抽油機井精細節能管理法試驗

張廣遠（大慶油田有限責任公司第五采油廠）

抽油機井精細節能管理法試驗

張廣遠（大慶油田有限責任公司第五采油廠）

為了深入挖掘抽油機井節能潛力，降低生產成本。創新構建了以“精管為主、調換為輔”的精細節能管理模式，通過實施抽油機井“五節點”操作法，并配合做好調換、間抽等節能措施，達到抽油機井節能目的。同時選取了某采油隊進行了精細節能管理的現場試驗，使某采油隊全年累計節電47.31×104kWh，節約生產成本30.14萬元，取得了顯著的效果。

精細節能；抽油機井；“五節點”

隨著大慶油田進入高含水期，油田開發成本不斷加大，企業利潤空間大幅壓縮。對此，某廠積極探索降低生產成本新方法，深入挖掘節能潛力，創新在主力生產單元抽油機井上實施精細節能管理法，以管理手段、技術措施相結合的方式，取代傳統以“換”為主的節能工作思路，把抽油機井精細節能“五節點”作為挖潛主要手段。通過試驗，最終實現節能節電、降低成本的目標。

1 深化“五節點”操作法

抽油機井系統可分為動力、主機、井口和井筒4個能耗區，共10個能耗節點。通過節點分析，有5個節點[1]具有深化節能的潛力，包括泵深、回壓、盤根、皮帶和平衡，并對每個節點進行分析，制定具體的節能對策。抽油機井“五節點”精細節能具體操作方法[2]包括：合理優化調管柱、強化沖洗降回壓、扭矩量化調盤根、松緊定壓調皮帶及消除負功調平衡。

1.1 合理優化調管柱

按照“高含水高流壓、低含水低流壓”的開發調整思路，部分高含水井流壓較高，但泵掛較深，增加舉升負荷，造成電能浪費，在保證產量的前提下，合理上提泵掛降低舉升能耗。對流壓大于5MPa、含水大于97%的2口井上提泵掛（表1），降低舉升能耗，全年累計節電0.65×104kWh。

表1 上提泵掛實施數據

1.2 強化沖洗降回壓

隨著回壓的升高，抽油機懸點負荷增加，電量增加。不同泵徑、不同沖速的抽油機井回壓升高對能耗的影響幅度不同。研究表明，回壓每升高0.1MPa，耗電量增加約0.75%。在環井中，頭井回壓升高，后續井回壓也會相應升高，整環機采電量增加較多，因此降低環井的回壓節電效果更好。某采油隊共有3個環7口井和5口單井回壓上升較快，處理不及時容易造成管線堵塞，且增加機采耗電。因此加密回壓的錄取，加大干線定期沖洗力度，確保回壓在合理的范圍內運行，單井平均日節電2kWh，全年累計節電0.57×104kWh。

1.3 扭矩量化調盤根

現場測試表明，盤根旋至最緊與盤根微滲，兩種狀態對比，瞬時有功功率相差0.853kW，節電潛力較大。由于缺少盤根旋緊程度的判定工具，工人為了保證盤根不漏，減少維護工作量，一般會將盤根旋得很緊，導致耗電量上升。近幾年，盤根松緊度調整工具從最初的便攜式扭矩扳手發展到現在的“兩防”扭矩手柄，焊接到盤根盒蓋上，使用操作更方便。目前某廠已推廣805口井，實現了盤根松緊度量化調整。通過摸索，盤根合理的扭矩值為40～60Nm，正常維護周期4～5天，單井平均日節電2.3kWh以上。某采油隊150口抽油機井已全部安裝，全年累計節電2.32×104kWh。

1.4 松緊定壓調皮帶

抽油機皮帶過松或過緊，都會造成有功功率增大，能耗上升。目前，皮帶松緊度采用按壓兩指法和扭轉90°法來判定，沒有相應的量化工具和客觀標準。某廠采用發明的皮帶松緊度壓測儀和皮帶松緊度扭測儀，從最緊到最松狀態測試皮帶松緊度與能耗關系，摸索最佳松緊度范圍，總結出皮帶松緊度測量與配套調整方法。根據測試：十型機合理皮帶松緊度15～20kgf，六型機合理皮帶松緊度10～15kgf，同時為了配合皮帶松緊度調整，需要配套安裝可移動式電動機底座。某采油隊目前試驗應用皮帶松緊度壓測儀5套并應用70口井，松緊度扭測儀5套并應用80口井，全部抽油機井均安裝可移動式電動機底座，全年累計節電8.64×104kWh。

1.5 消除負功調平衡

電流平衡比是下沖程與上沖程電流峰值的比值，不能反映電動機運行過程中做功的情況，不能發現電動機做負功。功率平衡是根據功率曲線判斷設備運行工況[3]，指導平衡調整，能夠直觀顯示電動機做負功，以便及時進行調整，消除負功。對5口電流不平衡的井進行功率法調平衡，先按照電流法調整至平衡比為1，測試前后消耗功率及負功含量，然后再采用功率法調平衡，以均方根功率最小為調整目標，并測試消耗功率及負功含量，對比不同狀態下的有功節電率。全年對某采油隊150口抽油機井進行功率法平衡測試，共調整35口井，全年累計節電6.72×104kWh。

2 優化節能措施

1）更換非節能設備。現有節能電動機202臺，節能控制箱207臺，節能變壓器182臺，對非節能電動機11臺、非節能控制柜6臺、非節能變壓器5臺全部進行更換，全年累計節電4.12×104kWh。

2）電動機對調。綜合考慮電動機的合理匹配和耗電量的動態變化，對電動機功率利用率大于50%和低于30%的3對電動機進行對調，全年累計節電0.31×104kWh。

3）更換機型。按照“合理匹配，優化運行”的原則[4]，統計抽油機井載荷利用率，對載荷利用率大于90%和低于40%的3對抽油機進行對調，調整后載荷利用率處于50%～80%。同時，換小機型3口井，換小機型后預計單井日節電18kWh，累計節電1.94×104kWh。

4）調小參數。加強油井動態分析，進一步優化地面運行參數。對沉沒度低于50m、地面有調參余地的15口井調小參數，采用加密輪進行沖速精細調整，在3月調整5口，4月調整10口。產液量低于30t/d下調1次/min，高于30t/d下調0.5次/min。平均消耗功率下降0.67kW，全年累計節電量共5.78×104kWh。

5）換小泵。利用檢泵時機，認真優化方案設計，對泵徑偏大的4口井換小泵徑（表2），全年節電量2.03×104kWh。

表2 換小泵計劃

6）間抽。通過合理匹配產液量與沉沒度關系，從而進一步優化間抽計劃。按照以往間抽經驗并結合現場實際，規定日產液量小于或等于10t，合理沉沒度150m；日產液量大于10t、小于20t，合理沉沒度200m；日產液量大于或等于20t，合理沉沒度250m。最終確定對產液小于30t/d、沉沒度小于80m的35口井實施間抽，間抽周期1天，全年累計節電14.23×104kWh。

3 結論

2016年實施440口機采井，節電47.31×104kWh。其中，“五節點”節能349井次、節電18.9×104kWh；更換節能設備28井次、節電4.43×104kWh；更換機型9井次、節電1.94×104kWh；調整抽汲參數19井次、節電7.81×104kWh；間抽35井次、節電14.23×104kWh。共節約成本30.14萬元，機采單耗控制在7.5kWh/t以下，折算當年投入費用14.88萬元，投入產出比為1∶2.03。

[1]趙倩倩.加強抽油機“四個節點”管理質量[J].石油石化節能，2016（12）：54-58.

[2]田連雨.抽油機井日常管理能耗節點標準的確定[J].石油工業技術監督，2014，30（6）：28-31.

[3]趙鵬飛.油田抽油機節能方式綜述及解決方案[J].科技資訊，2007，10（6）：96-97.

[4]唐淑艷.機采系統節能挖潛理論研究及應用探討[J].石油石化節能，2013（3）：7-9.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.09.011

張廣遠，工程師，2007年畢業于大慶石油學院（石油工程專業），從事油田生產管理工作，E-mail：zhguangyuan@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶市紅崗區第五采油廠機關油田管理部，163513。

2017-05-12

（編輯沙力妮）