抽油機(jī)井日常管理能耗節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)的確定

田連雨

中國石油遼河油田分公司質(zhì)量節(jié)能管理部 （遼寧 盤錦 124010）

抽油機(jī)井采油是油田主要采油方式，其耗電量占油田總耗電18%以上[1]。在日常生產(chǎn)管理中，抽油機(jī)井主要控制的能耗節(jié)點(diǎn)有平衡率、皮帶張緊力和盤根松緊度3個(gè)，在保障抽油機(jī)井正常運(yùn)行的前提下，通過現(xiàn)場試驗(yàn)對(duì)這3個(gè)能耗節(jié)點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，使抽油機(jī)井運(yùn)行在最佳能耗狀態(tài)下，對(duì)降低油田能源消耗，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)井節(jié)能措施的標(biāo)準(zhǔn)化管理具有重大意義[2]。

1 原有操作標(biāo)準(zhǔn)不適應(yīng)性分析

Q/SY DQ0804-2002《采油崗位技能操作程序及要求》標(biāo)準(zhǔn)[3]中關(guān)于抽油機(jī)井平衡率、皮帶張緊力和盤根松緊度調(diào)整的規(guī)定如下：

平衡率應(yīng)達(dá)到85%以上；皮帶上好后，皮帶下按不超過二指為松緊適合；加完盤根后，應(yīng)不滲不漏，光桿不發(fā)熱。

從標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定中可以看出，該標(biāo)準(zhǔn)由于側(cè)重提高崗位工人的操作技能和操作水平，對(duì)于能耗的控制考慮較少，只是定性給出了一個(gè)參考范圍，沒有定量給出具體參數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用上，從能耗控制的角度來看可操作性不能適應(yīng)目前的要求，無法作為能耗節(jié)點(diǎn)控制參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行使用。因此有必要對(duì)抽油機(jī)井的這3個(gè)能耗節(jié)點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行研究，定量給出其在最佳能耗狀態(tài)下的參數(shù)值，以達(dá)到抽油機(jī)井在最佳能耗狀態(tài)下運(yùn)行，降低油田能源消耗的目的。

2 抽油機(jī)井日常管理能耗節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)的確定

通過應(yīng)用CDY-IA型抽油機(jī)井電機(jī)多參數(shù)測(cè)試儀，現(xiàn)場測(cè)試6口不同生產(chǎn)狀況抽油機(jī)井在不同平衡率、皮帶張緊力和盤根松緊度工作狀態(tài)下的能耗值，摸索分析隨平衡率、皮帶張緊力和盤根松緊度的變化耗電量的變化規(guī)律，進(jìn)而確定抽油機(jī)井平衡率、皮帶張緊力和盤根松緊度調(diào)整的最佳能耗范圍[4]。為了確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，在參數(shù)調(diào)整30min后進(jìn)行錄取。

2.1 抽油機(jī)最佳能耗平衡率的確定

圖1 6-3466井平衡率與日耗電回歸曲線

由于現(xiàn)場90%抽油機(jī)井機(jī)型為CYJ10-3(4.2)-53HB，所以選擇CYJ10-3(4.2)-53HB機(jī)型進(jìn)行試驗(yàn)。通過對(duì)6口抽油機(jī)井的平衡率與日耗電關(guān)系的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到平衡率與日耗電關(guān)系試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸曲線(圖1、圖2)和回歸結(jié)果對(duì)比表（表 1）。

圖2 7-2701井平衡率與日耗電回歸曲線

通過觀察6口井的回歸曲線得出，隨平衡率的變化，單井耗電量呈開口向上的拋物線規(guī)律變化，曲線的最低點(diǎn)即日耗電最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡率，范圍在93%～97%之間，考慮到平衡率調(diào)整的可操作性，結(jié)合回歸的結(jié)果，建議平衡率調(diào)整的最佳能耗范圍為90%～100%之間。

表1 抽油機(jī)井最佳耗電平衡率試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸結(jié)果對(duì)比表

2.2 抽油機(jī)最佳能耗皮帶張緊力的確定

為了實(shí)現(xiàn)皮帶張緊力定量管理，研制了皮帶張緊力測(cè)試儀（圖3）。該測(cè)試儀由測(cè)試部分和顯示部分組成,操作時(shí)將測(cè)試部分作用于皮帶上、下水平面,壓力傳感器將皮帶所受力的大小傳給顯示部分[5]。通過對(duì)6口抽油機(jī)井的皮帶張緊力與日耗電關(guān)系的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到皮帶張緊力與日耗電關(guān)系試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸曲線（圖4、圖5）和回歸結(jié)果對(duì)比表（表 2）。

通過6口井的回歸曲線得出，隨皮帶張緊力的變化，單井耗電量呈一開口向上的拋物線規(guī)律變化，曲線的最低點(diǎn)即日耗電最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)的皮帶張緊力，范圍在16～19N之間，考慮到皮帶張緊力調(diào)整的可操作性，結(jié)合回歸的結(jié)果，建議皮帶張緊力調(diào)整的最佳范圍為15～20N之間。

圖3 皮帶張緊力測(cè)試儀實(shí)物圖

2.3 抽油機(jī)最佳能耗盤根松緊度的確定

為了實(shí)現(xiàn)盤根松緊度定量管理，研制了盤根松緊度測(cè)試儀（圖6）。通過市場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)扭矩扳手可以確定螺絲的松緊力矩。將扭矩扳手的六角側(cè)面，垂直鉆2個(gè)與抽油機(jī)井盤根盒把直徑相同的圓，使扭矩扳手也能確定緊盤根力矩的大小。操作時(shí)將扭矩扳手插入抽油機(jī)井盤根盒把內(nèi)；通過順時(shí)針旋轉(zhuǎn)扭矩扳手，帶動(dòng)抽油機(jī)井盤根盒把旋轉(zhuǎn)，使抽油機(jī)井盤根受力。從扭矩扳手上的力矩盤指針的變化就可以確定抽油機(jī)盤根所受力量的大小。通過對(duì)6口抽油機(jī)井的盤根松緊度與日耗電關(guān)系的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到抽油機(jī)井盤根松緊度與日耗電關(guān)系試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸曲線(圖7、圖8)。

圖4 6-3466井皮帶張緊力與日耗電回歸曲線

圖5 7-3436井皮帶張緊力與日耗電回歸曲線

表2 抽油機(jī)井最佳耗電皮帶張緊力試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸結(jié)果對(duì)比表

圖6 盤根扭矩扳手實(shí)物圖

通過6口井的回歸曲線得出，隨緊盤根力矩的增大，單井耗電量呈線性增加，在保證井口不漏油的前提下，緊盤根力矩越小，耗電量越少。為此進(jìn)一步開展了抽油機(jī)井緊盤根力矩與井口漏油時(shí)間的關(guān)系試驗(yàn)（表 3）。

圖7 6-3466井盤根松緊力矩與日耗電回歸曲線

圖8 6-F290井盤根松緊力矩與日耗電回歸曲線

從表3看，緊盤根力矩在20N·m，井口在2.5 h以內(nèi)漏油；緊盤根力矩在40N·m，井口在28～34h之間漏油；緊盤根力矩在60N·m，井口在149～178h之間漏油；緊盤根力矩在80N·m，井口在119～155h之間漏油，由于緊盤根力矩增大，造成盤根磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致井口漏油時(shí)間縮短。考慮到盤根松緊度調(diào)整的可操作性，建議盤根松緊度調(diào)整的最佳能耗力矩值小于 60N·m。

表3 抽油機(jī)井緊盤根力矩與井口漏油時(shí)間統(tǒng)計(jì)表 h

3 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

通過一年試驗(yàn)運(yùn)行，實(shí)施抽油機(jī)井日常管理能耗節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

1）采用標(biāo)準(zhǔn)管理的6口試驗(yàn)井平均平衡率是95.41%，日耗電197.29kW·h；全隊(duì)42口抽油機(jī)井平均平衡率是85.26%，日耗電205.41kW·h，6口試驗(yàn)井平均節(jié)電率3.95%,實(shí)現(xiàn)年節(jié)電1.778 2×104kW·h,電價(jià)按0.638 1元/kW計(jì)算，創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益：1.778 2×0.638 1=1.14萬元。

2）采用標(biāo)準(zhǔn)管理的6口試驗(yàn)井平均皮帶張緊力18.7N,日耗電 221.35kW·h,試驗(yàn)前日耗電228.01 kW·h,平均節(jié)電率 2.92%,實(shí)現(xiàn)年節(jié)電 1.458 5×104kW·h，電價(jià)按0.638 1元/kW計(jì)算，創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益：1.458 5×0.638 1=0.93萬元。

3）采用標(biāo)準(zhǔn)管理的6口試驗(yàn)井盤根松緊度平均為56.2N·m，日耗電149.39kW·h，試驗(yàn)前日耗電156.92kW·h,平均節(jié)電率4.79%,實(shí)現(xiàn)年節(jié)電1.649 1×104kW·h，電價(jià)按0.638 1元/kW計(jì)算，創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益：1.649 1×0.638 1=1.05 萬元。

4）抽油機(jī)皮帶張緊力測(cè)試儀單價(jià)2 000元，盤根松緊度扭矩扳手單價(jià)150元,合計(jì)投入費(fèi)用2 150元。

5）獲得的經(jīng)濟(jì)效益：創(chuàng)造效益-投入費(fèi)用=3.12-0.215=2.905萬元。

投入產(chǎn)出比：0.215∶2.91=1∶14.51。

4 認(rèn)識(shí)及結(jié)論

1）抽油機(jī)井平衡率調(diào)整最佳范圍在90%～100%之間。

2）抽油機(jī)井皮帶張緊力調(diào)整最佳范圍在15～20N之間。

3）抽油機(jī)井盤根松緊度調(diào)整最佳力矩值小于60N·m。

4）合理調(diào)整平衡率、皮帶張緊力和盤根松緊度可以實(shí)現(xiàn)單井節(jié)電率10%以上，是降低抽油機(jī)井生產(chǎn)耗電的有效管理手段。

[1]馬強(qiáng).抽油機(jī)井憋壓曲線研究與應(yīng)用[J].石油地質(zhì)與工程，2010，24（S）：81-83.

[2]武俊憲.天平式游梁抽油機(jī)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用[J].石油和化工節(jié)能，2013，3（3）：16-19.

[3]Q/SY DQ0804-2002采油崗位技能操作程序及要求[S].

[4]馬志堅(jiān).節(jié)能監(jiān)測(cè)管理在油田開發(fā)中的作用[J].石油石化節(jié)能，2013，3（9）：19-20.

[5]姜杰，馬強(qiáng).抽油機(jī)井系統(tǒng)效率評(píng)價(jià)與管理標(biāo)準(zhǔn)的研究[J].承德石油高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，2009，11（1）：17-20.