[学习]提高抽油机井系统效率

•②对有游梁抽油机电机做负功的合理解释： • 对于非节能抽油机而言，其本身的结构设计就允许其做负功，这 是一种正常现象；对于节能抽油机而言则是因为其失去平衡而出现了 做负功，这是一种不正常现象。
•
•3、建立利用抽油机净扭矩曲线分析电机工况的理论方法
• 节能抽油机：对于有游梁的抽油机而言，指在平衡状态下，只要 是满足其净扭矩曲线波动范围小（与常规机比较）、且趋于平稳，无 负净扭矩值出现的抽油机，我们将其称为节能抽油机。
•技术指标及要求： •⑴保证其过流面积较常规大流道泵增加10%。 •⑵借助于力学理论设计达到强制迅速开启、关 闭定向运动的目的 •⑶提高泵效8-10个百分点。
•
•四、现场试验情况
•1、应用江苏瑞达软件优化设计30口井（水驱25口，聚驱5口 •）30口井的平均系统效率为37.90%，较优化前的22.29%提高了
•对近年的101口换泵井进行了计算现将c值的结果进行分类
c<0.8 井数
3
0.8≤c< 0.90 井数 21
0.90≤c≤0.95 井数 71
0.95<c<1.0 井数 6
•c值的变化范围在（ 0.8≤C≤0.95）内 •结论 :我厂推荐使用ξ=0.8；c=0.9
•
• 2、完善了机采井的产量预测方法
55
76
前
CYJY
ZYCYT280S-8/12
37
76
N3-50-P29
后 10-4.2-53HB ZYCYT280S-8/12
37
76
25
736 83 746 5.5
4
25
721 70 740 5.5
4
25
860 70 880 5.5
4
22
860 57 880 5.5
4
22
979 57 1002 3.6
•
• 2、完善了机采井的产量预测方法
•②油井的完善性和非线性渗滤的整体校正 :
• 在兼顾到油井完善性的基础之上引入了一个整体校正系数ξ
•式中： —理想完善井的流压。
•ξ值的校正： •通过对312口测试资料较全井进行的计算结果显示ξ值的变化范围见下表
ξ<0.6 井数 7
0.6<ξ≤0.75 井数 74
10
N2-6-B28
11
N8-1-F28
12
N5-20-430
13
N6-10-734
平均
相对误差
•研究成果预测情况统计表
原预测值
流压 (MPa)
产液 (m3/d)
现预测值
流压 (MPa)
产液 (m3/d)
拟合值
流压 (MPa)
产液 (m3/d)
措施后情况
流压 (MPa)
产液 (m3/d)
3
83
3
63
•
•4、研发了强制开启、关闭的速开凡尔
• 在借鉴国内外增效阀尔和可捞式固定阀尔可提高泵效的基础上，我 们开发研制了强制开启、关闭定向运动的速开凡尔。 • 设计原理：增大阀尔球的局部阻力以达到增加球上纵向作用力的目 的，设计依据为 ，在此增加了定向运动的扶正导向机构。
• 实现过程：如图所示，通过改变阀尔球的结构设计达到了增加局部 阻力的目的，借助于扶正爪实现了定向运动。
前
JO02-82-6 40
62 22 57
857.26
3
9 99.21 389.80
N7-2-224
瑞达
CYJ 10-3-37B
Y280S-8
37
62 22 70
870.00
3
4.7 78.14 477.50
成果
Y280S-8
30
62 22 70
870.00
3
6 99.75 387.16
前
YCY280S-6 45
1.15
1.4
•
•3、建立利用抽油机净扭矩曲线分析电机工况的理论方法
•⑴常规游梁式抽油机净扭矩曲线与电机功率曲线的比较
•电机的功率曲线与抽油机净扭矩曲线的变化趋势是吻合的。 •⑵成果: •a总结出了应用抽油机净扭矩曲线来判断电动机工况的方法; •b对常规游梁式抽油机电机做负功的现象做出了合理的解释。
37
62
22 44
980.00 4.2
6
55.18 477.50
前
Y280S-8
37
62
22
57
898.79
3
9 99.21 477.50
N8-1-321
瑞达
CYJY 10-3-37HB
Y250M-12 24
62
22 70
880.00
3
4.4 73.15 467.76
成果
Y280S-8
37
62 22 70
建立理论方法
完成
预测值的相对误差≤1.5%。
提高系统效率10.1%
水驱20，聚驱5
提高15.61%
水驱30 低磨阻泵10台 速开阀尔10口井
提高系统效率 10%
提高11.47% 提高10.14%
•试验井计划平均提高系统效率10个百分点，完成11.77个百分点；
•试验井计划平均单井年节电达到2.0×104KW.h，完成2.83×104kW.h 。
•
• 2、完善了机采井的产量预测方法
• ⑴广义IPR方法 •研究的条件：静压>饱和压力>流压
• ⑵研究成果
•
• 2、完善了机采井的产量预测方法
•①广义IPR方法产生误差的原因分析： • 所用产量预测公式，其适用范围被拓宽。 • a将只适用于完善井的公式直接的应用到了不完善的 井中。 • b将只适用于线性渗滤的公式应用到了非线性渗滤的 井中。 • c将只适用于溶解气驱方式下，且采出程度≤14%时 的c=0.8直接应用到了产量预测方程中。
79.1
39
3
126
11
N8-1-F28
137
75.7
76.5
3
183
12
N5-20-430
21
81.8
72.2
3
61
13
N6-10-734
48
84.8
100.3
3
80
平均
51
74.7
65.6
3
80.2
相对误差
18.04
措施后情况
流压
产液
(Mpa)
(m3/d)
2.5
65
2.6
63
1.5
68
1.95
50
15.61%；吨液耗电降低1.906KW.h。
•
井号
机型
聚驱试验井设计结果
电机 型号
功率 KW
油管 规范 mm
抽油杆
规范 mm
长度 m
抽油泵
泵径 泵深
mm
m
冲程 m
冲次 n/mi
n百度文库
N2-1-P127
前
CYJY
后 14-5.5-89HF
Y315M-8 Y315M-8
75
76
75
76
N3-1-P131
前
•
•3、建立利用抽油机净扭矩曲线分析电机工况的理论方法
•实测净扭矩曲线：是针对具体抽油机结构应用实测功图来计算并绘制 的净扭矩曲线。
• ①应用实际与理论净扭矩曲线的对比可分析电机工况： • a油井结蜡导致电机负荷增大，上、下行时实际扭矩增加；
• b抽油机平衡发生变化电机做负功值增加，净扭矩负值增加。 • c抽油机工况变差电机做负荷减小，上行时实际扭矩减小，下行时实 际扭矩增加。
抽油泵
油管 抽
规范 杆 泵径
泵深
冲程
冲 次
理论 排量
电机 扭矩 N.m
前
YCY280S-6 45
62
19
44
946.75 3.6
8
63.06 438.52
N8-20-640
瑞达
CYJY 10-4.2-53HB
Y250M-12
24
62
22
57
980.00 3.6
4
52.91 467.76
成果
Y280-8
井数
123
•抽油机井地面、井下效率分布统计表
消耗功率 KW
7.41
光杆功率 KW
2.86
平均单井
有效功率 KW
地面效率 %
1.38
48.3
井下效率 %
38.6
系统效率 %
18.6
•
•二、指标完成情况
•本项目拟开展两个专项研究和三项试验
•专项研究： •⑴拟开展 “建立计算输入功率的理论体系”研究； •⑵建立利用“抽油机净扭矩曲线”分析电机工况的理论方 法。 •三项试验： •⑴应用江苏瑞达软件优化抽油机井系统效率； •⑵应用华北软件优化抽油机井系统效率； •⑶开展低磨阻泵及速开凡尔试验。
890.00
3
6 99.75 477.50
前
Y280S-8
37
62 22 44
857.61
3
N8-4-D22
瑞达
CYJY 10-3-37HB
Y280S-8
37
62 22 57
870.00
3
成果
Y280S-8
37
62 22 57
870.00
3
9 59.12 477.50 4 44.09 477.50 6 66.14 477.50
2.5
64.7
2.5
65
3
102
3
73.6
2.6
74.31
2.6
63
3
94
3
64.3
1.5
69.13
1.5
68
3
57
3
47.76
1.95
47.78
1.95
50
3
59
3
51.12
1.4
53
1.4
54
3
44
3
36.05
1.4
37.81
1.4
40
3
74
3
67.13
2.2
70
2.2
75
3
42
3
37.8
0.9
1.4
54
1.4
40
2.2
75
0.9
42
0.8
46
2
102
3.75
156
1.3
38
2.7
55
1.9
65.7
•
•研究成果预测结果:
序号
井号
1
N6-20-736
2
N8-2-23
3
N3-2-224
4
2G173-563
5
N4-40-429
6
N4-30-431
7
N3-3-226
8
N2-5-x224
9
N1-D6-235
62 22 57
997.20
3
9 99.21 438.52
N7-10-B615 瑞达
CYJY 10-3-37HB
Y280S-8
37
62
22 70
800.00
3
4.9 81.46 477.50
成果
Y280S-8
37
62 22 70
850.00
3
6 99.75 477.50
•该成果的可操作性强，更切合生产实际。
•系统效率 计算方法
•⑴膨胀功率的计算方 法
•⑵损失功率的计算方 法
•
• 1、开展了“建立计算输入功率的理论方法” 的研究
• ①地面损失功率的计算方法
• ②滑动损失功率的计算方法
• ③粘滞损失功率的计算方法
•
•应用上述理论,开发了提高系统效率优化设计软件
•设计结果对比情况统计表
井号
机型
电机
型号
功 率
[学习]提高抽油机井系统效 率
•
•目 录
•一、项目目的及意义 •二、指标完成情况 •三、项目主要研究内容 •四、现场试验情况 •五、经济效益分析 •六、结论与认识
•
•一、项目目的及意义
• 对2004年2465口抽油机井的现场测试统计，我厂 抽油机井的平均系统效率仅为19.5%。
• 统计我厂系统效率在12～21%的123口井的情况显示， 平均地面效率为48.3%，井下效率为38.6%，由此可见井 下效率的提升是系统效率挖潜的重点。
•
•二、指标完成情况
•项目完成内容统计表
四项 研究
三项 试验
项目内容 建立计算输入功率的理论体系 建立分析电机工况的理论方法 完善了机采井的产量预测方法 研发了强制开、关的速开阀尔 应用瑞达软件30口井 应用华北软件30口井
试验低磨阻泵、速开阀尔
计划
完成
简单、实用 提高系统效率10% 提高10.5%
94
4
2G173-563
38
66.5
41.8
3
57
5
N4-40-429
42
77.5
45.3
3
59
6
N4-30-431
28
73.6
66.2
3
44
7
N3-3-226
59
62.7
65.2
3
74
8
N2-5-x224
33
59.9
27.4
3
42
9
N1-D6-235
31
69.1
38.4
3
37
10
N2-6-B28
88
•广义IPR方法与研究成果的比较:
•广义IPR方法预测情况统计表
措施前情况
预测值
序号 1
井号 N6-20-736
产液 (m3/d)
45
含水 (%) 80.6
泵效 (%) 193.6
流压 (Mpa)
3
产液 (m3/d)
83
2
N8-2-23
50
82
40.2
3
102
3
N3-2-224
43
78.3
46.3
3
0.75<ξ≤0.85 井数 204
0.85<ξ≤1.0 井数 22
•ξ值的变化范围取在（ 0.6≤ξ≤1.15）内
1.0<ξ≤1.15 井数 5
•
• 2、完善了机采井的产量预测方法
•C值的校正： • 需要说明的是在确定c 值时，一定要先给出ξ值的变化范 围，其目的是避免c可能会出现的负值或大与1的值。（因为 在理论上可以证明c<0或c>1是错误的）。
CYJY
后 14-5.5-89HF
YGK280M-8 YGK280M-8
75
76
75
62
前
CYJY
ZYCYT280S-8/12
37
62
N4-D30-P038
后 10-4.2-53HB ZYCYT280S-8/12
37
62
前
CYJY
ZYCYT315S-6/8
55
76
N4-10-SP24
后 14-5.5-89HB ZYCYT315S-6/8
40.98
0.9
42
3
37
3
34.48
0.8
37.46
0.8
46
3
126
3
107.82
2
111.8
2
102
3
183
3
162.3
3.75
157.6
3.75
156
3
61
3
35.28
1.3
37.53
1.3
38
3
80
3
63.67
2.7
64.39
2.7
55
3
80.2
3
64.9
1.9
66.7
1.9
65.7
18.042
•
•三、项目研究的主要内容 • 1、开展了“建立计算输入功率的理论方法” 的研究
•抽油机井的系统效率分为“地面、井下”两部分
•当忽略了hw1-2等项时，优化抽油机井系统效 率的结果偏差较大。
•
• 1、开展了“建立计算输入功率的理论方法” 的研究
• 将有杆泵抽油系统输入功率划分为损失功率、膨胀功 率、有用功率三部分。