油井系統(tǒng)效率節(jié)點控制及優(yōu)化策略探究

1、油井系統(tǒng)效率節(jié)點控制及優(yōu)化策略探究摘要：采油廠以抽油機井系統(tǒng)效率最大化為目標，吸收節(jié)點管理方法，封影鶴抽油機井能耗效率的盤根、皮帶、電動機、四連桿、抽油機、桿、泵等關(guān)捷要素節(jié)點進行針對性分忻研究和改進加強.從采油廠調(diào)查井數(shù)據(jù)顯示.選取系統(tǒng)效率為30%和50%的界限迸行分級統(tǒng)計,系統(tǒng)效率在兩者之間的并占39.19%,比例較大;系統(tǒng)效率低于30%的井占49.37%,是開展節(jié)能工作的重點,此外,還深入研究了與這七個節(jié)點相關(guān)聯(lián)的一些技術(shù),如套壓、沉沒度等標準,并最終形成一套抽油機井系統(tǒng)效率能耗節(jié)點控制標發(fā)，匯編成某采油廠生產(chǎn)運行系統(tǒng)能耗節(jié)點工作手冊，這在油田具有先導(dǎo)性意義劉燕楊青劉少楠摘要：油井系統(tǒng)效

2、率影響因素分為地下和地上部分。本文借鑒系統(tǒng)工程理論，吸收節(jié)點管理方法,以深化點對點的過程控制為主線，以追求抽油機井系統(tǒng)效率最大化為目標，對影響抽油機井能耗效率的盤根、皮帶、電動機、四連桿、抽油機、桿、泵等關(guān)鍵要素節(jié)點，進行針對性分析研究改進加強;并通過優(yōu)化工作制度、應(yīng)用節(jié)能技術(shù)產(chǎn)品，尤其是完善各節(jié)點節(jié)能管理標準、節(jié)能操作方法、節(jié)能工作制度和節(jié)能考核手段，實現(xiàn)以基層管理帶動整個系統(tǒng)優(yōu)化，實現(xiàn)節(jié)能效果、效益最大化。關(guān)鍵詞：油井;系統(tǒng)效率;節(jié)點管理;分因素控制;優(yōu)化策略采油廠以抽油機井系統(tǒng)效率最大化為目標，吸收節(jié)點管理方法,封影響抽油機井能耗效率的盤根、皮帶、電動機、四連桿、抽油機、桿、泵等關(guān)鍵要素

3、節(jié)點進行針對性分析研播口改進加強。精細研究各節(jié)點最佳操作法，率先形成節(jié)能操作標準;調(diào)整優(yōu)化抽油機井工作制度,因地制宜完善節(jié)能管理方法;嚴格規(guī)范各節(jié)點節(jié)能過程管理，有效建立節(jié)能動力機制。1 .節(jié)點管理法的產(chǎn)生背景抽油機井節(jié)能在能耗成本中占舉足輕重的地位。抽油機井節(jié)能還有較大潛力。從采油廠調(diào)查井數(shù)據(jù)顯示，選取系統(tǒng)效率為30%和50%的界限進行分級統(tǒng)計，系統(tǒng)效率在兩者之間的井占39.19%，比例較大;系統(tǒng)效率低于30%的井占49.37%,是開展節(jié)能工作的重點。抽油機井節(jié)能具有良好的內(nèi)外部條件。節(jié)能管理水平盡管不斷提高，但在系統(tǒng)性和精細化上還有很多需要改善。近年來，節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品層出不窮，抽油機自動平

4、衡改造、混磁電動機、智能伺服控制等技術(shù)逐步成熟，效果好，具備規(guī)模推廣的價值，目前還有23%并適合應(yīng)用這些節(jié)能技術(shù)進行改造。同時，在用的還有提升空間，還可以結(jié)合外部節(jié)能管理的實踐，通過進一步細化、創(chuàng)新，加以借鑒應(yīng)用，會起到非常好的效果。2 .節(jié)點管理法的概述常規(guī)游梁式抽油機井影響效率的能耗節(jié)點分為地下、地上兩大部分。其中：地面部分耗能節(jié)點有電動機、皮帶、四連桿、減速箱、盤根;地下部分耗能節(jié)點有抽油泵、抽油桿、井下管柱。各節(jié)點能耗損失占整體的比例：電動機損耗約占30%,皮帶損耗約占5%,四連桿機構(gòu)損耗約占5%,減速箱損耗約占10%,盤根損耗約占5%;抽油泵損耗占15%,抽油桿損耗約占20%,井下管

5、柱損耗占10%。3 .節(jié)點管理成果的主要做法3.1 精細研究各節(jié)點最佳操作法，率先形成節(jié)能操作標準遵循優(yōu)化調(diào)整、提高效率原則，先后進行了"抽油機井盤根松緊度、皮帶松緊度、平衡率與能耗關(guān)系試驗"，避免以往采油工現(xiàn)場操作"依經(jīng)驗、憑手感"調(diào)節(jié)等情況?？偨Y(jié)出不同盤根松緊度、皮帶松緊度、平衡率與能耗變化規(guī)律，找到最合理的調(diào)整實施界限，指導(dǎo)現(xiàn)場實際操作，達到節(jié)能降耗的目的，使各節(jié)點達到最節(jié)能運行狀態(tài)。3.1.1 盤根松緊度蜀圭操作法現(xiàn)場試驗選取泵況正常、盤根完好的抽油機井。以A井為例，利用扭矩扳手調(diào)節(jié)盤根松緊度，應(yīng)用CDY-CA型抽油機井電動機多參數(shù)數(shù)顯測試儀具體

6、量化成扭矩值的方法進行現(xiàn)場試驗。為了找到最佳節(jié)能操作合理區(qū)，直觀地研究和分析盤根松緊度對能耗影響的變化規(guī)律，以抽油機盤根最松狀態(tài)（盤根發(fā)出輕微刺刺聲響，但是不跑油）為起點，逐漸擰緊盤根。在盤根最松擰到最緊（光桿發(fā)燙，用手轉(zhuǎn)不動盤根）過程中，每轉(zhuǎn)相同0.5圈數(shù)為1個測試點，選取6個點進行測量,記錄這些點的有功功率（每點測試時間不得小于3min）,測得能耗變化曲線（圖1）。通過反復(fù)試驗得出：從節(jié)能角度出發(fā)，盤根調(diào)整到不漏油最松狀態(tài)下最節(jié)能;但從環(huán)保和管理角度出發(fā)，最松狀態(tài)下抽油機運轉(zhuǎn)過程中由于盤根損耗，短時間內(nèi)會出現(xiàn)漏油情況，不利于環(huán)保，而且不易管理，過多增加現(xiàn)場工人勞動。為此，確定盤根松緊度的節(jié)

7、能操作標準為：盤根盒應(yīng)不刺不漏，光桿不發(fā)熱;盤根調(diào)整至不漏油最松狀態(tài)下緊1-1.5圉（30-50N?m）左右，此時抽油機理論上達到最佳節(jié)電和管理效果。僅做好此項工作，抽油機井單井日節(jié)電4.2kWh。3.1.2 皮帶松緊度身至操作法現(xiàn)場試驗選取泵況正常、皮帶完好的抽油機并。以B井為例，利用皮帶漲緊裝置調(diào)節(jié)皮帶松緊度，應(yīng)用CDY-CA型抽油機井電動機多參數(shù)數(shù)顯測試儀具體量化成力量大小的方法進行現(xiàn)場試驗。以抽油機井電動機皮帶最松狀態(tài)（不打滑、皮帶抽打狀態(tài)）為起點，逐漸上緊皮帶，每隔4mm確定1個測試點，根據(jù)數(shù)峻化分析皮帶松緊度對抽油機井能耗影響,測得能耗變化曲線（圖2）。通過反復(fù)試驗得出：由于傳動過

8、程中滑動摩擦損失的存在，皮帶從最松到最緊，有功功率先下降到最低后逐步上升。本著耗電量最低的原則，確定皮帶松緊度的節(jié)能操作標準為：電動機皮帶輪與減速箱皮帶輪四點成一線;在安裝抽油機緊帶裝置的前提下，以抽油機井皮帶不打滑為最松點，調(diào)整電動機移動距離，使皮帶適當繃緊，根據(jù)井的實際情況，最佳能耗緊皮帶力為15-20N。僅做好此項工作，抽油機井單井日節(jié)電3.3kWh。3.1.3 四連桿平衡率最佳操作法現(xiàn)場試驗選取泵況正常的抽油機井。以B井為例，應(yīng)用CDY-CA型抽油機井電動機多參數(shù)數(shù)顯測試儀，現(xiàn)場測試抽油機井在不同平衡率工作狀態(tài)下的能耗值，由工作能耗值確定抽油機井最佳能耗平衡率。試驗平衡率為70%120

9、%,試驗點波動為5%10%,調(diào)整后運行30min錄取數(shù)據(jù)（圖3）。通過反復(fù)試驗得出：抽油機井平衡率在90%100%之間能耗最低，80%以下、110%以上能耗高。因此，平衡率的節(jié)能操作標準確定為平衡率控制在90%100%之間，以100%為最佳。通過推行這一標準，全廠抽油機平衡率提高1.9個百分點,單井日節(jié)電4.4kWh0此外，還深入研究了與這七個節(jié)點相關(guān)聯(lián)的一些技術(shù)，如套壓、沉沒度等標準，并最終形成一套抽油機井系統(tǒng)效率能耗節(jié)點控制標準，匯編成某采油廠生產(chǎn)運行系統(tǒng)能耗節(jié)點工作手冊，這在油田具有先導(dǎo)性意義。3.2 調(diào)整優(yōu)化抽油機井工作制度，因地制宜完善節(jié)能管理方法采油廠的特點是油層好、產(chǎn)量高、初期裝機功率大，隨著產(chǎn)液及工況的不斷變化，產(chǎn)量遞減加速，使原設(shè)計裝配的電動機功率與實際所需功率偏差較大，功率過剩造成的能耗損失越來越大，只要改變原有的工作思路，在能力匹配上追求更加細化,就會挖掘很大潛力。以合理裝機功率、節(jié)能降耗的指導(dǎo)原則，依據(jù)現(xiàn)場能耗測試數(shù)據(jù),針對功率利用率彳氐于20%的抽油機井，采取"一換三"，即用"永磁電動機-普通45