抽油機載荷利用率的合理性研究

李丹（大慶油田有限責任公司第五采油廠）

抽油機載荷利用率的合理性研究

李丹（大慶油田有限責任公司第五采油廠）

為了開展機采系統的能耗挖潛工作，首先需要對機采系統能耗影響因素進行分析。通過對機采系統能耗影響因素的分析，得知目前抽油機載荷利用率低、機采能耗高是影響油田經濟效益的主要原因之一。一直以來，抽油機的利用率與使用壽命是反比關系，所以抽油機的載荷利用率在什么樣的區間里能夠實現二者的平衡，是這里著重研究的。在理論上，通過對抽油機各組成部位的可靠性做出計算，由此推出抽油機載荷利用率的合理范圍，并通過降低機型實際應用，證實了在提高載荷利用率的同時，可以實現節能降耗和提高抽油機利用率的雙贏。

載荷利用率；可靠性；合理性

1 抽油機載荷利用率現狀

A區塊1238口抽油機井，統計正常生產1070口井，平均載荷利用率僅為52.2%，平均單井日耗電為154.32 kWh，單耗7.15 kWh/t。抽油機負載率不合理[1]，導致現場應用時出現載荷過低的情況[2]，抽油機整體利用率不高，造成了能量的浪費，直接影響油田的經濟效益。

對A區塊各型號抽油機的負載率進行統計，主要負載率集中在40%～70%，占總數的65.4%，而負載率在70%～100%的個數僅占總數的14.9%，可見，該區塊各型號抽油機的載荷利用率偏低。

2 抽油機合理載荷利用率的確定

在生產過程中，抽油機的可靠性與系統能耗是統一又對立的關系，既要追求抽油機的使用壽命最大化，也要兼顧機采能耗的最低化。針對A區塊目前載荷利用率偏低、機采能耗偏高的現狀，抽油機載荷利用率的合理性研究是非常有必要的。

2.1 游梁抽油機可靠性的確定

在研究合理性的基礎上，首先要對抽油機的可靠性做分部位研究，即在考慮技術水平、復雜程度、重要程度、任務情況等因素的情況下，對組成抽油機的重要部件——減速器、曲柄銷、連桿、游梁，計算出其經濟壽命和疲勞壽命。

在抽油機各組成部件中，曲柄銷、減速器、游梁及連桿是最重要的。因此，可針對這4個關鍵部件進行疲勞壽命計算，根據計算抽油機經濟壽命的最小年均成本法[3]，可計算出不同負載率下抽油機的經濟壽命，結果見表1。

表1 不同負載率下抽油機壽命

2.2 合理載荷利用率的確定

抽油機載荷利用率低的好處是抽油機使用壽命更長[4]，缺點是抽油機整體利用率低下，且隨著使用年限的增加，抽油機的機械性能會隨之下降，其維修費、更換部件費、電費等運行費用將隨之增加，影響整體經濟效益。針對載荷利用率過低存在的問題，從以上已經計算出的經濟壽命和疲勞壽命兩方面來確定抽油機負載率范圍（見圖1）。

可以直觀的發現當抽油機負載率為95%時，抽油機整機疲勞壽命為 11.5年，經濟壽命為12年，兩者最為接近，這一點表示抽油機在該負載率下運行即經濟又可靠。但這時的抽油機使用年限少于游梁式抽油機在報廢前總的使用時間不得少于15年的規定[5]，故負載率在80%～85%時，抽油機在該負載率下運行既滿足經濟可靠的要求，又符合標準上的規定年限。

表2 抽油機機型調整前后生產數據對比

圖1 不同負載率與抽油機壽命關系

3 抽油機載荷利用率合理性研究應用

在實際應用中，選取2口抽油機通過降機型使抽油機載荷利用率更加合理，以達到節能降耗提效益的負載率合理性試驗。

A1井在裝機功率、生產參數不變的情況下換小機型，產液含水均無明顯變化，載荷利用率由原來的35.96%上升到52.03%，日耗電下降23.04 kWh，單耗下降1.02 kWh/t；A2井在調小裝置功率，沖速調低的情況下換小機型，產液及含水變化不大，載荷利用率依然由原來的30.3%上升到54%，日耗電下降28.56 kWh，單耗下降1.36 kWh/t（表2～表3）。由此可以看出，雖然調整機型后載荷利用率未能達到理論上的最優區間，但在能夠滿足生產需要的前提下，通過此種方法使抽油機載荷利用率得以合理提高[6]，既減少了耗電，降低了經濟成本，又能保證抽油機在規定使用年限內的工作效率達到提升。

表3 抽油機機型調整前后能耗數據對比

4 結論

1）統計出該區塊抽油機負載率的分布情況，主要負載率集中在40%～70%，各型號抽油機的載荷利用率偏低。

2）根據抽油機的使用情況，確定出了合理負載率區間為80%～85%。

3）通過降低機型等方法可以讓抽油機載荷利用率向合理區間靠近，既能滿足生產需要又兼顧節能降耗，尋找到了抽油機在經濟壽命與利用率中的平衡點。

[1]何繼峰.抽油機井高耗能原因及降耗措施應用[J].石油石化節能，2013（6）：39-40.

[2]朱益飛，王乾澤，徐慧娟.勝利油田機采系統現狀及能耗質量控制分析[J].石油工業技術監督，2006，22（5）：21-24.

[3]陳德春，吳春洲，孟紅霞.不同抽油機井系統效率計算模型研究與節能效果[J].科學技術與工程，2013，13（10）：2808-2812.

[4]張偉，范登洲.提高抽油機系統效率措施研究[J].石油工業技術監督，2004（5）：16-17.

[5]萬仁博.采油工程手冊（上冊）[M].北京：石油工業出版社，2000：217-265.

[6]卜文杰，王文秀，秦曉冬.提高抽油機井系統效率的理論分析與對策措施[J].資源節約與環保，2008（3）：38-41.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.03.006

2016-11-30

（編輯 張馨怡）

李丹，2002年畢業于東北石油大學（石油工程專業），從事采油、設備管理工作，E-mail：shyongping@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶市第五采油廠，163000。