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。在抽油机采油系统中，电动机和平衡部分提高能效的潜力较大，是系统节能研究的主要方向。

2.调整抽油机平衡度的一般方法

常用的14型抽油机，其调平衡的一般方法是在抽油机安装后首先估算下偏平衡重量q：

q=0.728（qq+0.5qu）–100kg

式中：

qq-抽油杆重量，单位：kg

qu-动液面以上泵柱塞全断面上液柱的重（质）量，单位：kg 根据求得的q值确定平衡块的数量，在下偏平衡箱内加入一定

的平衡块，平衡块码放整齐，每层都填入沙土、木块，防铁块窜动。

3.抽油机投产后平衡的调整

分别测量抽油机上、下冲程电机的峰值电流imax上和imax下，若imax下和imax上比值不在80～110%范围，则认为平衡不好，此时通过增减平衡箱内平衡块的方法，使抽油机工作在最佳平衡状态。此方法存在两个缺点：一是操作过于烦琐；二是在平衡重计算公式中，由于qq和qu是可变量，很难确定q的准确质量。

4.现场调整抽油机平衡度方法的改进

对偏平衡重量q的公式进行优化：分别用日常测得的抽油机悬点的最大、最小载荷代替qq和qu，即

q=0.0364（pmax+pmin）–100kg

pmax-悬点的最大载荷单位：n

pmin-悬点的最小载荷单位：n

通过对抽油机平衡度的现状调查，根据调查结果用14型两级平衡游梁抽油机的现场经验公式对不平衡的抽油机进行调整，取得了较好的效果。

三、抽油井日常管理及效果

抽油机平衡度会随油井工作制度和工况变化而不断变化，在日常管理中，应当注意做到三点：一是加强现场检测，形成规范的抽油机平衡度调整管理制度；二是保持与油井管理人员沟通机制，对调参井、工况变化井及作业井及时监测和调整；三是对抽油井实行动态管理，第一时间对平衡率不合格的井进行调整。

四、节能电机使用及管理

为避免“大马拉小车”现象，在抽油井管理中注重源头管理，从电机选型就认真把关，对于产液量很低、地层严重供液不足的抽油井选择节能电机，合理调整频率，一来保证了节能，二来也避免了抽油井的故障停井。

五、结论

1.通过大量现场试验证明，14型两级平衡游梁抽油机的经验公式在现场具有较好的符合性，对调整14型抽油机的平衡度具有一定指导意义。

2.合理制订抽油机平衡度调整制度，对于降低采油成本、提高经济效益，最终提高系统效率具有十分重要的意义。

3.紧密结合抽油机“一保”和“二保”，定期对抽油机平衡度进行现场检测，对平衡度不合格的抽油机及时调整。

4.调参井、工况变化井必须根据生产实际及时调整平衡度。

5.对部分调整难度较大的井，尝试通过调参或改变工作制度，达到提高系统效率的目的。

6.节能电机的频率应根据油井生产实际不断摸索和调整，找出适合油井工况的合理工作频率。

参考文献

[1]范凤英. 提高抽油机井系统效率技术[m]. 北京：石油大学出版社， 2002.

[2]程璐，冯琳. 抽油机节能原理与系统设计[j]. 大电机技术，

2002.

[3]栾庆德. 常规抽油机节能改造及效果分析[j]. 大庆石油学院2003.