机械采油中的节能降耗技术应用研究

机械采油中的节能降耗技术应用研究

摘要：要在油田采油生产过程中实现节能降耗并使油田的经济效益得到明显的

提升，一方面要合理有效的使用节能型生产设备，另一方面要不断优化采油生产

作业工具。因此，在实际的油田采油生产过程中必须要严格的控制各种能量的消耗，如为了使生产现场的电能消耗能够有效的降低，可以采用节能型抽油机进行

采油工作，这使当今油田生产过程中节能降耗的实际需求得到了充分的满足。

关键词：采油生产现场；节能降耗；技术

机械采油在开采的过程中需要依靠电能实现开采工作，但是由于采油工程难

度性较高以及机械设备对于能耗的需求较大，所以导致机械采油的耗能问题明显，严重制约了石油开采的经济效益情况。因此，若想实现对机械采油中节能降耗技

术的有效应用，就应当首先明确机械采油耗能的影响因素，针对这些耗能因素采

取相应的措施，才能保证机械采油的节能降耗效果。本文就从电动机、摩擦阻力、电泵三个重要的影响因素入手进行分析，为下文探究机械采油节能降耗技术的应

用策略提供思路。

1 常见的机械采油系统情况概述

1.1 机械采油系统的特征

机械采油系统是石油开采过程中的主要工艺技术，在现阶段我国的石油采油

系统中，软件与硬件之间形成了密切的配合效果，而这两部分中，硬件部分主要

是抽油机的油杆、防护装置、油管等硬件装置，主要是在开采过程中进行抽油与

管理工作。而软件部分则主要是指信息的采集与工艺管理的软件，通过计算机软

件形成对机械采油硬件的控制。在整个系统中，软件与硬件之间相互协作，形成

有机的采油系统，而电能就是推动机械采油进行的主要能源，在抽油的运动循环

过程中，能耗就会不断的在呢个价，最终使得扭矩的大小与方向呈现出周期性的

变化特点。

1.2 机械采油的能耗问题

机械采油作我国最为常用的一种采油手段，在机械采油的过程中由于大部分

设备属于电力设备，因此电能也是推动机械设备运转的重要能源，但是目前我国

的大部分油井抽采过程中，电能的消耗较大，并且在机械采油能耗的分析中发现，抽油机在负荷不足的情况下会因为系统功率系数、电动机负载率以及工作状态等

因素出现电能需求与实际需求的差异，进而导致采油抽油系统的能耗较大，导致

高能耗问题出现。

2 机械采油耗能的影响因素分析

2.1 电动机的负载率、功率、工作状态因素

电动机是机械采油中的重点设备，而电能则是机械设备的能源基础，而机械

采油的能耗问题也主要就是对电能的消耗，在机械设备中，电动机是重点的供电

设备，而电动机的负载率情况、功率情况、工作状态因素都是影响电动机负载率

的重点，通过电动机工作效率因素的影响会导致机械设备整体耗能程度的降低。

电机负载率与功率因素对于电能的影响较大，因此，电动机的负载率与功率因素

是影响机械采油能耗增大的重点因素之一。在过去我国使用的电机主要是异步电机，这种电机的工作效率在额定功率运行情况下达到最佳，即额定功率因素与电

机效率最大，而在负载降低的情况下，电机效率与功率因数也会随之下降，并且

没有损耗增加。另外，除了电机的负载率与功率对耗能情况有所增大之外，电动

机的工作状态情况也是影响能耗的重点之一，电动机的使用情况与状态也是影响

能耗的重要因素。许多电动机在使用的过程中工作效率较高，荷载范围与工作效率也较高，有时候会基于外部情况造成抽油的工程功率不足的情况，这种情况就可以形象的比喻为“小马拉大车”，也会导致能耗的增加。

2.2 摩擦阻力因素

在机械采油的过程中，摩擦阻力也客观存在，摩擦阻力主要是在集采系统中的光杆与盘根盒之间的摩擦、杆与管与泵之间的摩擦、稠油井在开采过程中原油与采出液油管之间的摩擦阻力情况，这些阻力在高粘度的采出液外输管线中出现了较大的流动阻力，最终形成对能量的消耗，形成了高能耗的效果。

2.3 电泵情况因素

电泵是高含水出砂油井工作一段时间后，油泵的情况也会出现各种变化，油泵的情况在较差的情况下会形成泵阀漏失增大的情况，在油井产出液中，电泵的腐蚀效果较强，最终就容易导致衰减情况。另一方面，抽油的开发与注聚开发的规模增大也会随着粘度的升高而不断增高，通过抽油泵的充满度情况，抽油机井泵的降低也使得能耗增大，因此，电泵的情况也是影响能耗的内容之一。

3 机械采油中的节能降耗技术应用策略探究

3.1 优化生产参数

在机械采油的过程中，生产系数是通过软件进行调控设置的，机械设备的生产参数不合理的时候就会导致参数偏大，参数偏大也就导致充满度较低，没有充满的情况下就进入到了排液的状态中，造成较大的能耗损失。因此，通过对机械设备的生产参数优化，可以实现对轻杆管磨损情况的减轻，延长设备的检修期，提高抽油效率，降低消耗。

3.2 采用节能设备

优化设备也是一种非常好的节能方法，在机械采油的过程中，可以引进国内外的低能耗设备，采用节能型的抽油机与节能型的电机，还可以通过安装变频控制系统实现智能化的抽采，进而达到各项参数的最优化，形成降低能耗的效果。

3.3 螺杆泵采油配套技术的应用

螺杆泵的排量与转子转速成正比，能够根据地层供液情况来改变转子转速，使供采关系达到平衡。与抽油机比起来，螺杆泵运行效率更高，且具有能耗低、采油成本低、设备占地面积小、噪音低等优点。螺杆泵携砂能力强，在高粘度或高含砂油气藏应用效果好。在满足生产需求的情况下，螺杆泵应尽量在较低的转速下运行。

3.4 间歇采油技术的应用

间歇采油技术是针对单井产量较低、石油储量较低、地层渗透率较低的情况导致常规采油方式机采用的系统能量消耗较大，效率较低。在间歇采油技术中主要有提捞采油工艺、活动式螺杆泵间歇采油技术两种，合理的应用这两种技术手段可以有效提高采油的效率与质量。

3.5 小井眼采油技术的应用

小井眼是指井径＜215.9mm或小于区域内常规井井径的油井，小井眼不仅能够在钻井上节省钢材、减少钻井液使用量、占地面积小、节省钻井成本等，使用小井眼采油工艺对抽油设备相对较低，抽油设备体积小、质量轻，能够有效降低采油能耗，达到节省成本的效果。

3.6 不断强化采油生产现场的管理措施

首先要按照相关的制度规定严格管理抽油机的生产过程，同时维护和保养抽油设备的工作也要进一步强化，从而使能耗能够有效的降低。在维护和保养三轴