提高游梁式抽油機(jī)系統(tǒng)效率的對(duì)策與效果

李保軍

【摘 要】游梁式抽油機(jī)是采油廠原油生產(chǎn)的重要設(shè)備，提高抽油機(jī)的系統(tǒng)效率和管理水平是油田開(kāi)發(fā)的重中之重和建設(shè)生態(tài)社會(huì)的必然要求。然而當(dāng)前油田抽油機(jī)系統(tǒng)的效率比較低，對(duì)該系統(tǒng)的優(yōu)化成為采油廠的重要任務(wù)。本文在分析抽油機(jī)系統(tǒng)中存在的效率低下的問(wèn)題的基礎(chǔ)上，提出了解決方案，并取得了較好的效果。

【關(guān)鍵詞】游梁式抽油機(jī)；系統(tǒng)效率；對(duì)策；效果

抽油機(jī)是采油廠原油生產(chǎn)的重要設(shè)備，提高抽油機(jī)的系統(tǒng)效率和管理水平是油田開(kāi)發(fā)的重中之重和建設(shè)生態(tài)社會(huì)的必然要求。有桿抽油系統(tǒng)效率的高低，對(duì)能耗影響較大，獲得較高的系統(tǒng)效率可起到節(jié)約能量提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。但是，勝利油田抽油系統(tǒng)工作效率仍然較低，只達(dá)到30%左右，增加了原油生產(chǎn)成本，增加了能源消耗，加劇了油田用電緊張狀況。因此，提高抽油機(jī)系統(tǒng)效率成為油田開(kāi)發(fā)工作者的重點(diǎn)工作之一。

一、影響游梁式抽油機(jī)系統(tǒng)效率的因素分析

應(yīng)用有桿抽油系統(tǒng)的目的是將地面的電能傳遞給井下液體，從而舉升井下液體。整個(gè)系統(tǒng)工作時(shí)，就是一個(gè)能量不斷傳遞和轉(zhuǎn)化的過(guò)程，在每一次傳遞時(shí)都將損失一定的能量。從地面供人系統(tǒng)的能量扣除系統(tǒng)的各種損失以后，就是系統(tǒng)所給液體的有效能量，將液體舉升至地面的有效做功能量與系統(tǒng)輸人能量之比即為抽油機(jī)系統(tǒng)效率。

（1）某些油井抽油機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)配置存在問(wèn)題。目前依然在用的淘汰型變壓器的抽油機(jī)井有16口，調(diào)速電機(jī)的抽油機(jī)井有28口，37KW普通電機(jī)的抽油機(jī)井有8口。這些產(chǎn)品屬于高耗能產(chǎn)品，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)效率的提高。

（2）某些油井的生產(chǎn)參數(shù)不合理。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)個(gè)別井的生產(chǎn)參數(shù)嚴(yán)重不協(xié)調(diào)。比如說(shuō)，有的油井在供液不足的情況下，仍然使用較大的沖程和較高的沖次，既增大了懸點(diǎn)載荷，又導(dǎo)致泵效低，從而影響了系統(tǒng)效率的提高。

（3）某些抽油機(jī)管理水平存在較低現(xiàn)象。由于抽油機(jī)服役期較長(zhǎng)，勝利油田有一部分抽油井出現(xiàn)支架或游梁偏斜、懸點(diǎn)與井口不對(duì)中、減速箱漏油、剎車(chē)輪毅磨損和剎車(chē)失靈等問(wèn)題；有一部分抽油井存在光桿碰抽油機(jī)驢頭的現(xiàn)象。

（4）某些抽油機(jī)平衡度達(dá)不到相關(guān)要求。平衡度在85%-105%之間的井較多，而且隨著抽油機(jī)載荷的變化和使用年限的增加，過(guò)去平衡的井也出現(xiàn)不同程度的不平衡，甚至有的更為嚴(yán)重。

二、提高游梁式抽油機(jī)系統(tǒng)效率的對(duì)策與效果

1.提高抽油機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)管理水平

當(dāng)前提高抽油系統(tǒng)效率的當(dāng)務(wù)之急是加強(qiáng)管理工作，通過(guò)制定嚴(yán)格的制度，按規(guī)定操作。在抽油機(jī)的安裝、使用、維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)（包括機(jī)泵桿選擇、調(diào)參、作業(yè)、檢泵和調(diào)平衡等）進(jìn)行制度監(jiān)督，確保技術(shù)管理水平提高。

2.增加抽油機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)力系統(tǒng)配置

針對(duì)當(dāng)前抽油機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)力不配套問(wèn)題所產(chǎn)生的電機(jī)電能利用率變差，對(duì)提高有桿抽油系統(tǒng)效率極為不利的現(xiàn)象，要采取合理的動(dòng)力系統(tǒng)配置。保證當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載率下降到一定程度時(shí)，效率和功率因數(shù)下降與其相適應(yīng)，從而減少消耗。使抽油機(jī)處于較好的平衡狀態(tài)并消除電機(jī)的“火車(chē)?yán)R車(chē)”現(xiàn)象，提高系統(tǒng)效率。勝利油田孤東采油廠采油管理二區(qū)通過(guò)改善抽油機(jī)井地面管理，3年來(lái)，調(diào)整128個(gè)井次，累計(jì)節(jié)電15.6萬(wàn)kwh。具體來(lái)講：

（1）調(diào)整抽油機(jī)平衡。平衡率較差時(shí)，電機(jī)會(huì)在沖程周期運(yùn)行的某一時(shí)間段出現(xiàn)發(fā)電現(xiàn)象，根據(jù)電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，最后轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化過(guò)程，轉(zhuǎn)化效率一般只有百分之六十左右，而發(fā)電相位落后于供電相位，不能充分被系統(tǒng)利用。所以，提高抽油機(jī)平衡，消除負(fù)功現(xiàn)象，可提高地面效率。

（2）合理匹配電機(jī)，降低電機(jī)額定功率。勝利油田孤東采油廠的油井電機(jī)平均負(fù)載率為28.8%，平均功率因數(shù)0.49。對(duì)于負(fù)載率低于20%、功率因數(shù)低于0.35的抽油機(jī)井優(yōu)化電機(jī)匹配128口井，降低額定裝機(jī)功率2500kw；平均綜合節(jié)電率提高9.7%，平均系統(tǒng)效率提高2.2%。

（3）應(yīng)用高效電機(jī)。根據(jù)抽油機(jī)的工作特性，近幾年來(lái)在廠新投井及一部分電機(jī)效率低的油井，推廣應(yīng)用了145臺(tái)永磁同步電動(dòng)機(jī)和68臺(tái)超高轉(zhuǎn)差率電機(jī)。對(duì)比測(cè)試結(jié)果：平均有功節(jié)電率7.2%，平均綜合節(jié)電率達(dá)18.9%，平均系統(tǒng)效率提高2.55%。推廣應(yīng)用雙驢頭抽油機(jī)和皮帶抽油機(jī)到2012年為止，勝利油田孤東采油廠應(yīng)用雙驢頭抽油機(jī)10多臺(tái)，應(yīng)用皮帶抽油機(jī)25臺(tái)，和常規(guī)抽油機(jī)相比，有功節(jié)電率19%，系統(tǒng)效率提高4.8%。

3.提高泵效

（1）優(yōu)化沖次

據(jù)統(tǒng)計(jì)，勝利油田孤東采油廠泵效低于30%的油井共計(jì)185口，泵效在30%-50%的抽油井148口，這部分井通過(guò)應(yīng)用減速裝置、12極電機(jī)、變頻器、皮帶輪等措施降低沖次，對(duì)比檢測(cè)結(jié)果，平均泵提高11.8%，平均有功節(jié)電率22.5%，平均提高機(jī)采系統(tǒng)效率4.8%。

（2）優(yōu)化抽油泵泵徑

對(duì)于供液嚴(yán)重不足的油井，通過(guò)加深泵掛，調(diào)小泵徑，可增加產(chǎn)液量，提高泵效，降低單耗。近兩年共實(shí)施換小泵198井次，平均泵效提高17.8%，平均有功節(jié)電26.8%，平均系統(tǒng)效率提高4.5%。

（3）低產(chǎn)液井間開(kāi)生產(chǎn)

對(duì)于日產(chǎn)液量低于10m3/d的低泵效油井，為降低能耗，近兩年來(lái)共實(shí)施間開(kāi)措施125井次，平均泵效提高14.8%，平均有功節(jié)電率35%，提高系統(tǒng)效率3.5%。

4.優(yōu)化抽油機(jī)井生產(chǎn)工作參數(shù)

針對(duì)抽油機(jī)系統(tǒng)工作參數(shù)存在不合理現(xiàn)象，要優(yōu)化調(diào)整供液不足油井工作參數(shù)，針對(duì)供液不足油井間歇出油、抽油機(jī)能耗高等問(wèn)題，我們能通過(guò)調(diào)整抽油機(jī)的工作參數(shù)，來(lái)提高系統(tǒng)效率。要用減少電機(jī)皮帶輪直徑或采用調(diào)速電機(jī)來(lái)降低沖次，從而使泵效提高，井下效率上升，同時(shí)降低采液耗電量。2017年以來(lái)累計(jì)對(duì)供液不足油井調(diào)整工作參數(shù)35井次，提高平均泵效4.78%，累計(jì)節(jié)電1.9KWh。對(duì)于一口抽油機(jī)井而言，如果己經(jīng)滿足提液需要的情況下，還要使抽吸參數(shù)組合最優(yōu)化，近兩年來(lái)應(yīng)用提高機(jī)采系統(tǒng)效率優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件，先后在150多口井上實(shí)施優(yōu)化參數(shù)組合及管桿組合。對(duì)比檢測(cè)結(jié)果，優(yōu)化后產(chǎn)液量略有增加，平均有功節(jié)電率15.6中%，平均系統(tǒng)效率提高6.8%。

5.應(yīng)用節(jié)能型抽油機(jī)

勝利油田孤東采油廠己經(jīng)逐步使用節(jié)能抽油機(jī)，節(jié)能抽油機(jī)具有明顯示的優(yōu)勢(shì)，功率曲線平穩(wěn)，易于調(diào)整平衡，對(duì)電機(jī)的容量需求小，具有明顯的節(jié)能效果。通過(guò)對(duì)一二型抽油機(jī)進(jìn)行改造，使原一二型抽油機(jī)的沖程由3m多增加到改造后的5m，將曲柄平衡改為下偏杠鈴復(fù)合平衡，增大沖程，優(yōu)化參數(shù)，提高系統(tǒng)效率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。2012年共改造38臺(tái)，采液?jiǎn)魏南陆?.6kwh/m3時(shí)，累計(jì)節(jié)電9.8萬(wàn)kwh。

6.其它措施

優(yōu)化抽油機(jī)的沉沒(méi)度。沉沒(méi)度不合理會(huì)造成抽油機(jī)上下行程懸點(diǎn)載荷增加，摩阻增大，能耗增加。這一點(diǎn)需要特別注意。為減緩負(fù)荷增加，減小結(jié)蠟對(duì)井下系統(tǒng)效率的影響，還要進(jìn)行油井防蠟技術(shù)研究，對(duì)藥劑種類、加藥量、加藥周期優(yōu)化，藥劑有效時(shí)間比例加大研究，從而有效地扼制抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷上升。最后還要合理調(diào)整盤(pán)根盒，對(duì)盤(pán)的材質(zhì)的選擇、松緊度的調(diào)整進(jìn)行研究，從而提高抽油機(jī)的系統(tǒng)效率。

三、結(jié)束語(yǔ)

提高系統(tǒng)效率是一項(xiàng)長(zhǎng)期、基礎(chǔ)、綜合的工作，提高系統(tǒng)效率對(duì)節(jié)約能耗和提高經(jīng)濟(jì)效益有很大好處。提高抽油機(jī)井系統(tǒng)效率要對(duì)影響抽油機(jī)系統(tǒng)效率的諸因素進(jìn)行系統(tǒng)研究，并采取行之有效的節(jié)能降耗措施，才可能把抽油機(jī)系統(tǒng)效率提高到一個(gè)較高的水平。希望本文的淺顯認(rèn)識(shí)能對(duì)這一課題的研究起到積極的幫助作用。

【參考文獻(xiàn)】

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