浅谈抽油机井系统效率的提高

减小字体 增大字体 作者:张国超  来源:本站整理  发布时间:2013-07-17 16:34:39

1 问题的提出

我厂在油田开发中,大部分井都采用抽油机采油方式,而抽油机采油平均系统效率却很低,在10.0%左右。那么,哪些因素影响抽油机井系统效率呢?怎样才能提高抽油机井的系统效率,来降低能耗呢?这些问题对我厂提高油田开发的经济效益具有十分重要的意义。下面就我对系统效率的认识,提出一些我的看法。

2 抽油机井系统效率(η系统)中能量损失分析及提高效率的措施

通过对影响抽油机系统效率的因素进行分析,我认为,抽油机井从地面到地下,系统效率由四部分组成:(1)电机的传动效率(η电机);(2)皮带减速箱的传动效率(η带箱);(3)四连杆机构的传动效率(η四连杆);(4)井下传动效率(η井下)。

系统效率(η系统)=η电机×η带箱×η四连杆×η井下

结合实际进行综合分析,针对系统中部分效率低,采取可行性措施,来提高部分效率,因而提高抽油机井的系统效率,应从以下五个不同方面来考虑。

第一,提高电机效率,使系统输入功率满足负荷需要的前提下,减少损失。电机效率是输出机械效率与输入电功率之比,只有降低电动机的工作电流,才能提高电动机效率。

第二,利用补偿电容器,减少无功损耗及调整抽油机平衡来实现电机效率的提高。

(1)安装无功补偿电容器,降低能耗,提高电动机传动效率。抽油机负荷的有功功率,根据井的具体情况是一定的。若电机的电压不变,则供给的同样有功功率给负荷时,功率因数越高,电源输给负荷的电流就越小。反之,负载功率因数越低,所需电流越大,这样用较大的电流作较小的功,说明电流供给负载大量无功功率。电机是感性负载,在半个周期时间里,把电能变成机械能;在另半个周期时间里,把电能变成磁场能储存起来。如果在电机绕组上并联无功补偿电容器,使这个感性负载的电流滞后电压的相位角。功率因数可提高0.4%左右。

(2)调整好抽油机平衡率,降低电动机工作电流和电能的损耗:抽油机的平衡率是检查抽油运行的基本参数及重要的管理指标。如果抽油机井不平衡时,电机会存在负功。此时不是电机拖动机器,而是机器带动电机运转。同时,电动机作正功时,电流会升高,加大电能损耗。此时,抽油机井的系统效率降低。降低了电动机的工作电流工线,可提高抽油机井的系统效率。

第三,抽油机井地面其他设备各部分传动效率及

措施。

(1)调整好皮带的松紧度及四点一线。减少皮带打滑损失的传动的效率,来提高皮带的传动效率。

(2)减速箱保持清洁,及时更换齿轮油,保持各轴的润滑良好,减少齿轮啮合的摩擦损失,提高传动效率。

(3)加强四连杆机构的维修保养,提高传动效率设备严格按“十字”作业法进行保养。消除器连杆机构“变形”、“扭劲”等因素影响,减少摩擦损失。

第四,抽油机井井下传动效率分析,优化合理工艺措施,提高井下传动效率。

(1)油井井口盘根过紧,会使上行负荷增大,下行负荷减少。使驴头增加一部分功来克服盘根与光杆过紧的那部分摩擦力。盘根的松紧与电机的功率测试试验。

(2)抽油杆与井液、油管的摩擦,造成部分能量、损失。

(3)井口偏磨、抽油杆刮井口等因素影响系统效率。

(4)抽油杆往复运动中,引起的贯性负荷、振动负荷、导致能量损失。

(5)油管、泵的漏失造成能量损失。

(6)动液面深度对系统效率的影响也很大,应该使抽油机在合理的沉没度下生产。

综上分析,抽油机井系统效率井下部分可知,影响井下传动效率是多方面的,结合实际情况做以下六方面的

工作:

(1)采用石墨盘根和可调式盘根盒,减少盘根与光杆摩擦力造成的能量损失。

(2)提高深井泵质量,加强作业施工监管,提高作业施工质量,延长油井免修期。

(3)制度合理的工作制度,调整抽油机的生产参数,尽量采用长冲程慢冲次,选择泵型号要合理,尽最大程度提高泵的充满程度,减少惯性载荷和振动载荷,并确保油井的合理沉没度(200~350米之间)。

(4)根据井的不同特点,含蜡量高的井装磁防蜡器;出砂严重的井装防砂锚;油稠井,制度合理化学降稠的加药周期及热洗周期。

(5)做好注水井管理,提供油井充足的供液能力。

(6)利用补孔、压裂、酸化等技术措施,提高可调整油井的产能。

第五,优化抽汲参数。抽汲参数对地面效率及系统效率都有一定的影响。对于一口具体的抽油机井,在满足提液需求的情况下,应选择最优参数,通过抽汲参数优化,降低减速箱扭矩,降低电动机负荷及抽油机负荷,提高系统效率。

(1)提高泵效。泵效是影响系统效率的重要方面。一般而言,在保证产液量的前提下,应尽可能选择较大泵径、长冲程、低冲速、合理泵深;但对于严重供液不足的油井,在保证产液量不变的情况下,应通过调小生产参数(冲程、冲速、泵径)、加深泵挂、间歇开抽、油管锚定等措施提高抽油泵效,提高系统效率;对于非正常漏失严重的油井,需要及时检泵提高泵效。泵效处于20%~80%之间的抽油机井,系统效率多数在20%以上,系统效率合格率较高。在实际生产中,应尽量采取调小冲速及泵径、加深泵挂、间歇开抽或者油管锚定的方法来提高抽油机井的系统效率。

(2)优化沉没度。沉没度对于泵效及系统效率影响很大,沉没度过大造成抽油机上下行程悬点载荷增加,磨阻增大,管柱效率降低,地面能耗增加;沉没度过小会降低泵效。泵挂深度变化时,油井产液量随下泵深度的增加,有先上升后降低的规律。沉没度过大,不但对提高产量无益,反而会增加悬点载荷,增大电动机负荷,降低系统效率,在现场生产中当动液面确定时,沉没度的选择直接决定泵挂深度,因此,合理选择沉没度对油井系统效率的提高十分重要。

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