試論提升抽油機(jī)井運(yùn)行效率的配套技術(shù)

梁旭

摘 要：眾所周知，能源作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)力具有極為重要的戰(zhàn)略地位，然而，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源短缺問題已經(jīng)成為目前亟待解決的關(guān)鍵問題。與此同時(shí)，隨著我國(guó)采油行業(yè)的產(chǎn)量日益增加，抽油機(jī)系統(tǒng)效率低以及能耗高等問題成為制約我國(guó)原油開采量的主要因素。鑒于此，本文以闡述優(yōu)化抽油機(jī)采油系統(tǒng)地面配套設(shè)備的節(jié)能技術(shù)為切入點(diǎn)，對(duì)優(yōu)化井筒舉升環(huán)境配套技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)分析，最后則是探究抽油井采油系統(tǒng)工作參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)與應(yīng)用，以供專業(yè)人士借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：抽油機(jī)井；運(yùn)行效率；配套技術(shù)

我國(guó)原油開采主要通過抽油機(jī)來完成，然而，對(duì)抽油機(jī)實(shí)際工作表現(xiàn)分析后得出，我國(guó)抽油機(jī)運(yùn)行效率僅為國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家抽油機(jī)工作效率的80%左右，從而證明我國(guó)抽油機(jī)技術(shù)仍有較大進(jìn)步空間。此外，加強(qiáng)對(duì)抽油機(jī)技術(shù)的研究，并且采用先進(jìn)的管理方法與科學(xué)、合理的采油工藝，可以有效提升抽油機(jī)實(shí)際工作效率，并且對(duì)降低能源消耗有顯著作用，從側(cè)面也可以提升我國(guó)原油產(chǎn)量，對(duì)于我國(guó)采油行業(yè)的發(fā)展有著積極的實(shí)際意義。

1 優(yōu)化抽油機(jī)采油系統(tǒng)地面配套設(shè)備的節(jié)能技術(shù)

優(yōu)化抽油機(jī)采油系統(tǒng)地面配套設(shè)備的節(jié)能技術(shù)可以從以下方面入手：

1.1 對(duì)常規(guī)游梁抽油機(jī)進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造

四連桿機(jī)構(gòu)由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行方面等優(yōu)點(diǎn)，使其成為常規(guī)抽油機(jī)的主要結(jié)構(gòu)形式。然而，由于四連桿機(jī)構(gòu)具有較大的運(yùn)轉(zhuǎn)速度以及加速度，容易造成曲柄扭矩的波谷與波峰存在較大偏差，從而增加減速器的扭矩，與此同時(shí)，抽油機(jī)所搭配的電機(jī)功率因?yàn)槭艿截?fù)扭矩作用的影響而有所增加，以便滿足峰值扭矩的要求。

1.2 ZYCYT節(jié)能調(diào)速電機(jī)的研究與應(yīng)用

為了使Y系列普通抽油機(jī)電機(jī)變?yōu)閆YCYT節(jié)能調(diào)速電機(jī)，需要對(duì)原有電機(jī)進(jìn)行改裝調(diào)速。將原來單一級(jí)數(shù)電機(jī)，如6級(jí)或8級(jí)電機(jī)，將其升級(jí)為6極/8極、8極/12極、6極/8極/12極電機(jī)，并且具有多檔位調(diào)速的功能。高檔位可以滿足排液量增加工況下的要求，而低檔位可以滿足產(chǎn)液量較低時(shí)工況的要求。其特點(diǎn)主要是當(dāng)調(diào)節(jié)抽油機(jī)的沖次過程中不需要更換電機(jī)或電機(jī)皮帶輪，可以在較大力矩下啟動(dòng)電機(jī)，并且可在每個(gè)檔位帶負(fù)荷以此來使抽油機(jī)啟動(dòng)平穩(wěn)。

1.3 閉環(huán)控制增產(chǎn)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

設(shè)置閉環(huán)控制增產(chǎn)節(jié)能裝置，電機(jī)上的端電壓可以根據(jù)實(shí)際工況變化而自動(dòng)變更，確保電機(jī)可以在低電流與低電壓狀態(tài)下可靠工作。該裝置所具有下列功能，即：變頻調(diào)速功能、動(dòng)態(tài)調(diào)整功能。與此同時(shí)，閉環(huán)控制增產(chǎn)節(jié)能裝置可以保證電機(jī)最大電流小于其額定電流，從而提升電機(jī)的使用壽命，最大限度的保護(hù)電機(jī)。

2 優(yōu)化井筒舉升環(huán)境配套技術(shù)

2.1 大斜度井使用井下配套工具

為避免出現(xiàn)抽油桿脫落或斷裂事故，降低油管與大斜度油井抽油桿之間的作用力以及節(jié)能采油能耗，可以大幅度推廣使用井下系列配套工具。例如，抽油桿防偏磨接箍、推油桿尼龍扶正器以及推油桿滾輪接箍防偏裝置等，上述配套工具如能科學(xué)、有效的利用，將有效降低泵的維護(hù)費(fèi)用。

2.2 高含蠟井熱洗與清防蠟配套技術(shù)

采油廠應(yīng)科學(xué)、合理的安排熱洗工作，從而保證高含蠟油井中抽油機(jī)的可靠工作天數(shù)，降低由于蠟?zāi)Y(jié)而增加的摩擦力，進(jìn)而節(jié)約能耗。此外，采用單位應(yīng)積極推廣化學(xué)防蠟工藝以及機(jī)械防蠟措施，從而更好的減輕摩擦阻力，節(jié)約能耗，并且對(duì)于提升井筒工作環(huán)境也大有益處。

2.3 稠油井實(shí)施動(dòng)態(tài)摻油與降粘技術(shù)相結(jié)合

進(jìn)行動(dòng)態(tài)摻油前應(yīng)重點(diǎn)考察稠油井的含水率、溫度以及產(chǎn)量等情況，以便更好的降低原油的粘稠度，從而對(duì)懸點(diǎn)載荷有所控制。此外，為改善油井的工作環(huán)境，可以使用加氫改質(zhì)降粘、聲磁降粘、蒸汽添加劑降粘等措施。

2.4 氣砂錨防氣擋砂技術(shù)的分析及應(yīng)用

由于油井中經(jīng)常受到氣體與出砂問題的干擾，通常會(huì)考慮使用機(jī)械或化學(xué)手段來進(jìn)行防砂作業(yè)。將氣砂錨安裝在泵體下部，并在井底設(shè)置口袋，以便沙子可以隨油流出來而落入口袋中，并且原油在進(jìn)入泵前便可將其中的空氣分離出來，隨后由有套環(huán)形空間吸收后送入進(jìn)氣系統(tǒng)。應(yīng)用氣砂錨防氣擋砂技術(shù)可以有效降低能耗，并且可以提升采油效率與工作環(huán)境。

3 抽油井采油系統(tǒng)工作參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)的探究及應(yīng)用

傳統(tǒng)抽油井的優(yōu)化設(shè)計(jì)法僅是以滿足產(chǎn)量最大化的需要，根據(jù)國(guó)際API標(biāo)準(zhǔn)及采油工藝原理，當(dāng)今抽油井需要對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，但是因?yàn)橛?jì)算有桿泵機(jī)采功耗和油井動(dòng)靜態(tài)參數(shù)的函數(shù)關(guān)系理論不完善，所以無法科學(xué)地制度采油工作標(biāo)準(zhǔn)。面對(duì)此種狀況，選擇以最低能耗為基礎(chǔ)的機(jī)采參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)是較為可行的方法。其具體原理是當(dāng)油井產(chǎn)油量較為穩(wěn)定時(shí)，對(duì)其管徑、桿徑、泵徑、泵掛、桿柱鋼級(jí)、沖程、沖次等進(jìn)行優(yōu)化組合，以提高整體的機(jī)采效率，針對(duì)每種機(jī)采能耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，接著計(jì)算出每年耗電量及輸入功率，并以輸入最低功率的參數(shù)組合為機(jī)采參數(shù)。此方法打破了傳統(tǒng)的思維設(shè)計(jì)模式，尤其是在數(shù)學(xué)模型和設(shè)計(jì)思想方面更為顯著，這是一種新型的設(shè)計(jì)理論，借助此理論的指導(dǎo)來設(shè)計(jì)技術(shù)，經(jīng)應(yīng)用在生產(chǎn)工作中一定會(huì)大幅度提高系統(tǒng)效率、卓有成效地解決能源，在延長(zhǎng)油井泵檢周期的同時(shí)，增大了油井的產(chǎn)量及產(chǎn)值。

4 結(jié)束語

抽油機(jī)是一種重要的原油開采設(shè)備，其運(yùn)行效率的高低直接影響到系統(tǒng)的能量消耗以及油田采油成本。需要不斷地提高抽油機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行效率、降低抽油機(jī)工作能耗，從而提升原油開采的質(zhì)量與產(chǎn)量，進(jìn)而更好的解決我國(guó)能源短缺的問題，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊揚(yáng)，李煒.21油田叢式抽油機(jī)井群集中控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2017（06）.