抽油機井機采系統(tǒng)效率影響因素分析

1、抽油機井機采系統(tǒng)效率影響因素分析摘要 機采系統(tǒng)效率的高低受多種因素影響 ,主要包括 地面因素、井下因素和管理因素。本文主要從這幾個方面展 開,分析機采系統(tǒng)效率的具體影響因素。關鍵詞 抽油機 ;機采系統(tǒng)效率 ;影響因素中圖分類號 TE933 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2010)31-0066-020 引言抽油機井系統(tǒng)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(tǒng)輸入能量之比,系統(tǒng)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(jīng)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 ,為國家節(jié)省大量的能源 ,我們有必要也迫切需要提高抽 油機

2、井系統(tǒng)效率。根據(jù)有桿泵抽油機井系統(tǒng)效率的構成 ,可以知到 ,在油井 地層條件一定的情況下影響機采系統(tǒng)效率的主要因素包括 地面因素、 井下因素和管理因素等方面 ,而且這三者之間是相 互聯(lián)系與制約的。1 地面因素對機采系統(tǒng)效率的影響1) 目前 ,油井常用的電動機一般為 Y 系列普通三相異步 電動機。 由于其機械特點的硬特性 ,與抽油機的交變載荷運動 特點匹配性差 ;而且為滿足抽油機的啟動和修井要求在選擇 電動機時都留有足夠的容量裕度 ,而電動機在正常運行時均 以輕載運行 ,“大馬拉小車”現(xiàn)象比較突出?？傮w而言 ,普通 三相異步電動機負載率低 ,節(jié)能效果差 ,機采系統(tǒng)效率受到較 大影響。2）傳動皮帶

3、和減速箱對機采系統(tǒng)效率的影響 傳動皮帶和減速箱對機采系統(tǒng)效率的影響主要體現(xiàn)在 傳動過程中摩擦造成的功率損失。目前,抽油機傳動皮帶多為普通三角皮帶 （一般為 3 根8 根不等）和窄 V 聯(lián)組皮帶。由于制造工藝水平的限制 ,幾根皮 帶組合使用的普通三角皮帶松緊程度很難保持一致,傳動時會造成皮帶間因受力不均而引起相互錯動、 打滑和振動 ,因而 降低了傳動效率。減速箱的功率損失包括軸承摩擦損失和齒輪摩擦損失。 目前在用的多數(shù)是長期運轉(zhuǎn)或修復拼合使用的減速箱,由于軸承、齒輪磨損 ,以及配件間的傳動配合、潤滑狀況等原因,增加了傳動摩擦損失 ,對減速箱輸出功率有著明顯的影響。3）抽油機四連桿機構對機采系統(tǒng)效

4、率的影響 主要在于摩擦傳動過程的功率損失和毛辮子在往復運 動過程中的彈性變形所造成的損失 ,其損失率與和毛辮子的 質(zhì)量與保養(yǎng)等有直接關系。2 井下因素對機采系統(tǒng)效率的影響1）盤根盒的影響突出表現(xiàn)在密封填料的材質(zhì)、產(chǎn)出液含 水率的高低和井口對中程度等方面。 現(xiàn)場功圖測試結果證明 部分油井盤根盒密封填料過緊或盤根盒與光桿的對中性差 , 造成光桿上、 下行程中的磨阻增加 ,引起抽油機懸點負荷變化 1t2t 左右 ,最大、最小懸點載荷差值變大 ,光桿功率損失增加 0.8%1.5%, 造成井下系統(tǒng)效率降低 ;2）抽油桿的影響在于抽油桿功率的損失 ,主要包括抽油 桿與油管的摩擦損失、抽油桿與井下液體之間的

5、摩擦損失、 桿柱彈性伸縮損失。桿、管、泵之間的磨擦阻力是影響抽油 機井系統(tǒng)效率的關鍵因素。 在油藏開發(fā)中后期 ,由于含水的不 斷上升 ,加上油井出砂加劇 ,造成井下抽油設備砂磨嚴重 ,使得 抽油桿與油管間的摩阻、油管、桿與流體間的摩阻、抽油泵 與柱塞間的滑動摩阻增大 ,桿、管變形加劇 ,對系統(tǒng)效率的影 響增大。據(jù)計算 , 1 000m 深抽井沖程損失最高可達到 0.6m0.8m, 抽油桿有效沖程降低 ,抽油泵容積損失增加 ;而偏 磨對管柱的影響主要是造成油管漏失和彈性伸縮損失。因此 管桿偏磨會嚴重影響井下系統(tǒng)效率 ;3）抽油泵效率做為機采系統(tǒng)井下效率重要的一部分,其功率損失主要為抽油泵柱塞與襯

6、套之間的摩擦損失、泵漏失 損失、產(chǎn)出液流經(jīng)泵閥時由于水力引起的功率損失。由于目 前油田開發(fā)進入后期階段 ,所開采區(qū)塊 ,油層多 ,各層特點不同油層供液能力差異大 ,砂、蠟、水、稠、氣、偏磨、結垢等各 種復雜因素對深井泵的工作帶來諸多不利影響,導致抽油泵泵效較低 ,影響了井下系統(tǒng)效率 ;4）油管柱功率損失會直接影響到機采系統(tǒng)效率的高低,其損失主要包括油管漏失損失、產(chǎn)出液與油管內(nèi)壁產(chǎn)生的摩 擦損失、油管彈性伸縮損失等。3 管理因素對機采系統(tǒng)效率的影響1）日常管理工作中 ,地面設備潤滑保養(yǎng)及傳動皮帶調(diào)整 不及時、盤根盒調(diào)整不到位會降低電動機、減速箱、四連桿 機構和盤根盒的效率。2）抽油機平衡度的影響

7、 :抽油機平衡度調(diào)整不理想將會 增加抽油機懸點動載荷 ,不僅影響到連桿機構、 減速箱和電動 機的效率與壽命 ,而且會使油井能耗增加 0.15 kW?h/h0.25kW?h/h, 系統(tǒng)效率降低。如果調(diào)整好抽油機平衡 度,則可以有效減少電機耗電 ,而且可以將系統(tǒng)效率提高 0.6%2.6%;3）抽汲參數(shù) （泵徑、泵深、沖程、沖次、抽油桿組合 ） 的 選擇對機采系統(tǒng)效率的影響會直接通過井下效率的高低和 油井免修期的長短反映出來。其中 ,泵徑、泵深、沖程、沖次的大小對桿柱和液柱的慣 性載荷、泵閥球的運動、柱塞的有效行程及運動狀態(tài)都起著 決定作用。如果沖程沖次與泵徑泵深參數(shù)值配合太低或太高 都會降低機采系統(tǒng)有效功率 ;在舉升高度和產(chǎn)量一定的情況 下 ,較重的抽油桿組合耗能較大 ;對同一種桿柱 ,隨沖程的增加 和沖次的降低 ,其耗能下降 ,而系統(tǒng)效率得到提高。對于提高機采系統(tǒng)效率 ,我們主要從以下方面開展。 針對 井下因素的影響我們提出 “優(yōu)化設計方法” ,針對地面因素我 們堅持加強設備配套和管理 ,來提高抽油機井系統(tǒng)效率。 即在 滿足油井產(chǎn)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(yōu)化作業(yè)井桿柱設計、 改造地面配套