機(jī)采節(jié)能設(shè)備評價模擬系統(tǒng)在老君廟油田的應(yīng)用

金奇 王剛 林燕 李科（玉門油田分公司老君廟油田作業(yè)區(qū)）

老君廟油田已開發(fā)73年，機(jī)采設(shè)備老化，能耗居高不下，平均系統(tǒng)效率僅為9.88%，遠(yuǎn)低于中國石油股份公司的平均水平。

針對油田在用抽油機(jī)型號、油井工況各異，節(jié)能設(shè)備種類繁多，節(jié)能效果不理想的現(xiàn)狀，優(yōu)化配置抽油機(jī)所需的節(jié)能設(shè)備，建立一套系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)備檢測和評價平臺是非常必要的。

2009年，老君廟油田在機(jī)采系統(tǒng)節(jié)能改造方案中，提出建立一套適合實(shí)際情況，智能化水平高、功能齊全、操作簡便的機(jī)采系統(tǒng)節(jié)能設(shè)備評價模擬井系統(tǒng)，為油田節(jié)能設(shè)備的選型及應(yīng)用提供科學(xué)的依據(jù)。

1 機(jī)采節(jié)能設(shè)備評價模擬系統(tǒng)

圖1 模擬井系統(tǒng)組成及功能

機(jī)采節(jié)能設(shè)備評價模擬系統(tǒng)（以下簡稱模擬井）由現(xiàn)場測控系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成（圖1）。各種測試設(shè)備均安裝在由集裝箱改造的移動測試間內(nèi)，井場的變送器通過無線傳輸方式與測試間連接，將各項(xiàng)參數(shù)傳輸?shù)揭苿訙y試間內(nèi)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)通過測試、分析抽油系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的運(yùn)行狀態(tài)，并對不同工況條件下的系統(tǒng)組合和不同配置下的控制參數(shù)做出評價（圖2）。

圖2 模擬井系統(tǒng)設(shè)備及測試點(diǎn)布局

2 技術(shù)特點(diǎn)

2.1 系統(tǒng)功能全面，擴(kuò)展性能強(qiáng)

模擬井系統(tǒng)能測試評價各種節(jié)能設(shè)備，通過7個測試點(diǎn)、14個測試參數(shù)、50個計(jì)算及評價參數(shù)，對設(shè)備進(jìn)行更詳細(xì)的計(jì)算、分析和評價；同時具備豐富的功能擴(kuò)展性，滿足油田標(biāo)準(zhǔn)化、信息化管理的要求。

2.2 特殊測試功能

采用專利技術(shù)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的皮帶輪式扭矩變送器，可測試電動機(jī)輸出軸扭矩，計(jì)算電動機(jī)輸出功率，繪制電動機(jī)效率曲線。裝備專利技術(shù)生產(chǎn)的適應(yīng)變頻器輸出頻率（25～100Hz）的電功率測試儀器，測試變頻狀態(tài)下的電功率參數(shù)，克服了常規(guī)儀器（包括3166和3169測試儀）不具備測試變頻狀態(tài)下輸出端電能參數(shù)的技術(shù)瓶頸。

2.3 模擬不同供電工況

通過安裝在模擬井測試間內(nèi)的調(diào)壓器調(diào)節(jié)供電電壓（300～430V），測試電動機(jī)、控制柜在高、低壓下的啟動及正常工作特性。

2.4 節(jié)能評價

測試、計(jì)算機(jī)采節(jié)能設(shè)備和節(jié)能措施運(yùn)行指標(biāo)，按國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價，測試完畢即可自動出具全面的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行評價報告。

3 實(shí)際應(yīng)用

3.1 設(shè)備準(zhǔn)入平臺

老君廟油田機(jī)采節(jié)能改造中，模擬井系統(tǒng)扮演著機(jī)采設(shè)備準(zhǔn)入平臺的角色，所有外來節(jié)能設(shè)備一律經(jīng)過模擬井系統(tǒng)測試，通過嚴(yán)格的測試評價，技術(shù)人員和專家審核把關(guān)，優(yōu)選出節(jié)能效果最好的設(shè)備。

3.2 優(yōu)化搭配平臺

現(xiàn)場抽油機(jī)井型號、工況各異，機(jī)采設(shè)備種類繁多（表1），如何對老君廟油田范圍內(nèi)的在用機(jī)采設(shè)備進(jìn)行合理搭配，也是機(jī)采改造的重點(diǎn)。以模擬井系統(tǒng)為平臺，其強(qiáng)大的測試、評價功能正好符合老君廟油田機(jī)采改造優(yōu)選新設(shè)備、合理挖潛搭配老設(shè)備的原則，并制作了老君廟油田抽油機(jī)、電動機(jī)、配電箱匹配使用遵循原則模板（表2）。

表1 H263井相同電動機(jī)、不同配電柜的參數(shù)比較

3.3 跟蹤評價平臺

借助模擬井系統(tǒng)全面、穩(wěn)定的測試功能，定期對老君廟油田范圍內(nèi)節(jié)能設(shè)備進(jìn)行測試，建立完整的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況數(shù)據(jù)庫，為節(jié)能設(shè)備的跟蹤評價提供依據(jù)和技術(shù)支持。

2012年4月至5月，玉門油田節(jié)能監(jiān)測站對老君廟油田機(jī)采優(yōu)化改造后的150口抽油機(jī)井進(jìn)行了節(jié)能效果測試評價（表3）。

表3 老君廟油田機(jī)采優(yōu)化150口井測試效果評價

4 結(jié)束語

機(jī)采節(jié)能設(shè)備評價模擬系統(tǒng)在老君廟油田使用已經(jīng)一年多，以提高機(jī)采系統(tǒng)效率為目的，為機(jī)采節(jié)能改造工作提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持，改變了傳統(tǒng)的人工評價模式和設(shè)備優(yōu)化模式。模擬井系統(tǒng)以其智能化水平高、功能齊全、操作簡便的特點(diǎn)，為油田的機(jī)采節(jié)能設(shè)備檢測提供量化指標(biāo)，在油井節(jié)能設(shè)備的選型中發(fā)揮技術(shù)把關(guān)作用，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化管理，極大地減少了人為因素的影響。