有效提高油井機采系統效率探討

刁美琦　刁美峰　朱來麒

【摘要】油井機采系統效率是指整個系統中某一部分或者某一分支的系統效率，是比較單純的子系統的系統效率，具有較強的可測試性或者計算比較簡單。本文主要分析了影響油井機采系統效率的地面系統效率影響因素和地下系統效率的影響因素，并提出了提高油井機采系統效率的有效措施。只有從影響系統效率的各個方面同時著手，才能達到目標，實現節能降耗，降本增效的目的。

【關鍵詞】機采系統效率? 提升措施? 探討

系統效率分為廣義的系統效率和狹義的系統效率，所謂廣義的系統效率是指整個石油化工系統的系統效率，它包括釆油系統效率、集輸系統效率和煉油系統效率，整個廣義系統的系統效率，測量或計算比較困難;狹義的系統效率是指整個系統中某一部分或者某一分支的系統效率，是比較單純的子系統的系統效率，具有較強的可測試性或者計算比較簡單。抽油機井系統效率是指地面電能傳遞給井下液體將液體舉升到地面的有效做功能量與系統輸入能量之比，系統效率值的高低直接反映一個單位抽油機井管理的好壞，已經成為抽油機井的一樣重要指標，它的值每提高一個百分點將為單位，能夠節省大量的能源。我們有必要也迫切需要提高抽油機井系統效率。這里結合工作實際進行論述的正是這種整個系統的某一分支，即單口油井的系統效率。

一、影響油井機采系統效率的主要因素分析

油井的系統效率影響因素比較多，主要分為地面和地下兩部分。地面部分為油井抽油機系統效率，抽油機各節點對系統效率均有不同程度的影響，其中電機效率影響較大;地下部分影響因素比較多，包括抽油桿和油管的伸縮、泵效和地層因素等，泵效和地層因素影響較為嚴重。

（一）地面系統效率影響因素

地面系統效率影響因素由抽油機電機效率、皮帶的傳動效率、抽油機減速箱的效率、抽油機尾軸承效率及毛辮子的效率組成。其中皮帶的傳動效率可以通過調整皮帶的松緊度來進行改變，必須嚴格的按照操作規程，保證皮帶有適當的松緊度，既有利于延長皮帶的壽命，又可保證皮帶的傳動效率;抽油機減速箱、抽油機尾軸承及毛辮子等的效率在抽油機出廠時就已經確定，雖然經過長期的使用，效率有所降低，在一定時間之內可以認為是不變的，唯一變化較大的是電機的效率。電機的額定功率因數一般為09實際在使用過程中，由于油井的不確定因素，如日產液量、原油黏度、含水率和溫度等的影響，電機的功率因數一般為0.3～0.6之間，對抽油機的效率影響較為明顯。

目前使用的稀土永磁三相異步和配套的變頻控制柜，解決了抽油機電機的啟動功率較大，正常運轉功率較小的問題，但是電機的有效功率仍然遠小于電機的額定功率，動力系統的系統效率仍然很低，雖然在節能方面取得了一定的效果，但系統效率沒有明顯提升，同時每套設備成本價約為10萬元人民幣，不利于大面積推廣;通過試驗一種雙功率電動機，該電機接線方式有兩種，其功率分別為17KW和11KW，我隊的抽油機根據日耗電統計情況分析，電機的有效功率8.3KW，抽油機的啟動功率達到20KW左右，該電動機是在改變接線方式的情況下實行功率轉換的，因此仍不能滿足生產實際需要，如果將其改進為兩種接線方式同時接好，通過補償器或者轉換開關進行功率轉換，使電動機在兩個功率之間可任意轉換，這樣就可以解決啟動功率大運轉功率小的問題，可以大幅提升電動機的使用效率，使抽油機系統效率得到大幅提升。我們還要根據計量站的日產液量和外輸干壓提高外輸系統效率。計量站外輸干壓過高超過1Mpa，則單井井口回壓會達到1.2Mpa，甚至更高，在計量站外輸干壓較高的外輸線上安裝滿足該站排量要求的管道泵，降低外輸干壓，使干壓保持在04～0.6Mpa之間，單井井口回壓會降至0.6-0.9Mpa之間，同樣在提升外輸系統效率的同時可以降低單井的回壓，增加單井產液量，提高單井系統效率，抽油機耗電也會下降，達到降本增效的目的。

（二）地下系統效率的影響因素

地下的影響因素則包括泵效和地層原因。泵效的計算公式為：n=Q/Q，其中n表示泵效，Q表示泵的實際排量，Qt表示泵的理論排量。實際排量越大，泵效約高。根據對油井的分析，影響泵效的因素分為一下三大方面。一是地質因素，包括油井出砂、氣體的影響、油井結蠟、原油粘度高和原油中含腐蝕性物質;二是設備因素，包括活塞的有效沖程、泵的制造質量和安裝質量;三是工作方式的影響，指的是抽油機的抽汲參數選擇不合理。

二、提高油井機采系統效率的有效措施

提高泵效的措施：

（一）地層方面的措施

①對于注水開發的油田，加強注水，保持油層能量高，井中液面高，保證油井高產穩產;②采取有效的防砂措施，減輕砂粒對泵的磨損，減小漏失的影響。

（二）井筒方面的措施

①選擇合理的工作方式。對粘度不大的常規抽油機井選用大沖程、小泵徑、小沖次，這樣既可減小氣體影響，又可減小懸點的交變載荷;對于原油比較稠的井，一般選用大沖程，大泵徑，小沖次，可以減小原油經過閥座孔的阻力及原油與管柱和桿柱之間的阻力;對于連抽帶噴的井，則采用大沖程大泵徑、大沖次，快速抽汲，可憎大對井的誘噴能力。②確定合理的下泵深度和合理的沉沒度。③使用油管錨減小沖程損失。④采用井下油氣分離和井口自動放套管氣裝置減輕氣體影響。

（三）設備方面和管理方面的措施

改善泵的結構提高泵效，針對出砂結蠟油稠等應用特殊的稠油泵，如抽稠泵、防砂卡稠油泵、環閥式防氣抽油泵、液壓反饋抽油泵等。改善泵的材料提高泵效，采用耐磨材料加工成的泵可以減輕砂磨引起的漏失，采用耐腐蝕材料加工成的泵可以防止泵受腐蝕引起的漏失和損壞;加強檢泵作業質量防止漏失。

三、結束語

總之，對于提高機采系統效率要有關因素的影響，針對相關因素堅持加強設備配套和管理來提高抽油機井系統效率，即在滿足油井產量的前提下，以能量消耗最低或機采成本最低為原則通過優化作業井桿柱設計、改造地面配套常規設備和優化油井工作參數等措施提高油井系統效率，達到節能降耗的目標。提高油井的系統效率，需要從多方面共同努力，只有從影響系統效率的各個方面同時著手，才能達到目標，實現節能降耗，降本增效的目的。

參考文獻：

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