游梁式抽油機(jī)節(jié)能降耗方法分析

呂睿（大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠）

游梁式抽油機(jī)節(jié)能降耗方法分析

油田開采進(jìn)入高含水后期，如何降低開采成本成為亟待解決的問題。目前，開采設(shè)備所耗電量已占據(jù)開采成本的30%左右，在不進(jìn)行更多成本投入的情況下，展開了游梁式抽油機(jī)設(shè)備方面的調(diào)整以及現(xiàn)場試驗(yàn)，包括抽油機(jī)盤根松緊度、皮帶松緊度與耗電量的有關(guān)試驗(yàn)。通過分析試驗(yàn)結(jié)果，得到了較為普遍的規(guī)律，即可以通過對游梁式抽油機(jī)的簡單調(diào)整，實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)電能消耗的最小化，對降低能耗控制成本有著積極作用。

游梁式抽油機(jī)盤根皮帶松緊度耗電量節(jié)能

目前，各大油田節(jié)能手段主要以采用節(jié)能電動機(jī)、節(jié)能配電箱，以及諸如雙驢頭抽油機(jī)、偏置（異相曲柄）抽油機(jī)、彎游梁抽油機(jī)等新型抽油機(jī)來實(shí)現(xiàn)。但常規(guī)型抽油機(jī)仍然占據(jù)整個(gè)油田采油設(shè)備的85%以上，如果對老式抽油機(jī)進(jìn)行整體改造成本將十分高昂。如何在零成本的基礎(chǔ)上通過調(diào)整老式抽油機(jī)以達(dá)到節(jié)能目的成為了關(guān)鍵。

1　理論研究

1.1實(shí)測耗電量與理論耗電量關(guān)系的糾正

選取2口抽油機(jī)安裝可拆卸式電度表，連續(xù)5天每天錄取這兩口井的電流值計(jì)算耗電量，發(fā)現(xiàn)2口實(shí)驗(yàn)井按理論公式計(jì)算得到的耗電量值均小于電度表實(shí)測耗電量值。為了得到電流與耗電量之間更為準(zhǔn)確的關(guān)系，將曲柄順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)方向劃分為0°、45°、90°、135°、180°、225° 、270°、315°的8個(gè)方向，分別錄取8個(gè)方向抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中的電流計(jì)算耗電量，發(fā)現(xiàn)在規(guī)定的45°位置錄取的電流值所計(jì)算出的耗電量與電度表實(shí)測的耗電量最為接近，將45°處的電流記作I試驗(yàn)。

原計(jì)算公式為

改進(jìn)后計(jì)算公式為

后文所討論耗電量均按45°方向測取電流值計(jì)算。

1.2盤根松緊度對抽油機(jī)能耗的影響

盤根對抽油機(jī)光桿起到密封作用，主要密封的是光桿圓周間隙。盤根盒過松會導(dǎo)致漏氣跑油，盤根盒過緊則會導(dǎo)致光桿上下行過程中與盤根盒的摩擦力增大，耗費(fèi)更多能量。現(xiàn)場試驗(yàn)的目的即為了找出在保證盤根盒不跑油前提下耗能最小的松緊度范圍。

1.3皮帶松緊度對抽油機(jī)能耗的影響

抽油機(jī)產(chǎn)生的動力依靠皮帶傳輸，因此皮帶松緊度很關(guān)鍵，過松會降低傳輸效率導(dǎo)致丟轉(zhuǎn)，使得系統(tǒng)效率降低；過緊會加速皮帶和電動機(jī)軸承的磨損，耗電量也隨之上升。由理論分析可知，在抽油機(jī)皮帶過松的情況下，其傳輸?shù)哪芰看蟠蠼档停e升同樣質(zhì)量的液體則需要耗費(fèi)更多的電能；當(dāng)皮帶過緊時(shí)同樣有大量能量耗費(fèi)在皮帶及電動機(jī)的磨損上。因此，現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)預(yù)期結(jié)果應(yīng)該為皮帶松緊適中范圍內(nèi)的某一段。

2　現(xiàn)場試驗(yàn)

2.1盤根盒松緊度調(diào)節(jié)

選取井況正常的3口抽油機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，首先分別找到每口井盤根盒最松且微微跑油的位置，接著以圈為單位，不斷緊固盤根盒直到最緊為止。在這個(gè)過程中，每次調(diào)整盤根盒松緊度后在該位置停留5min以測取電流值。在3口井上得到了具有相似性的數(shù)據(jù)，N6-20-P49盤根盒試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

由表1可知，日耗電量大小與盤根盒松緊度呈線性遞增關(guān)系。雖然盤根盒在微微跑油狀態(tài)下抽油機(jī)日耗電量最小，但此狀態(tài)不符合生產(chǎn)要求，因此，選取盤根盒稍微擰緊到兩圈左右是比較合適的調(diào)節(jié)范圍。此時(shí)光桿的狀態(tài)應(yīng)為不發(fā)熱且上部無油膜，下部附一層不明顯的油膜。

表1　N6-20-P49盤根盒松緊度調(diào)節(jié)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

2.2皮帶松緊度調(diào)節(jié)

選取4口井況完好井進(jìn)行試驗(yàn)。皮帶型號為6350mm及8000mm的井各2口。試驗(yàn)前首先將皮帶最松與最緊的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如下：皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)出啪啪響聲但不打滑為最松；抽油機(jī)停止運(yùn)行時(shí)用手翻皮帶，不能使皮帶背面朝上為最緊。用毫米刻度尺測量電動機(jī)頂絲由最松調(diào)至最緊狀態(tài)時(shí)移動的距離，將該段距離分成3等分，依次調(diào)整電動機(jī)至這4點(diǎn)處，分別記錄電流變化情況。定義皮帶最松處距離為0。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2、表3所示。

表2　6350型皮帶松緊度調(diào)節(jié)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表3　8000型皮帶松緊度調(diào)節(jié)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

通過以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，電動機(jī)位移量在2cm處，電流最小，日耗電量也相應(yīng)最低。皮帶松緊度與對應(yīng)電流呈類似上開口拋物線趨勢，通過進(jìn)一步計(jì)算找到類拋物線的最低點(diǎn)還可以達(dá)到更加節(jié)能的目的。

3　結(jié)論

1）理論耗電量與實(shí)測耗電量之間存在差異，理論計(jì)算中電流值取值為上下電流的平均值，而在抽油機(jī)實(shí)際運(yùn)行中，曲柄自最高處順時(shí)針轉(zhuǎn)動45℃時(shí)的電流值計(jì)算出的耗電量與實(shí)際耗電量最為符合。在幾口試驗(yàn)抽油機(jī)井上都取得了相同的試驗(yàn)結(jié)果。

2）抽油機(jī)耗電量與其盤根松緊度呈線性正相關(guān)關(guān)系，在實(shí)際生產(chǎn)中普遍將盤根盒擰得過緊，這會造成不必要的能耗浪費(fèi)。根據(jù)試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，將盤根松緊度調(diào)整至合適位置，平均每天每口抽油機(jī)井至少可節(jié)電3kWh，按10萬口井計(jì)算，則每天可節(jié)電30×104kWh，帶來的經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

3）抽油機(jī)耗電量與皮帶成類似上開口拋物線關(guān)系，其松緊度以較緊為宜，在日常更換皮帶作業(yè)中，一般都是以崗位員工個(gè)人習(xí)慣來調(diào)試皮帶松緊度。在此試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，可細(xì)化皮帶更換標(biāo)準(zhǔn)，皮帶調(diào)節(jié)區(qū)間不應(yīng)距離最緊狀態(tài)過遠(yuǎn)；然后，再根據(jù)每口井的生產(chǎn)參數(shù)與井況的不同制定符合每口井的具體調(diào)節(jié)方案。

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.002.006

2014-12-30）

呂睿，2013年畢業(yè)于西北大學(xué)，從事采油工作，E-mail：typhoon0625@163.com，地址：黑龍江省大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠第四作業(yè)區(qū)采油6-4隊(duì)，163000。