
2．皮带—减速箱传动效率η2 减速箱的输出功率与电动机输出功率之比为皮带—减
速箱传动效率。
皮带造成的功率损失为皮带与轮槽的摩擦损失和打滑
损失；减速箱造成的功率损失为轴承损失和齿轮损失。
％
（3）．整个系统效率的最大目标值
有杆抽油系统效率的最大目标值ηmax ηmax＝ηsηw＝62％×62％＝38.4％
综上所述， 有杆抽油系统的最大目标只有38．4％。
4、抽油机井系统效率计算方法
： （一）常规法
实用的系统效率计算公式： η＝ 1.134104 QHmg
Ni
（6）
4、抽油机井系统效率计算方法
η2＝η胶η齿3η轴3＝90％×(98％)3×(99％)3＝82％
抽油机四连杆机构的效率主要是受轴承摩擦损
失和驴头钢丝绳变形损失的影响，轴承效率取 η轴＝99％(3副)，钢丝绳效率取η绳＝98％，故 四连杆机构效率可表示为
η3＝η轴3η绳＝(99％)3×98％＝95％ 于是，
地面效率最大目标值表示为
抽油机井系统优化
抽油机井系统优化
1、系统效率的定义
抽油机井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 做功能量与系统输入能量之比。即：抽 油机井系统的有效功率Ne与输入功率Ni 之比。
η＝Ne/Ni×100％
（1）．抽油机井的输入功率Ni
拖动抽油系统的电动机的输入功率为抽油井的
输入功率。
Ni＝ 3600 np k k1 /(nw tp) 式中Ni－抽油机井输入功率，kW； np－有功电能表所转的圈数，r； k—电流互感器变比，常数；
（2）
k1－电压互感器变比，常数； rn／w－(k有W功．电h)；能表耗电为1 kW．h时所转的圈数，
tp－有功电能表转np圈所用的时间，s。
N （2）．抽油机井的有效功率 e
3．四连杆机构传动效率η3 光杆功率与减速箱输出功率之比为四连杆机构传动效
率。主要的功率损失为轴承损失和钢丝绳的变形损失。
4．盘根盒的效率η4 盘根盒输出功率与光杆功率之比为盘根盒的效
率。其主要的功率损失为光杆与盘根盒中填料 摩擦损失，不同的填料擦力相差10倍。
5．抽油杆效率η5 抽油杆输出功率与盘根盒输出功率之比为抽油
7．管柱效率η7 抽油系统的有效功率与抽油泵输出功率
之比为管柱效率。其主要的功率损失为 油管漏失损失，液体与油管内壁产生的 摩擦损失，油管弹性伸缩损失。
抽油系统的总效率为
η＝ηsηw＝η1η2η3η4η5η6η7 （8）
3、有杆抽油系统效率最大目标值分 析
（1）．地面效率的最大目标值 抽油机系统由电动机、皮带轮、减速器(由3副齿轮和3副轴
ηs=η1η2η3＝80％×82％×95％＝62％
（2）．井下效率的最大目标值
据前所述，抽油系统的井下效率可表示为盘根
盒效率、抽油杆柱效率、抽油泵效率和油管效 率的乘积，有石墨润滑时，盘根盒效率η4＝90 ％，抽油杆柱效率η5＝90％，抽油泵效率η6＝ 80％，油管柱效率η7＝95％。
井下效率最大目标值为 ηw＝η4η5η6η7＝90％×90％×80％×95％＝62
抽油机井在生产过程中，生产情况复杂，比如
油井地层压力较高，抽油机井往往连抽带喷。 如果动液面在井口而套压又大于油压时，按式 (6)计算出的有效举液高度为负值，因而系统效 率也为负值。但现场实践表明，这类井尽管供 液能力很强，但抽油时的产量要比不抽油时的 大，这说明抽油机是做了功的。对这种计算值 与实测结果相矛盾的现实问题，要求研究出新 的计算方法予以解决。
系统效率分为地面效率和井下效率，以
光杆悬绳器为界，悬绳器以上为地面效 率，悬绳器以下为井下效率。可表示为
η＝ηsηw
（7）
式 中 ηηs-w－－抽抽油油系系统统的井的下地效面率。效 率 ；
抽油机井系统效率具体分解见图1。
图1 系统效率分解图
1．电动机效率η1 电动机输出功率与输入功率的比值为电动机效率，一
抽油井口的实际有效功率，又称水功率。 Ne＝QH ρmg/86400 kW
式中 Q－油井实际产混合液量，m3／d； H－有效举升高度，m； ρm－油管内混合液相对密度，103kg／m3。
ρm＝0.66(1-0.1402fw)-2.75 fw－抽油井的含水率，％。 有效举升高度H由下式计算：
杆效率。其主要的功率损失为抽油杆与油管的 摩擦损失、抽油杆与液体之间的摩擦损失、杆 柱弹性伸缩损失。
6．抽油泵效率η6 抽油泵的输出功率与抽油杆输出功率之比为抽
油泵效率。其主要的功率损失为抽油泵柱塞与 衬套之间的摩擦损失、泵漏失损失(又称容积 损失)，原油流经泵阀时由于水力阻力引起的 功率损失(又称水力损失)。
承组成)和四连杆机构(由3副轴承和钢丝绳组成)组成。
查有关的机械工程手册， 电动机最大效率达95％，但是由于抽油机载荷的不均匀及
电动机功率因数较低等原因造成抽油系统的电动机效率最 大只能达到η1＝80％。
皮带轮的效率η胶＝90％，齿轮的传递效率η齿＝98％(3副)，
轴承的效率η轴＝99％(3副)，皮带轮—减速器的效率可表示 为