影响抽油机系统效率因素研究及改进措施

影响抽油机系统效率因素研究及改进措施摘要：抽油机是采油厂原油生产的重要设备，提高抽油机的系统效率和管理水平是油田开发的重中之重和建设生态社会的必然要求。然而当前油田抽油机系统的效率比较低，对该系统的优化成为采油厂的重要任务。本文在分析抽油机系统中存在的效率低下的问题的基础上，提出了解决方案，并取得了较好的效果。

关键词：抽油机系统效率研究

引言

抽油机是采油厂原油生产的重要设备，提高抽油机的系统效率和管理水平是油田开发的重中之重和建设生态社会的必然要求。有杆抽油系统效率的高低，对能耗影响较大，获得较高的系统效率可起到节约能量提高经济效益的目的。但是，胜利油田抽油系统工作效率仍然较低，只达到30%左右，增加了原油生产成本，增加了能源消耗，加剧了油田用电紧张状况。因此，提高抽油机系统效率成为油田开发工作者的重点工作之一。

1 影响抽油机系统效率的因素分析

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，在每一次传递时都将损失一定的能量。从地面供人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，将液体举升至地面的有效做功能量与系统输人能量之比即为抽油机系统效率。

（1）某些油井抽油机动力系统配置存在问题。以胜利油田河口采油厂某矿以例，当前依然在用的淘汰型变压器的抽油机井有16口，调速电机的抽油机井有28口，37kw普通电机的抽油机井有8口。这些产品属于高耗能产品，严重影响了系统效率的提高。

（2）某些油井的生产参数不合理。现场测试时发现个别井的生产参数严重不协调。比如说，有的油井在供液不足的情况下，仍然使用较大的冲程和较高的冲次，既增大了悬点载荷，又导致泵效低，从而影响了系统效率的提高。

（3）某些抽油机管理水平存在较低现象。由于抽油机服役期较长，胜利油田有一部分抽油井出现支架或游梁偏斜、悬点与井口不对中、减速箱漏油、刹车轮毅磨损和刹车失灵等问题；有一部分抽油井存在光杆碰抽油机驴头的现象。

（4）某些抽油机平衡度达不到相关要求。平衡度在85%-105%

之间的井较多，而且随着抽油机载荷的变化和使用年限的增加，过去平衡的井也出现不同程度的不平衡，甚至有的更为严重。

2 提高抽油机系统效率的改进措施

2.1 提高抽油机系统的技术管理水平

当前提高抽油系统效率的当务之急是加强管理工作，通过制定严格的制度，按规定操作。在抽油机的安装、使用、维护等各个环节（包括机泵杆选择、调参、作业、检泵和调平衡等）进行制度监督，确保技术管理水平提高。

2.2增加抽油机系统的动力系统配置

针对当前抽油机系统的动力不配套问题所产生的电机电能利用率变差，对提高有杆抽油系统效率极为不利的现象，要采取合理的动力系统配置。保证当电动机负载率下降到一定程度时，效率和功率因数下降与其相适应，从而减少消耗。使抽油机处于较好的平衡状态并消除电机的“火车拉马车”现象，提高系统效率。胜利油田河口采油厂某矿通过改善抽油机井地面管理，3年来，调整128个井次，累计节电15.6万kwh。具体来讲：

（1）调整抽油机平衡。平衡率较差时，电机会在冲程周期运行的某一时间段出现发电现象，根据电能转化为机械能，最后转化为电能的转化过程，转化效率一般只有百分之六十左右，而发电相位落后于供电相位，不能充分被系统利用。所以，提高抽油机平衡，消除负功现象，可提高地面效率。

（2）合理匹配电机，降低电机额定功率。胜利油田河口采油厂的油井电机平均负载率为28.8%，平均功率因数0.49。三年来对于负载率低于20%、功率因数低于0.35的抽油机井优化电机匹配128口井，降低额定装机功率2500kw；平均综合节电率提高9.7%，平均系统效率提高2.2%。

（3）应用高效电机。根据抽油机的工作特性，近几年来在胜利油田河口采油厂新投井及一部分电机效率低的油井，推广应用了145台永磁同步电动机和68台超高转差率电机。对比测试结果：平均有功节电率7.2%，平均综合节电率达18.9%，平均系统效率提高2.55%。推广应用双驴头抽油机和皮带抽油机到2012年为止，胜利

油田河口采油厂应用双驴头抽油机100多台，应用皮带抽油机36台，和常规抽油机相比，有功节电率19%，系统效率提高4.8%。可见适宜的动力系统配置对于抽油机系统效率的提升意义重大。

2.3提高泵效

2.3.1优化冲次

据统计，胜利油田河口采油厂泵效低于30%的油井共计185口，泵效在30%-50%的抽油井148口，这部分井通过应用减速装置、12极电机、变频器、皮带轮等措施降低冲次，对比检测结果，平均泵提高11.8%，平均有功节电率22.5%，平均提高机采系统效率4.8%。

2.3.2优化抽油泵泵径

对于供液严重不足的油井，通过加深泵挂，调小泵径，可增加产液量，提高泵效，降低单耗。近两年胜利油田河口采油厂共实施换小泵198井次，平均泵效提高17.8%，平均有功节电26.8%，平均系统效率提高4.5%。

2.3.3低产液井间开生产

对于日产液量低于10m3/d的低泵效油井，为降低能耗，近两年来共实施间开措施125井次，平均泵效提高14.8%，平均有功节电率35%，提高系统效率3.5%。

2.4优化抽油机井生产工作参数

针对抽油机系统工作参数存在不合理现象，要优化调整供液不足油井工作参数，针对供液不足油井间歇出油、抽油机能耗高等问题，我们能通过调整抽油机的工作参数，来提高系统效率。要用减

少电机皮带轮直径或采用调速电机来降低冲次，从而使泵效提高，井下效率上升，同时降低采液耗电量。胜利油田河口采油厂一年来累计对供液不足油井调整工作参数35井次，提高平均泵效4.78%，累计节电1.9kwh。对于一口抽油机井而言，如果己经满足提液需要的情况下，还要使抽吸参数组合最优化，近两年来胜利油田河口采油厂应用提高机采系统效率优化设计软件，先后在150多口井上实施优化参数组合及管杆组合。对比检测结果，优化后产液量略有增加，平均有功节电率15.6中%，平均系统效率提高6.8%。

2.5 应用节能型抽油机

胜利油田河口采油厂己经逐步使用节能抽油机，节能抽油机具有明显示的优势，功率曲线平稳，易于调整平衡，对电机的容量需求小，具有明显的节能效果。通过对一二型抽油机进行改造，使原一二型抽油机的冲程由3m多增加到改造后的5m，将曲柄平衡改为下偏杠铃复合平衡，增大冲程，优化参数，提高系统效率，达到节能降耗的目的。2012年共改造38台，采液单耗下降1.6kwh/m3时，累计节电9.8万kwh。

2.6其它措施

优化抽油机的沉没度。沉没度不合理会造成抽油机上下行程悬点载荷增加，摩阻增大，能耗增加。这一点需要特别注意。为减缓负荷增加，减小结蜡对井下系统效率的影响，还要进行油井防蜡技术研究，对药剂种类、加药量、加药周期优化，药剂有效时间比例加大研究，从而有效地扼制抽油机悬点载荷上升。最后还要合理调