机械采油井系统节能测试方法
抽油机井能耗公式的建立与测试
抽油机井能耗公式的建立与测试抽油机井能耗公式的建立与测试樊文杰(大庆油田采油六厂)摘要油田开发后期,机械采油成为油田开采的主要方式,也是油田主要耗能系统.建立适合油田生产的机采井用能指标体系,有助于实现机械采油井用能指标规范化和标准化.通过对抽油机井耗能过程的理论分析,综合考虑了影响抽油机井有致功率的多种因素.建立了抽油机井耗电计算公式,利用生产过程中的动态参数直接计算出抽油机井的能耗,同时利用现场实刹资料验证了公式的准确性.1.抽油机井耗能过程的理论分析抽油机井的工作过程,就是～个能量不断传递和转化的过程.游粱,驴头的往复运动通过抽油杆传递给井下抽油泵中的柱塞,拄塞上下运动,将机拭能传递结井液,使液体获得能量以压能和动能的形式沿杆,管环空举升到地面.能量的每一次传递和转化都会有一定的损失.单位时间内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,称为有效功率_Ⅳ.有效功率与电机的输人功率之比则为抽油机井的系统效率,抽油机井电机的输人功率为M:譬(1)Ⅳ宥=(2)=(.*'')'(''t')(3)式中:——举升高度,m;日:日+(P一P#)×日——动液面,m;P,P——分别为油压,套压.MPa;Q——产液量,lIl3/d;p——混合液密度,kg/m3;g——重力加速度,9.8s;口——抽油机井系统效率;,,,,^,,f,——分别为电机效率,带传动效率,减速箱效率,四连杆效率,盘根盒效率,抽油杆效率,油管效率及深井泵效率,%.一般来说,地面效率=0.41～0.81,在机型一定的情况下,减速箱与四连杆机构效率基本～定. 而井下效率#=0.32—0.70,其中杆管机械摩擦,糟程水力损失和深井泵敢率是主要影响因素.根据以上分析,抽油机井的系统教率为0.13～0.56.与计算电机输人功率相关的油井参数有动液面深度,产液量,油压,套压,混合液的含水率,原抽密度(按860kg/m~计)等.由于抽抽机型号较多, 抽汲参数不同,下泵深度根据油井供液能力而定,因此各部分的教率差异很大,如何确定效率的变化值是建立计算公式的关键.2.抽油机井耗电公式的建立2.1单井耗电计算公式采用反推法计算输人功率,需要找出系筑效率与相关参数的关系.就井下部分而言,下泵深度和举升高度是抽油杆柱和油管柱摩擦损耗和水力损失的主要原因,泵的排量系数则是深井泵效率的最直接的影响因素.而影响地面部分效率变化的主要原因是抽油杆往复运动的速度变化.因此,式(1)可表示为')√√式中:s——抽油机使用冲程,m;n——实测冲次,n～;日——举升高度.m;札——下泵探度,m;——深井泵排量系数,%;——修正系数,通过试验测试得到.2.2区块抽油机耗电计算公式(1)区块抽油机井总的输人功率为:∑M(5)8油气田地面工程第20卷第6期(2o01.Il,…作者清访同n廿p:,,www.puioad.c.m 查匈作品信息0i蘸l蓬童一;式中:——某区块抽油机井总的输入功率,kW;M.——某区块抽油机井第i口井输入功率,kW;——某区块抽油机井的井数.(2)区块抽油机井总耗电量的测算.由于抽油机井数量大,在某一天内很难做到测试全部油井, 这样用式(5)难以准确计算总的耗电.为此可采用输入功率加权平均法计算区块的平均系统效率, 然后计算出平均输入功率和总的输入功率.区块抽油机井平均系统效率为∑(.r/);=(6)∑J=L式中:——区块平均系统效率,%;r/,——第i口井系统效率,%.单位耗电量即百米吨液耗电与系统效率的关系式为:0.272÷(7)式中为将1t井液举升100m的耗电量.根据区块平均系统效率求得平均百米吨液耗电,则抽油机井总输入功率测算公式为=鲁㈩式中:B——总输入功率,kW;Q——总产液量,t/d;自——产液量加权平均举升高度,m;——平均吨液百米耗电,kW?h.区块总耗电量测算公式为:QA目(9)如果Qn为月,季或年累积产液量,那么则为相应时间区间的耗电总量.若计算切人点为输变电站,则应考虑输电线路损耗和变压器损耗,即:117'=KLK2n+4(10)式中:——以输变电站为切入点计量的总耗电量.kW?h:K,K——分别为线路损耗系数,变压器损耗系数,%.3.抽油机井耗电测试试验目前,油田使用的抽油机型号不一,种类繁多.在现场调查统计分析中发现,受井况环境和生产动态参数等因素影响,抽油机井的耗电存在着极大的{逭机性.要建立单井和区块抽油机井耗电计算公式,必须实测耗功.对于这种离散状态分布的抽油机耗功,仅仅依靠现场实测数据,很难建立起一个比较准确反映实际耗功情况的计算公式.因此,必须结合室内模拟试验来综合反映抽油机井中耗电随工况变化的全过程.3.I抽油机一深井泵系统耗电测试模拟试验(1)试验内容.选择4种常见机型做为研究对象,即:常规抽油机CYJ10～3—26B,冲程s=2.622m.冲次:12rain～;常规机CYJ1o_一3—26B,s=2.622m,=9rain～;异相机CYⅡm一3—26B,s:2.445m,=9rain～;异相机CYJ卜10—3—26B,s:2445m;n:9mi13._..在以上4种组合的抽扳参数下,改变井筒动液面深度,分别测定电机耗电,产液量等,取得举升高度与系统效率关系曲线.同时用单井耗电计算公式将计算结果与实测的结果作对比,看其与实际测定值的吻合程度.(2)修正系数值的确定.抽油机单井耗电计算实际上是对系统效率的推算,那么计算系统效率与实测系统效率的关系式为:r/=研,则K:,当:1时,则::√器'/Hr/,,已知孙,则值被确定,令矿=研.对于某一组数据值不可能完全一样.则求其平均值,印置=∑Ki,r/"=研,则为计算公式中求得的系统效率数值.那么计算出的抽油机输入功率:,它与实测输入功率相对误差d:r/100%.即可对计算公式精确度作出评估.(3)试验结果及分析.从总体上看,实测抽油机输入功率与公式计算的输入功率在35个测试工况点中.平均误差为±2.98%,其中误差在3%以内的占54%;误差在4%以内的占77%;误差在±5%以上的共有6个点,占l7%,其中误差最大一个为6.8%.由此可见该计算公式的精确度较高.由于误差的正态分布特性,实测耗电的累计值与公式的计算耗电的累计值的差值很小,其误差均不超过1%.所以单井计算公式结果更适合抽油机井耗电预测统计.此外,从实测的日～r/曲线与公式计算的一曲线吻合程度看.该公式适合抽油机井从轻载到满载的全过程计算.油气田地面工程第20卷第61~tt,.7,001.11)…设计人员请访问http://w~,v.puioad.o,orlfl查询可遗产品信息9一■蕺鸯囊]l_3.2抽油机生产井现场抽样测试试验模拟试验在可控制参数条件下进行,适合于定量分析抽油机的耗电规律.而生产井抽油机机型, 泵径种类繁多,冲程,冲次各异,计算公式中修正系数如何界定是现场试验所要解决的.从模拟试验中可以看出,修正系数值尽管与机型,冲次,冲程相关,但最终是与有效功率的大小密切相关若采用有效功率大小界定值的大小,可使计算公式实际应用时具有可操作性.同时通过现场实测试验数据分析,可确定修正系数五值大小的边界条件.(1)数据分析与处理.现场随机抽样检测抽油机井共35口,包括5型到l4型,冲程长度从2.5m 到6m等lO余种机型.在样本抽油机井中,有两口井的动液面在井口,系统效率无法确定.根据测试结果+此类井况的输入功率可按抽油机装机功率的10%计算.根据33口抽油机井输出功率(有效功率)的大小划分成4个区问,对应这些区间,共有5个修正系数(见表1).测试输入功率值与公式计算的输入功率值,误差在20%以上的,认为是不正常井(共有8口).但在实际应用中无测试数据可对比,只能用系统效率的上下限来控制,因此测试计算结果统计对比数据33口井和25口井的数据同时列出.其中系统效率平均值按行业标准用功率加权平均法计算;百米吨液耗电用式(7)或一曲线求出.表1修正幕数值的确定有技功卓范围(kW1边界条件值婶≤090≤20^<70.5090<Ⅳ≤150>20n≥7075,0..83n>2.O犯150<Ⅳ≤3.50s,l≤20n<6094)3.50l03(2)测试计算结果.单井测试与计算结果对比的整体统计结果见表2;表3为测试项目的算术平均值.表2测试,计算结果统计对比井宴结果公式计算结果总体谩差累计}自人功率l平均百米吨裱耗电f平均系境技卓累计辖人功宰差值相对谋差数景计辕人功事(k,h)%)(kW)1(kw-h)l(%)(kW)(%】(口)(kW)333聃.7920946j28.354O9909O82.995～14.34.0252800540.877310028l487;0.882I3083I.43305I表3被乱I抽油机井主要项目的算术平均值井数装机功宰琦宰利用宰平峦度排系数动液面举升高度产棱量有效功率幢人功率(口)(kW)(%)(%)(%(m)(m】(t/a)(kW)(kW)3358.9I918I.853754985431373.83214I1.I2558.2I9282.2卵20457.2396.28l_23475l1.2024.结语(1)单井耗电量计算公式经模拟试验和现场试验的验证+其误差较低,具有实际应用价值.对个别井况不正常的井,可采取计算结果的边界条件控制,在计算程序中设置系统效率范围来识别非正常井.去掉这些井后,可使计算准确率大大提高.(2)33口抽油机井,其耗电实测值与公式计算值相对误差为4.O%.剔除非正常井后,25口井的实测值与公式计算值相对误差只有0.51%.因此抽油机井耗电计算的误差符合正态分布规律.完全适合抽油机井耗电指标的管理需要.(3)对区块系统效率和举升高度的平均值要采用加权法计算.用计算公式反求出来的输入总功率与实测累计的总输入功率是完全吻合的.(4)系统效率是机采井运行的一个综台评判指标,它既能反映机采设备的运行状态,又能反缺机采井的管理水平,但不能量化地反映机采井的耗电.引入百米吨液耗电概念,可以用来评判机采井用电水平,是一个具有可比性的单位耗电参数.(收稿日期2OOl-O6一lo编辑王律样)l0油气田地面工程籀20卷第6期(2001.11)…作者请访问latp:llvmw.puioad.corlq 查询作品佶患。
抽油机井节能降耗技术现场试验应用及效果
抽油机井节能降耗技术现场试验应用及效果摘要：据调查显示，现阶段国内有近8万口抽油机井，消耗量占据油田整体消耗的三分之一，集中于耗能设备。
因此，节能降耗、缩减成本得到了重视，同时也是企业实现经济效益主要方法。
关于抽油机井高消耗现象，基于现场试验的条件下，对各项节能技术展开评估。
各种节能产品基于不同井矿内，节能效果有着明显差异，从中选择最佳方案。
关键词：抽油机井、节能降耗技术、现场试验、应用效果如今，各油田机械采油抽油机有着消耗量大、用量多的特点，占据油田整体消耗的65--80%，使得采油成本不断提升。
特别是目前低油价时期，怎样减少抽油机高消耗问题成为当务之急。
其实，我国油田与相关企业在抽油机节能消耗上一直不懈的努力着，已经生产研发的不同种类型的抽油机产品与节能装置，在试验与使用的新型抽油机已经达到上百种、数万台，取得了一定成果。
一、抽油机井上节能技术现阶段，抽油机井上节能技术集中于地上部分，多关于抽油机结构与拖动装置属性进行。
抽油机节能技术可以划分为两种：一种为节能抽油机。
该种抽油机主要经过缩减减速箱峰值扭矩，降低电机功率，其中包含：下偏杠铃抽油机、双驴头抽油机、摩擦转向抽油机、摆动式抽油机。
另一种则是传统抽油机的节能技术优化。
抽油机拖动装置技能技术可以划分为两种：一种为节能电机，分为变频调速电机、永磁电机、一体化拖动设备。
另一种为节电箱，控制电机定子套组Y-Δ压力变化与功率因数控制器压力控制、无功功率补偿。
相关技术人员把节能技术在定点水利模拟试验展开检测。
水利模拟试验井有效排除生产井中的水、油气比、动液面、泵挂深度等，操作过程主要将水作为媒介，选择井筒与地面检测设备内生成循环回路。
这样一来，抽油机负载控制，利用计量装置与仪器仪表展开计量；同一环境中各产品与设备展开全面能量消耗比较与评估。
（一）抽油机节能抽油机井使用的节能抽油机展开检测，其效果为：双驴头抽油机结构为变参数四连杆，尾轴软连接，适应于中低荷载、低冲次、稳定性强；综合节电率达到22%。
机械采油系统的节能方法分析
机械采油系统的节能方法分析摘要：随着我国经济技术的高速发展，我国已经逐步向世界大国迈进，但同时我国也面临着能源紧张的情况，因此在我国的各个行业都要倡导能源的节约利用，机械采油也不例外。
关键词：机械采油系统；节能方法要实现节能减排目标,必须要探索采油设备节能的方法。
它不但可以为企业带来显著的经济效益,还能带来巨大的社会效益。
1、机械采油系统的能耗指标1.1有功功率机械采油系统的有功功率是指将电能转化供机械系统及各种用电设备正常运转的电功率。
具体来讲机械采油系统的有功功率主要指的是通过电能转换为电机的动能，带动抽油机运转的功率，其中抽油机运转过程中会在井下受到杆柱结构、泵径、冲程及抽油机的平衡水平等诸多因素的影响，会产生能耗。
1.2无功功率无功功率是用来建立和维持磁场的电功率，不对外做功。
主要用来反映电网与电气负载间交换电能的规模，相对有功功率无功功率比较抽象，但实际上无功功率也会对供电系统及用电产生一定的不良影响，如电功率不稳定会影响有功功率，降低供电能力，功率因数电压下降等，进而增加电能的损耗。
1.3功率因数功率功率因数功率主要用来衡量电气设备的使用情况及用电管理水平和电能利用率。
2、机械采油系统存在的能耗问题通常机械采油系统的装机容量较小，只占油田装机总容量的三分之一，但是机械采油系统机组的用电量较大，约占油田机组总用电量的二分之一。
这就导致抽油机负荷率普遍较低的现象发生，加大了井下抽油机运转的能耗，此外，在目前的石油开采业普遍采用的是粗放式管理，只重视石油的开采，而忽视对电气设备、机械设备的维护管理及技术、工艺的改进，即机械采油系统的功率因数低，电网的电能损耗率高。
通常存在用配电机容量大于抽油机功率的现象，使得电能资源严重浪费。
3油田机械采油节能潜力分析3.1 机械采油系统的能耗指标有功功率。
抽油机通过马达将电能转换为机械能称之为有功功率。
有功功率受到井下结构、抽油机的冲程、机械固件之间的摩擦力,抽油机悬点偏移油管中心容易产生较大的离心力,从而影响了电机的供电功率。
抽油井机采系统效率测试分析及应用
抽油井机采系统效率测试分析及应用摘要：机械采油井（简称机采井，其系统称为机采系统）是胜利油田孤东采油厂主要耗能设备，也是采油厂的耗能大户。
2010年采油厂油井平均功率因数偏低，只有0.5-0.75。
前期采油厂但仍有部分区块由于产能不足，液量低等原因，导致机采系统效率较低，仍有较大的节能潜力。
关键词：机采系统效率测试调平衡低冲次变频1前言机采井是中石化胜利油田孤东采油厂主要耗电设备，是采油厂的耗电大户。
2010年完成机采系统效率测试503井次，分别为常规测试、节能四新项目对比测试及技改项目对比测试等。
根据测试数据统计分析，采油厂平均机采系统效率为32.8％，最高51.65％，最低5.02％，10％以下井21口，效率为10％－20％井84口，效率为20％－30％井293口，效率为30％以上井144口。
前期采油厂经过永磁电机配套变压器改造、机采井优化设计及节能技术改造等项目，机采系统效率已达到胜利油田较高水平，但仍有部分区块由于产能不足，液量低等原因，导致系统效率较低，机采系统仍有很大节能潜力。
2抽油机井系统效率测试方法2.1现场测试目前机采井系统效率测试主要分为电参数测试及示功图测试，两种测试同时进行。
其目的主要是测试输入功率及光杆功率，计算地面效率、井下效率及系统效率。
2.2测试数据采集及分析测试电参数，测试时间3分钟，测试参数主要有输入功率、功率因数、功率平衡度、电参数曲线图等。
以GO2-9-51井为例，见图1－图3。
3机采系统评价指标及达标情况机采系统评价指标主要有功率因数、平衡度、系统效率、百米吨液耗电等四项指标，具体测试结果见表1，石油行业机采系统评价指标见表2。
表12010年孤东采油厂机采系统测试数据表2石油行业机采系统评价指标由表1、表2可以看出，采油厂机采系统已达到或超过石油行业评价指标。
4现场应用分析4.1调平衡试验及分析针对功率不平衡井进行了调平衡试验，选取了5口抽油机井进行功率平衡度调整，并在调整前后进行了测试（见表3）表3机采系统调平衡对比分析表此次调平衡试验5口井中，有3口井有节电效果，有2口井不节电。
探讨抽油机井系统效率测试及对策
探讨抽油机井系统效率测试及对策机采井的系统效率是机采井能源利用水平的主要指标。
对以机采井为主要生产方式的油田而言，实现降本增效的一个重要的途径就是提高机采井的系统效率。
研究资料表明：抽油机井系统效率的理论上限为49%，理论下限41%。
通过应用节能减速装置、电泵转抽、参数优化，合理沉没度等措施提高了机采井的系统效率，对油田节能降耗具有一定的借鉴作用。
1 背景随着勘探开发规模不断扩大，2011年年用电量8657.82万度，较2010年增加995.72万度，同比增涨12.99%，年电费支出页同比增涨5.85%。
抽油机作为我厂主要耗电设备，其电能消耗量占总消耗量的三分之二以上。
抽油机井高效运行是节能的基础，抽油机在不平衡状态下工作不仅引起电能的浪费，而且还容易出现烧损电机、损坏抽油机等问题，无形之中又增加了生产成本。
2 抽油机调平衡的方法及存在的问题目前，主要采用电流平衡法进行抽油机调平衡，电流平衡法进行抽油机调平衡时，其判定标准是上下冲程的最大电流比值是否在0.85-1.05之间。
电流平衡法调平衡的优点是：使用方便，操作简单，工作量较少；缺点是：一、抽油机的电流变化很快，设备需要较高的灵敏度。
二、抽油机采用的是交流电，电流分不出正负，电流平衡有时会呈现虚假平衡状态。
三、电流的大小变化与抽油机平衡块的移动量之间没有严格的对应关系，往往要多次反复试调，调平衡工作量大。
3 功率法调平衡主要原理功率法调平衡依据“上、下冲程电动机做功相等”、“上、下冲程中减速器曲柄轴的最大净扭矩相等”或“减速器曲柄轴瞬时切线力与平均切线力的偏差平方和最小”等三条原则之一来精确地计算平衡块的调整量，准确预测调整后的功率、电流和扭矩曲线，将抽油机调到理想的平衡状态，能够做到一次调整到位，不仅可以减轻人工劳动强度，而且还可以大幅度地减少抽油机的扭矩，延长电机、皮带和减速器的寿命，实现节资降耗。
4 功率法调平衡油井测试情况及结果分析在2010年10月份，采用PMTS3.1型组合式系统效率测试仪，在澗采队、玉采队随机抽选10个井场的42口生产井进行测试，要求每口井测试三次，测试两次一分钟数据，一次五分钟数据，测试完毕后，对数据进行整理分析。
关于机械采油系统的节能方法探讨
关于机械采油系统的节能方法探讨摘要：在我国石油已成为第一大能源，而在石油生产中，以机械采油为主。
随着机械化采油技术的发展和应用的加深，国内的油气工业也有了根本的发展，原油的开发效率也有了更大的提高。
然而，当前，尽管我国的机械开采效率很高，但在开采过程中的能耗问题也很突出，如果能耗太大，就会造成能源和资源的浪费，进而影响到机械开采的经济效益。
所以，在不影响开采效率的前提下，实现机械化开采的节能降耗，对我国油气工业的发展具有十分重要的现实意义。
文章对机械采油系统的节能措施进行了论述。
关键词：机械采油系统；节能措施引言：近几年来，由于世界石油价格的不断下跌，以及石油开采环境的急剧变化，使得石油开采公司的利润不断下降，这对石油开采公司的经营管理提出了更高的要求。
但由于连续开发，油气田已进入了高含水阶段，其能源消耗呈上升趋势，为此，要求油田企业转变以往粗放式开采的做法，在节能方面加大力度。
在油田生产过程中，机械采油系统的能量消耗是整个油田能源消耗的重要组成部分，因此，如何通过提高机械采油系统的工作效率来减少其能量消耗，已成为各大石油公司日益关注的问题。
1.机械采油的能耗特点当前，世界上主要的几种能源有石油、天然气、电能和太阳能，其中，只有太阳能的技术尚未成熟，除去太阳能，其余的几种能源在各个行业都有广泛的应用。
但是，这些能源或多或少都与原油有关，在当前石油开采所用的大型设备中，有不少都是用到了电力的，这部分设备将电力转换成了机械能，利用机械的运行来进行石油的开采。
在此过程中，电的能耗是不可忽略的，将机械能耗与机械原油采收率相对比，不难看出，机械原油采收率与机械能耗的消耗率呈正比。
随着经济发展观念的改变，绿色能源的构想开始成为当代的主流，而节约和减少石油开采过程中机械的能量损失，是最符合绿色发展理念的构想，同时，节约降耗也提高了有关企业的经济效益。
2.解析机械油田开采过程中伴随的能源损耗问题在实际的采矿工作中，机械采油的工作方式主要可以分成两种：一种是软硬件，它包含了信息采集和处理等内容，另一种是硬件，它包含了抽油杆等抽油所使用的设备以及保护设备。
抽油机井节能降耗措施与评价
抽油机井节能降耗措施与评价摘要：分析了抽汲参数在举升过程中对抽油工况的影响，以及能量的转换过程和能量损失的影响因素，提出了提高系统效率的方法。
以2013年现场实施优化调参的123口井，取得了平均单井系统效率提高7.44%，单井日节电31.3kW.h 效果，为抽油机井的节能挖潜提供了技术手段。
关键词：抽油机井参数优化节能评价一、抽油系统能耗分析1.抽汲参数对抽油工况的影响分析抽油机井的抽汲参数主要为下泵深度、泵径、冲程、冲次。
抽汲参数的改变会对抽油机井的工况带来较大的影响，进而导致抽油系统能耗的变化。
主要工况参数采用如下公式计算：1.1悬点最大、最小载荷。
由抽油机悬点运动规律知，最大载荷发生在上冲程，最小载荷发生在下冲程。
式中，、分别为最大、最小载荷，N；、分别为杆柱在空气和井液中的重力，N；为泵柱塞全面积上的液柱重力，N；、分别为上、下冲程时的杆柱惯性载荷，N；为冲程长度，m；为冲次，min-1；为曲柄轴扭矩，Nm；为电机输入功率，kW。
由以上公式分析，抽汲参数对工况的影响：①下泵深度和杆径主要影响着杆柱载荷，下泵深，杆径大，杆柱载荷就大，其惯性载荷也相应变大。
②泵径主要影响着液柱载荷，泵径大，液柱载荷就大。
③冲程、冲次是影响曲柄轴扭矩、电机功率的主要因素，同时又是影响杆柱惯性载荷的主要因素，乘积代表了杆柱的速度大小，杆速越大，其加速度就大，杆柱的惯性载荷就大。
因此，调大抽汲参数，使抽油机悬点载荷、曲柄轴扭矩、电机输入功率增大，油井耗能增加；反之调小参数，油井耗能减小。
2.抽油系统能量转换分析对于一个抽油系统，它依靠外部提供动力进行采油，同时又遵循能量转换与守恒定律。
深井泵采油过程相当于克服阻力做功的过程，它把系统输入的能量，一部分转换为将一定量的液体从井下举升到地面所做的有用功；另一部分则转换为克服举升过程中的阻力而被消耗损失掉的无用功。
有用功是油井获取一定产量所必需的能量，其大小取决于油井的产量、举升高度、井液密度、气油比等。
机采井测试计算方法教材
三、机械采油井系统效率的测试计算
• 5）其他参数计量，测算数值的取值应具有代表性，如， 平衡度、量油、液面的测试。
• 6）计算和分析时，对液面浅的和液量少的井应分类分 析。
• 7）测试时应注意人身、设备、仪器的安全。 • 8)所有参数同步测试
#水的密度过+0.0106*氯离子浓度(万)
四、机械采油井节能技术
• (3) 研制高效节能电动机，扩大高效区范围，提高电动 机效率，降低装机功率，从而减少电动机损失。
• (4) 采用节能型抽油机电动机控制装置，这种电动机控 制装置除具有一般控制箱的基本功能外，可根据电动 机的运行情况，动态调节电动机的电压或进行无功补 偿，降低电动机损失。
四、机械采油井节能技术
• 几种节能电动机介绍 • 高转差电动机，具有高启动转矩、低启动电流、多输
抽油机采油系统有效功率
二、机械采油井的能效分析
2、螺杆泵和电动潜油泵井
• 螺杆泵：电动机损失、带传动损失、减速箱损失换、 螺杆损失、油泵损失、管柱损失等。其地面机械损耗 小于抽油机井。
• 电动潜油泵：电动机损失、油泵损失、管柱损失、井 下线路损耗等。电动潜油泵系统效率高低主要取决于 油泵损失的大小。
2. 术语定义
• 机械采油井的输入功率：拖动机械采油设备的电动机 的输入功率。
• 机械采油井的有效功率：将井内液体输送到地面所需 要的功率。
• 抽油机井的光杆功率：光杆提升液体并克服井下各种 阻力所消耗的功率。
• 抽油机井的平衡度：抽油机井运行时下冲程的最大电 流与上冲程的最大电流之比，用百分数表示。
换向机构 盘根盒 抽油杆柱
换向机构功率损失，主要为相对运动件间摩擦损失（92%）
盘根盒功率损失，主要是光杆与盘根间的摩擦损失（98%） 抽油杆柱功率损失，主要是杆与管、杆与井液间的摩擦损失 （85%）。
抽油机井系统效率测试 共69页
抽油机代号的表示
Y-- 游梁平衡
B—曲柄平衡
第
第三 一章
F—复合平衡 平衡方式
Q—气动平衡
章
术
减速器结构型式代号
简语
H---圆弧齿轮
要介和
减速器额定扭矩
绍定
义
光杆最大冲程
游梁式抽油机代号
悬点额定载荷 CYJ 常规型 CYJQ 前置型
主要工作参数：泵径、冲程、冲次。
泵径：指深井泵活塞直径的名义尺寸。
平均功率，否则，视在功率总是大于平均功率（即有功功率），也 就是说，视在功率不是单口网络实际所消耗的功率。
为以示区别，视在功率不用瓦特（W）为单位，而用伏安（VA
）或千伏安（KVA）为单位。
功率因数，在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做
功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和
泵定
义
1—游动凡尔 2—活塞 3—衬套 4—固定凡尔
第 第三 三章
章
术 语 抽油和 泵定 义
第 第三 三章
章
术 语 抽油和 泵定 义
深井泵的活塞在做往复运动：
1、当活塞到达下死点开始上行程的瞬间，
游动凡尔立即关闭，使活塞不连通。此时
，光杆虽然在上移，但活塞相对于泵筒来
说，实际未动，这样就画出AB斜直线。（
义 合不同时，冲程损失不同。
一般采用小泵径、大冲程、小冲次，
可减小气体对泵效的影响；对油比较稠
的井，一般采用大泵径、大冲程、低冲
次；对连抽带喷井则选用大冲次快速抽
汲，增强诱喷作用。
井下管柱图
第 第三 一章
章
术 简语 要介和 绍定 义
筛管和丝堵是防止有异物进泵。
油田生产系统能耗测试和计算方法
工质输出系统时由于有能量损失（散热损失、摩阻损失等），其带出的能 量中只是EJ的一部分，而不是全部。设EJ-C为工质带出的这部分能量，则 ：
EJ-C EJ
设ΔEs为进入系统的工质带入的能量（如热能、压力能）, EJ在输出
系统时所产生的能量损失，则：
第三部分
机械采油系统修订内容
3 机械采油系统修订内容
1.将术语“机械采油井的输入功率”、“机械采油井 的有效功率”改为“机械采油系统输入功率”、“机械采 油系统有效功率” ； 2.增加了“机械采油系统输入能量”、“机械采油系 统输出能量”术语和定义，并给出机械采油系统能量利用 率的计算方法； 3.将术语“抽油机井的平衡度”改为“抽油机井平衡
ES EJ EJ-C
2 效率与能量利用率
(3)
实际能真正反映耗能系统对供给能利用状况的效率η应为：
EC EJ-C E ( EJ ES ) E EJ ES 100% C 100% C 100% EG EG EG
也即η2 并未真正反映耗能系统对供给能利用状况。比较 可知： η2≤η
2 效率与能量利用率
EJ E ES EJ EG
' S
ΔEs’为在假设条件下，进入系统的工质带入的能量（如热能、 压力能），EJ为在工质输出系统时所分摊的修正能量损失。
2 效率与能量利用率
对效率η修正后的修正效率ηX为：
' EC ( EJ ES ) EC EJ ES EJ / ( EG EJ ) X EG EG
3 机械采油系统修订内容
计算方法 1.有效扬程
H7 H7,d
机采井节能降耗技术分析
机采井节能降耗技术分析摘要：机械采油系统是油田生产系统中的用能大户，对其进行科学的检测，发现其能耗损失的主要环节，采取积极、有效的应对措施，提高其系统效率，减少能源浪费，对于油田节能降耗有着十分重要的意义关键词：机械采油；能耗；节能技术1 前言油田开采原油的方法分为两类：一类是利用地层本身的能量来举升原油，称为自喷采油法，常见于新开发且储量大的一些油田；另一类是到了油田开发的中后期，地层本身能量不足以使原油产生自喷，必须人为地利用机械设备将原油举升到地面，称为人工举升采油法或机械采油法。
目前我国大多数油田已相继进入了开发的中后期，油井逐渐丧失自喷能力，基本上已从自喷转入机采[1]。
机采井系统主要是指从油藏到地面分离器的整个油井生产系统，包括油层、井筒、地面三大部分。
油层是系统研究的基础，也是工程与地质的交叉点;井筒部分包含有井筒流体、油管、抽油杆、抽油泵、井下附件等;地面部分由抽油机、电动机、电力系统、出油管线、油气分离系统等组成。
要提高机采井系统效率，达到节能降耗目的，就必须使系统的三大部分相互衔接又相互协调起来，任何一部分衔接协调不好，就会影响整个系统效率的提高[2]。
2 影响因素分析2.1 电机影响电动机是油田主要的耗能设备之一，机采系统的耗电量最终也体现在电动机耗电上。
电机的影响关键在于电机负载率的影响。
电机负载率过低时，电机效率和功率因数下降，将严重影响抽油机系统效率。
电动机是油田抽油机井的主要动力设备，也是油田主要的耗能设备之一，机采系统的耗电量最终也体现在电动机耗电上。
所以对电机的节能效果的要求越来越高，因此电动机及其相关改造是提高机采系统效率项目中不可回避的问题。
2.2 沉没度的影响抽油泵在井底所输送的介质是油、气、水的混合物。
一方面，沉没度过小，自由气可能脱离而吸入泵，影响抽油泵的排量系数，从而影响泵效；另一方，沉没度过大，尽管自由气对泵工作的影响减小，抽油杆的增长，系统总的举升负荷增大，同时抽油和油管的变形加剧，这又会使抽油泵的排量系数低，影响泵效。
第二采油作业区节能降耗点及能耗计算方法
第二采油作业区生产运行系统节能降耗点及能耗计算方法编制：审核：大庆榆树林油田目录第一章中转站第二章污水站第三章注水站第四章变电所第五章螺杆泵井第六章抽油机井第一章中转站能耗算法及节能方法一、耗气能耗点：加热炉、采暖炉及所带其它站锅炉。
（一）能耗算法：1、直接根据自耗气表、外输气表显示进行监测。
2、计算公式：（因为消耗1方天然气可产生约1万大卡热量，所以耗气量可按以下公式简单计算）。
耗气量＝G×C×(T2-T1)/（10×η）G：日掺水量+日热洗量 C：水的比热（按1计算）T2：出口温度 T1：进口温度η：加热炉效率（按75％计算）举例：节能前掺水温度70度，节能后掺水温度55-60度，日掺水量按各站掺水泵理论排量46方/小时，进口温度指沉降水温度按38度计算如下：节能前耗气量＝46×24×1×（70-35）/10＝3864方节能后耗气量＝46×24×1×（50-35）/10＝1656方对比节气2208方。
备注：改造站和新建站上有掺水、热洗流量计可直接使用日掺水量和日热洗量，例如某站掺水流量计瞬时量1.6方/分钟，则日掺水量＝1.6×60×24＝2304方。
（二）必须掌握的要点：1、本站有哪几个耗气能耗点？2、会算每台加热炉（掺水炉、热洗炉）自耗气量，会算不同温度下自耗气量。
3、清楚本站每天自耗气量和外输气量。
4、每天报表上自耗气、外输气量波动较大，会查找原因。
以下分析气量波动大原因供参考：1）加热炉温度高低原因所致，岗位员工责任心有关，没有根据油井掺水量大小，及时调整火嘴负荷。
采取方法是每两个小时监测各计量间回油温度，超过39-42度时，岗位员工及时汇报管站副经理，由其协调管井人员控制单井掺水量，直到问题解决。
2）与当天是否进行热洗有关。
如果同样有热洗情况下，则需要分析热洗时间和热洗温度是否有差别，涉及到会计算不同热洗温度和时间消耗气量。
机械采油系统节能降耗技术措施及应用
机械采油系统节能降耗技术措施及应用摘要：在社会经济飞速发展的过程中，大量的石油资源被开采利用，这样就对采油工作提出了更高的要求。
机采井在油田油井中的运用相对较为频繁，在其生产的过程中所需要的电力能源在油田能耗中占比较大。
机采系统运行效率是判断抽油井运行性能的一项重要指标，在诸多机采井之中都是选择运用的游梁式的抽油设备，这也是造成机采能耗较高，效率低下的主要根源。
在油田的开采过程中，油井产出液中的含水量逐渐地增加，所以导致生产成本的提升，为了切实地对上述问题加以解决，还需要切实的进行深入的挖掘，并且积极地运用节能降耗技术，有效地降低油田生产成本，为油田的稳步健康发展奠定坚实的基础。
关键词：机采系统；能耗；影响因素；节能措施引言：就现如今实际情况来看，石油的价格长期都维持在低迷的状态，油田企业要想保证自身的稳步发展，还需要积极地进行降本增效，切实的运用机械采油系统。
这篇文章主要针对机械采油系统能耗因素展开全面深入的分析研究，希望能够对我国石油业的发展有所帮助。
1影响抽油机能耗的因素分析1.1抽油机载荷和工作状态对机采系统能耗的影响在将抽油机加以实践运用的时候，其中所涉及的传动系统从动力原点到悬点都需要通过减速以及更换方向的过程，在整个过程中抽油机的平衡情况与机采系统的能耗存在密切的关联。
平衡度相对较好的抽油机，机采系统的运行效率相对较高。
而那些平衡度相对较差的抽油机往往机采系统运行效率较差。
再有，抽油机的平衡度情况对于各个部分的运行状态往往会造成直接的影响，如果抽油机连杆机构以及减速设施运行出现异常的情况，那么必然会对机采系统的使用时长造成一定的损害。
所以我们还需要对抽油机的平衡状态进行密切的关注，切实地对抽油机加以调整，这样才可以实现缩减能耗，提升机采系统运行效率的目的[1]。
抽油机的运行的动力来源主要是电动机，所以其能耗的情况往往会对机采系统的运行情况造成直接的影响。
对于电动机各项参数进行综合评估主要涉及电动机的负载率和功率参数。
机械采油系统节能措施及效果分析论文
机械采油系统节能措施及效果分析论文机械采油系统节能措施及效果分析论文1 影响抽油机能耗的因素分析1.1 抽油机载荷和工作状态对机采系统能耗的影响抽油机在工作时传动体系从动力有些到悬点，要通过减速和换向等进程，在这个进程中，游梁式抽油机的平衡度对机采体系的能耗影响较大。
平衡度较好的抽油机，机采体系工作功率高，反之，平衡度较差的抽油机，机采体系工作功率较低。
除此之外，抽油机的平衡度不好会影响各有些工作状况，使得抽油机连杆机构、减速箱等部件工作反常，缩短机采体系的工作寿数。
因而，要时间关注抽油机的平衡状况，关于平衡状况较差的抽油机要及时调整，通常抽油机能耗最小时平衡度最好，通过平衡调理能够下降能耗，进步机采体系工作功率。
1.2 电动机对机采体系能耗影响抽油机的首要动力设备是电动机，其能耗的凹凸直接决定着机采体系功率的凹凸。
评价电动机参数有电动机的负载率和功率因數。
电动机的负载率指的是电动机实践输出功率N1与额定功率N0的比值，有如下计算公式：相应的，电动机的功率因数计算公式如下：式中：N1m为均匀轴功率，单位KW。
N1m为一个周期内的均匀输入功率，单位KW。
图1电动机负载率与其工作功率、功率因数联系图电动机负载率与其功率因数及工作功率联系如图1所示，电动机负载率过低时，其功率因数与体系工作功率均较低。
现在运用较多的异步电机只要在额定功率工作时，其功率因数和工作功率才到达最好状况，负载率下降时，电动机的工作功率明显下降。
因而，必须进步电动机负载率，运用永磁同步电机能够较好处理这个疑问。
2 使用领先设备及领先技能手段实现机械采油体系节能2.1 选用机械采油节能设备现在国内和国际上都在积极处理机械采油的高耗能疑问，因而呈现了多种节能设备，能够依照节约用电原理将其分为无功赔偿和调压两大类。
比方WCYJT12-6-5.4-Z，智能型节能长冲程曳引抽油机，其优点表现在工作平稳、噪声低、大负荷、长冲程、结构合理、安全可靠、功率高、智能化等多个方面，它联系了国内外抽油机的特点，其冲次、冲程的可在线调理是通过PLC可编程操控器来实现的，电机遭到缺相维护、超载超速维护等多重安全维护，而抽油机则有越位维护和失载维护，而且工作维护便利、占地面积小；除此之外还对常规游梁式抽油机的节能改造设备，比方HD体系节能传动设备、NKJN-W55型智能节约用电操控柜、HCC-018A型抽油机变频智能操控设备、多功能节能操控柜等。
关于机械采油系统的节能方法探讨
关于机械采油系统的节能方法ｔ ￣ ｉ － ， ｉ
马津娟 天津大 港油田运输有 限公司
３ ０ ０ ２ ８ ０
但 就国产的节 能控制柜在应 用中的效果 来看， 并不是很 理想 ， 存在 【 摘要】节能减排是 当 今 社会可持续发展 战略 的重要内容 ， 是推动社 运 行可靠性、 稳 定性和适 用性 差的 问题 ， 起不 到真正节能 减排的 作用 ， 会和谐发展的重要举措。 石油开采业作为推动我国国民经济增长的童要支 节 能控制柜 的可控 硅相调压会产生 柱产业， 更应 积极 地采取节能减排措 施； 降低 耗能， 减 少污染物 的排放 ， 通 过分析其控制 原理我们可以得知 ， 使产业的各项运行指标 都满足节能减排 的指标要求 。 本 文针对石油产业机 谐 波， 而谐 波会随 着调 压幅度的增大 而发 生变化 ， 即谐波增大 对 电网造 成污染 ， 同时在谐 波的影响 下会产生高频制动转 矩 ， 影响 了电机 的正常 械采油系统中 存在的问题进行了 分析， 并根据 问题提 出了 相应的节能方法。 运转。 虽然 目 前 的节能 电控 柜采用的 电容 补偿方式 来降低能 耗 ， 但减 少 【 关键 词ｌ机械采油； 节能； 节能设备 的只是 无功功率损耗 ， 而 有功功率的损耗还 没有实施 相应的节能措施 。 为了能 够有 效解 决节能 电控柜 稳定性 、 可靠性 及实用 、 无 功、 有 功合理 １ 、 机械采油系统的能耗指标 节能 降耗的 问题， 下面 将介绍一种新 型的节能 装置 ， ￣ Ｉ ［ Ｉ Ｂ ］ Ｋ节能装 置。 １ ． １ 有功功率 机械 采 油系统的有 功功率 是指将 电能 转化供 机械 系统 及各种用电 该 装置 的工作原理 是运 用单片 机来实 施对 采油系统 的控 制， 实现对 电 此 装置 由电容动态补偿 和调压 装置组成 。 通 设备 正常运 转 的电功率 。 具体来讲 机械 采油 系统 的有功 功率主 要指 的 机保护 和运行控制 的目的。 是通 过电能转换 为电机 的动能 ， 带动抽 油机运 转的功率 ， 其中抽油机 运 过 单片机 内的传感 器获 得信号 ， 进而结 合负载 变化对 调压 装 置发 出控 电压经调整后达 到电机正 常运行 的需求 ， 有 效地 降低 了电机 有 转 过程 中会在井下受到杆柱 结构 、 泵径、 冲影 响， 会产生能耗 。 功功率 的损耗 。 ３ ． ２ 其它节能措施 １ ． ２ 无功功率 无功功率是用来建 立和维持磁场 的电功率 ， 不对外做功 。 主要用来 ３ ． ２ ． １ 合理选 用节能产品 针对 目 前机械 采油系统配 电容量和实 际需 求不匹配的问题 ， 要认真 反映 电网与 电气负载 间交换 电能 的规模 ， 相对有功功率无功 功率比较抽 象， 但实 际上 无功功率 也会对供 电系统及用 电产生一定 的不 良影 响， 如 分析机 械采油 系统配 电容量和生 产实践 中电机的负载 率之 间的匹配程 进而合理 选择适合油田生产所用的节能型电机 。 电功率不 稳定会影 响有功功率 ， 降低 供 电能力， 功率 因数电压下 降等， 度， 进而增加 电能的损 耗。 ３ ． ２ ． ２ 提高效率 因数 基于采 油现场 环境 及设备 所处地 下环境 复杂 ， 抽油机 的负载 方式 Ｉ ． ３ 功率因数功率 功率 因数功率主 要用来衡 量 电气设备 的使用 情况及用 电管 理水平 又是动 性负载 ， 为了能实现 设备的正常启动 良好 运转 ， 无功数值 要达到 定程度， 不能 过小 ， 如 果降低了功率因数， 会产生大量 的无功网损。 因 和电能利用率 此采用无功就 地补偿 的措 施可以有效地减 少电网的无功损耗 。 ２ ． 机械 采 油 系统 存在 的 能耗 问题 ３ ． ２ ． ３ 间歇抽 油， 改进 传动部 分 通常机械 采油系统的装机容量较小 ， 只占油田装机 总容量的三分之 但 是机械 采油系统机 组的用 电量较 大， 约 占油 田机 组总用 电量 的二 间歇抽 油法适用于低 产油井， 基于此类油井 供液 能力差 ， 相应地 抽 泵效不 高。 传动 部分可改为节 能联轴 器或 者是节 分之一。 这就导致 抽 油机负荷 率普遍 较低的现 象发 生， 加 大了井下 抽油 油泵 充满系统也较低 ， 机 运转的能 耗 ， 此 外， 在 目前的石油开采业普 遍采用的是 粗放 式管理 ， 能开 传动皮带， 能起 到一定 的节能降耗 的作用。 ３ ． ２ ． ３ 调整 抽油机的平 衡状况 只 重视石油 的开 采 ， 而忽视 对 电气设备 、 机 械设备 的维护管 理及技 术、 工艺 的改进 ， 即机 械采 油系统的功 率 因数低 ， 电网的 电能 损耗率 高。 通 基 于抽油 机所 处环境 的复 杂性及 不稳 定性 ， 可能 会在运 行一段 时 常 存在用配 电机容量大 于抽 油机功率 的现 象 ， 使得 电能资源严重浪费。 间后其平 衡块 会发 生偏移， 抽油机—旦在 运转过程 中平 衡块发生偏移 ， 抽油机 的有 功功率 的损 耗就会 增加 。 为了降低抽 油机 有功 功率 损耗可 ３ ． 实现机械采油系统节能的方法和措施 ３ ． Ｉ 采用机械采 油节能设备 考虑 在游 梁末端 加 设一 个平衡 块 ， 通过 调节加 设的平 衡块 来调节抽 油 倡导节能 减排 、 积极 地采 取节能 措施 不仅能 解决机械 采 油系统能 机 的平衡性 。 耗 高问题 ， 还 能有效地 提高经济效益 和社会效 益， 对推 动社会的发展与 进 步有着积极的影 响 。 现如今， 世界各 国都 在加大 对节能设 备的科研 力 度， 力争从 机械 采油设 备方面 降低耗 能。目 前， 石油 勘探开发领 域 出现 了 多种节 能设备， 其 中按节 电性 能原 理分类可分为两大类 ， 即无功补 偿 和调 压。 如ｗＣ Ｙ Ｊ Ｔ １ ２ — ６ － ５ ． ４ 一 Ｚ 智能型节 能长冲程曳 引抽 油机 ， 该类 型抽油机 的主要特点是 运转性能好 ， 负荷大、 噪音小、 结构 简单合理 ， 另 外又融入了智能化技 术 ， 其安全性 和稳 定性 都 比较 高。 其中抽 油机 的冲 次、 冲程采 用Ｐ Ｌ Ｃ 在 线编程 控制器进 行调解 ， 设置有缺 相保护、 超载超 速保护装 置。 抽油机设 置有越 位保护和 失载保护装 置， 操作维 护方便 ， 并且该装 置体积 小 ， 避免了因占地面 积大给作业 活动空 间带来不便 的问
机械采油井系统节能测试方法
3．抽油机工作的特点
任何结构抽油机的一个工作循环，都分为上冲 程和下冲程两部分。上冲程时，抽油机悬点上 作用着抽油杆柱和油柱的重量、抽油杆柱和油 柱的惯性载荷、振动载荷以及抽油杆与油管间、 柱塞与泵筒间的摩擦力。下冲程时，悬点承受 抽油杆柱在油中的重量，相应的惯性载荷以及 振动载荷。抽油机悬点载荷随悬点位移的变化 规律用动力示功图来表示，见图1-2。
抽油机井的井下效率
j P2
P3
ηj——抽油机井的井下效率，%； P2 ——有效功率，kW； P3 ——光杆功率，kW。
单井的系统效率
P2
P1
P2 ——有效功率 P1 ——输入功率
一个区块机械采油井平均系统效率
采用输入功率加权平均法计算一个区块的平均 系统效率
计算公式
a
n
P 1i • i
五、抽油机系统中的能量损失及提高各环 节的能效分析
（一）能量损失 （二）提高抽油机采油系统中各环节的能效
分析
（一）能量损失
1.电动机损失 2. 传动带损失 3.减速箱损失 4.换向损失 5.盘根盒损失 6.抽油杆损失 7.抽油泵损失 8.抽油管柱损失
抽油机采油系统输入功率
电动机 皮带
油井液体密度
＝ 1 fw （ ） •o fw •w
当油井液体密度未能实际测得时，可用上式近似计算 fw——含水率； ρo——油的密度，t/m3 ρw——水的密度，t/m3
光杆功率的测量
在抽油机悬绳器处装动力示功仪，测量抽油机 的示功图，连续测量3次，求其平均值。
光杆功率计算公式
M 1
0
2 3
360°
１－未平衡 2—平衡 3—理想平衡 图1-3常规游梁式抽油机曲柄轴扭矩特性曲线
抽油机“一拖多”节能效果测试方法探索
卵啪 ＝
Ｊ Ｏ ｚ ＭＯ
式 中 叼 井组 系统效 率 ， 一 ％。
４ ． 井组 有功 节 电率 ．４ ２
×１ ０ ０
主 要 测试 井组 总 线上 电压 、 电流 、 功 功率 、 有 无功 功
率 、 功率 、 视 功率 因数 。 电参 数测试 中需 关 闭非 抽油
式 中
一 井组 有功 节 电率 ， ％； 『 井 组应 用“ 拖多 ” 吨液 百米 提升 高度 ＿ ＿ 一 前
ＱＺ Ｊ ：
１ ．１
一 （ｉ ９＇ ） Ｐ］
有功耗 电量 ，Ｗ ・／ ｏ ・ ； ｋ ｈ（ ￣ ｔ １ ） Ｉ 井 组应用 “ 拖多 ” 吨液百 米 提升 高度 厂 一 后
有功耗 电量 ，Ｗ ・／ ０ｍ・ 。 ｋ ｈ（ ｔ １ ） 井组 应用 “ ～拖 多 ” 后 吨液百 米提升 高度 有功 前 耗 电量 的计算 如下 ：
４２ １ 井组 输 入 功 率 ．．
范， 数据采 集有 效 ， 合要 求 。 符 （ ） 测试 方法 进行研 究 ， ４对 发现在 进行 电参数 测 试时 ， 测试 点 为单井 电机 配 电柜 进线端 ， ７口抽 油 但
机 电机 的输 入 功 率之 和 大于 井组 总 进 线输 入 功率 ， 即测试值 与 实际耗 电量不 相符 。 通 过 “ 拖多 ” 一 具有 一套逆 变单元 控制 多 台电机
井组 模拟 为一个 整合 的机 采系 统 ．加测 井组 的总 能 耗， 以井组 为基 准进行 能耗 分析 。
４１ 现 场 测 试 方 法 ．
式 中 Ｐ『 井组有 效功率 ，Ｗ； ２ ｋ
一
单 井有效 功率 ，Ｗ； ｋ
重 力加速 度 ， ／ ； ｍ ｓ
ｐ 单井 液体密 度 ，ｍ ： ｌ 一 ｔ ／ ｑ ｉ 井油井 产液 量 ， ３ ； 一单 ｍ／ ｄ Ｈｉ 单井有 效扬 程 ， 一 ｍ。
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0.3
1.0
5.测试方法和计算公式
（1）测试方法与步骤 输入功率测量： 采用数字式功率仪表或三相有功电度表。 测量抽油机井时，采用的数字式功率仪应符合 抽油机耗电原理。用三相有功电度表测量时， 测试电度表转10圈所用时间，重复测3次，求 其平均值。
游粱式抽油机多以电动机为原动力，抽油杆的每一个上下 往复运动称为一个周期（冲次）。在抽油杆向上运行的半个周 期，电动机要克服抽油杆及采液的重力而做功；在抽油杆向下 运行的半个周期，因抽油杆动能与平衡块的势能差，常常会出 现电动机被拖动旋转的转速超过同步转速的现象，此时，电动 机变为发电机向电网反输电能。因此，在抽油机运行的一个周 期内，电动机根据抽油机的平衡情况，呈以下三种运行状态： 重负荷——轻负荷——重负荷；重负荷——轻负荷——空载— —轻负荷——重负荷；重负荷——轻负荷——空载——发电— —空载——轻负荷——重负荷。对于电动机的前两种运行状态， 在压缩机等机械设备中屡见不鲜，其电参数之间的关系无特别 之处。对于第三种运行状态，由于呈现该运行状态的游梁式抽 油机较多，且其电参数之间的关系具有特殊性。
M
1 2 3
0
360°
１－未平衡 2—平衡 3—理想平衡 图1-3常规游梁式抽油机曲柄轴扭矩特性曲线
平衡状况产生的影响
抽油机平衡系统设计的成功与否，直接与抽油 机的受力状况、曲柄轴净扭矩变化情况、以及 电动机耗功大小、抽油机节能状况有关。
四、机械采油井系统效率测试方法
1.测试范围 2.术语定义 3.测试要求 4.测试仪器仪表及精度等级和测试参量 5.测试方法和计算公式
悬 点 载 荷
冲程
上死点
Pmax
下死点
Pmin 悬点位移
图1-2 动力示功图
4．抽油机的平衡
目前，抽油机上的平衡方式主要有两类：机械平衡和气 动平衡。机械平衡是在曲柄和/或游梁尾部加装平衡重。 在悬点下冲程时，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，除了依靠抽油杆 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油柱，从而减少了电动机在上 冲程所需要给出的能量，如果平衡重或/和平衡方式选得 合适，不仅可以使电动机上冲程和下冲程给出的能量相 等，并且使曲柄轴扭矩值变化很小，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。
机械采油井系统 节能与测试
2019年07月28日
目 次 §1 相关标准
§2 机械采油井系统分类
§3 抽油机采油系统简述
§4 机械采油井系统效率测试方法
§5 系统中的能量损失及各环节的能效分析 §6 抽油机井系统常用节能技术 §7 机采系统监测项目与评价指标
一、相关标准
1.SY/T5265-2019 油田生产系统能耗测试和计算 方法 2.SY/T6275-2019 石油企业节能监测综合评价方 法 3.SY/T6422-2019 石油企业节能产品节能效果测 定
1.测试范围
除自喷井外的各种机械采油井
2. 术语定义
输入功率：拖动机械采油设备的电动机的输入功率。 有效功率：将井内液体输送到地面所需要的功率。 系统效率：机械采油井的有效功率与输入功率的比值。
光杆功率：光杆提升液体并克服井下各种阻力所消耗的功 率。
地面效率：光杆功率与电动机输入功率的比值。 井下效率：抽油机井的有效功率与光杆功率的比值。 平均系统效率：各种机械采油井的总的平均效率。
3．抽油机分为上冲 程和下冲程两部分。上冲程时，抽油机悬点上 作用着抽油杆柱和油柱的重量、抽油杆柱和油 柱的惯性载荷、振动载荷以及抽油杆与油管间、 柱塞与泵筒间的摩擦力。下冲程时，悬点承受 抽油杆柱在油中的重量，相应的惯性载荷以及 振动载荷。抽油机悬点载荷随悬点位移的变化 规律用动力示功图来表示，见图1-2。
图1-1 常规游梁式抽油机采油系统 1-电动机 2-减速箱 3-四连杆机构 4-抽油杆柱 5-油管 6-套管 7-抽油泵
2．抽油机在采油系统中的作用
在抽油机采油系统的三个组成部分中，不同采油系统 的地下部分和中间部分的结构和工作原理基本相同， 系统的主要区别在于抽油机的不同。抽油机的不同决 定了抽油机采油系统的能耗状况。 抽油机的作用是将电动机的旋转运动变成悬点的往复 运动。根据基本工作原理，可以认为抽油机主要由以 下四个系统组成，即传动减速箱系统、换向系统、平 衡系统和支撑系统。由于各种抽油机的减速系统和支 撑系统工作原理和结构基本相同或类似，所以抽油机 的结构形式主要由换向系统和平衡系统决定。含有游 梁、通过连杆机构换向的抽油机统称为游梁式抽油机； 当采用不同于四连杆的机构换向、游梁变短甚至消失 或采用电动机正反转换向的抽油机统称为无游梁抽油 机。
二、机械采油井系统分类
1.抽油机井系统 2.潜油电泵井系统
三、抽油机采油系统的简述
1．抽油机采油系统的组成 2．抽油机在采油系统中的作用 3．抽油机工作的特点 4．抽油机的平衡
1．抽油机采油系统的组成
抽油机是油田普遍采用的采油装置。以目前应用最广泛 的常规游梁式抽油机采油系统为例，采油系统主要由三 部分组成：地面部分游梁式抽油机，由电动机、减速 箱和四连杆机构(包括曲柄、连杆、横梁、游梁) 、驴头 和悬绳器等组成；地下部分抽油泵，悬挂在套管中油 管的下端；联系地面和井下部分的中间部分抽油杆柱， 由一种或几种直径的抽油杆和接箍组成。常规游梁式抽 油机采油系统的组成如图1-1所示。
序号
1 2 3 4 5
仪器仪表名称
输入功率测试仪 表 压力表 动力示功仪 回声仪 产液量计量装置
测试计算参量
输入功率 油压、套压 功图、力比、减程比、 冲次、冲程 动液面深度 产液量
精度等级要求
1.5 1.5 1.0 0.35 5.0
6
7 8
数字万用表
秒表 求积仪
上、下冲程最大电流
时间（电度表转动、 冲次） 示功图面积
3.测试要求
（1）测试井机泵运行正常； （2）测试仪器仪表正常并在检定合格周内； （3）检查仪器仪表连接无误后，按机械采油 井的操作规程及程序进行启动。待机械采油设 备运行20分钟后进行测试，应保证输入功率、 油井产液量、动液面深度、油井油压和套压等 主要参数同步测试。
4.测试仪器仪表及精度要求