油井機采系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整與技術(shù)改造

1、油井機采系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整與技術(shù)改造摘要：機采系統(tǒng)效率是評價機采系統(tǒng)用能水平的重要指標(biāo)，也是反映采油用能 水平的重要指標(biāo)。提高機采系統(tǒng)效率是油田降本增效的重要途徑。目前機械采油 設(shè)備動力不匹配，高耗能設(shè)備，油井生產(chǎn)參數(shù)不合理，系統(tǒng)優(yōu)化措施落實不到位， 是導(dǎo)致油井平均系統(tǒng)效率低主要因素。系統(tǒng)優(yōu)化與技術(shù)改造是提高油井系統(tǒng)效率 的主要途徑。關(guān)鍵詞：抽油機；機采效率；降本增效；途徑機采井的系統(tǒng)效率是機采井能 源利用水平的主要指標(biāo)。對以機采井為主要生產(chǎn)方式的油田而言，實現(xiàn)降本增效 的一個重要的途徑就是提高機采井的系統(tǒng)效率。國內(nèi)外研究資料表明：抽油機井 系統(tǒng)效率的理論上限為49%，理論下限41%。通過應(yīng)用節(jié)能減

2、速裝置、電泵轉(zhuǎn)抽、 參數(shù)優(yōu)化，合理沉沒度等措施提高了機采井的系統(tǒng)效率，對油田節(jié)能降耗具有一 定的借鑒作用。抽油機井能量傳遞分為地面和地下多個環(huán)節(jié)，以光桿懸繩器為界，可將系統(tǒng) 分為地面和井下兩部分。地面部分又可細分為電機、減速箱及皮帶、四連桿四環(huán) 節(jié)；井下部分可細分為密封盒、抽油桿、抽油泵、管柱四部分，地面井下共八部 分，抽油機井系統(tǒng)的功率損失分布于八個環(huán)節(jié)之中。由于油藏構(gòu)造的復(fù)雜性、地 層的非均質(zhì)性和污染程度的不同，往往不能準(zhǔn)確地預(yù)測油井產(chǎn)能。有些油井受注 采關(guān)系的影響，投產(chǎn)后能量下降很快；有些井注水見效，產(chǎn)能又有所回升。這些 動態(tài)變化都造成了一些油井供排關(guān)系的不協(xié)調(diào)，出現(xiàn)高沉沒度或供液不足的

3、現(xiàn)象， 很大程度上影響著油井機采系統(tǒng)效率。1機采系統(tǒng)能源因素1.1地面因素分析：（1）井口：抽油機基礎(chǔ)下陷井口不 對中，造成偏磨，增加抽油機的負荷，還容易造成斷光桿，井口盤根盒過緊，也 會增加抽油機負荷，從而增加油井電量。（2）回壓：油稠含水低、，流動速度 慢，回壓增高。增加了驢頭的懸點負荷。（3）減速箱：抽油機減速箱機油不合格，潤滑不好，導(dǎo)致傳動效率低，能 耗增大，存在異響，說明內(nèi)部有損壞，齒輪嚙合不好，造成能耗增大。減速箱軸 承潤滑不好，扭矩增大，造成電機耗電量高。（4）四連桿：四連桿機構(gòu)各部位 的軸承潤滑要達到要求，連桿長度要一致，抽油機剪刀差要符合要求。（5）皮 帶及四點一線：皮帶松緊

4、、數(shù)量及質(zhì)量達不到要求，皮帶的傳動效率低，增加電 機的負荷，皮帶的單根和連帶情況也不同程度的影響傳動效率。（6）自控箱： 無電容補償或補償不夠和補償過量都會導(dǎo)致功率因數(shù)低。（7）電機：1）電機耗 電首先取決于負載大小，即驢頭負荷及各系統(tǒng)的傳動效率；2）功率因數(shù)的大小 即電機與負載的匹配關(guān)系與負載的平衡狀況。3）電機有功功率的大小也是影響 電機功率利用率的主要因素，4）電機輸入端的電壓和電流的高低也直接影響電 機的功率。5）電機的轉(zhuǎn)數(shù)損失的大小也是影響電機功率的因素，6）抽油機不平 衡，電機上下行電流差別很大，造成單井耗電量增加。7）電機三角型運轉(zhuǎn)的電 流是星型運轉(zhuǎn)的1.72倍，在其他條件不變的

5、情況下，耗電量也會增加0.72倍， 所以星型運轉(zhuǎn)比三角形運轉(zhuǎn)省電。8）節(jié)能電機的使用可明顯降低電機耗電量。（8）毛辮子：毛辮子斷股或打扭，造成兩根毛辮子受力不均勻，驢頭載荷增加， 或造成井口偏磨，增加電機能耗。（9）電網(wǎng)：電網(wǎng)是整個用電設(shè)備的樞紐，影 響系統(tǒng)效率的因素是電流的大小及線路損耗，保證系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性，合理匹配 自控箱電容并更換節(jié)能自控箱，減少無功損耗。（10）動力線：動力線要按要求 連接，電纜不能過長，增加電阻率，增加能耗。（11）生產(chǎn)參數(shù)：生產(chǎn)參數(shù)要達 到合理的規(guī)范內(nèi)，對于泵不存在問題的井，泵效小于50%和大于100%的可適當(dāng) 降低生產(chǎn)參數(shù)。1.2地下因素分析：桿泵組合：泵在油井

6、中的下入深度，是選擇抽油機和 抽油桿的主要依據(jù)。也是使抽油井在合理的壓差下生產(chǎn)，達到既不破壞油層的巖 石結(jié)構(gòu)，又能高產(chǎn)的目的。沉沒度：沉沒度的大小決定油井生產(chǎn)是否做正功。沉沒度大，桿、管彈性 伸縮，泵的沖程損失大。一般考慮沉沒度300-400米，出砂：油井出砂嚴(yán)重， 防砂失敗，泵筒內(nèi)的砂增加了活塞與泵筒的摩擦阻力，增加驢頭負荷，電耗增加。1.3系統(tǒng)節(jié)點潛力分析為摸清機采系統(tǒng)能源利用狀況，按照節(jié)點分析的方法， 通過對部分油井進行分節(jié)點測試統(tǒng)計分析，能源消耗流分布及潛力情況見下圖三 從能源流向分析可以看出，抽油機、電機、桿管泵以及變壓器是能耗的關(guān)鍵節(jié)點。2節(jié)能設(shè)備在生產(chǎn)中的應(yīng)用和評價針對機采系統(tǒng)針

7、對抽油機電機配備功率過 大，電機效率低、能源消耗高等現(xiàn)象，以供電線路為載體，降低線路網(wǎng)損為基準(zhǔn)、 提高供電質(zhì)量為目標(biāo)，推廣永磁電機、智能節(jié)能控制柜，變頻器調(diào)速新技術(shù)，螺 桿泵采油技術(shù)，通過現(xiàn)場跟蹤檢測和對比分析，經(jīng)過現(xiàn)場的運行實踐和跟蹤測試 分析，該系統(tǒng)推廣應(yīng)用永磁電機、皮帶機、智能式及變頻控制柜、螺桿泵技術(shù)、 等節(jié)電效果比較好、運行質(zhì)量比較可靠，宜于推廣。3技術(shù)措施3.1實施產(chǎn)液結(jié)構(gòu)調(diào)整，控制特高含水低效液量，降低產(chǎn)油能耗 建立實施特高含水井月度分析機制，每月逐口井從井網(wǎng)、注采關(guān)系、注采比、綜 合效益等方面論證、分析，提出綜合治理建議，實施小幅度調(diào)參降液，降低低效 循環(huán)。實施注水結(jié)構(gòu)調(diào)整，提

8、高有效注水，協(xié)調(diào)注采關(guān)系，恢復(fù)地層能量，從源 頭上治理高單耗、低效率井。3.2實施節(jié)能技術(shù)優(yōu)化改造，提高能源利用效率（1）優(yōu)化泵型、泵徑、桿管 組合，提高井筒效率。充分利用油井生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化軟件，對每口井進行優(yōu)化設(shè)計， 尋找泵型泵徑、桿管組合最佳優(yōu)化方案，使油井生產(chǎn)參數(shù)保持中在良好的區(qū)域運 行。（2）優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)，提高工況合格率.3.3加強機采系統(tǒng)細化管理、優(yōu)化系統(tǒng) 運行效率（1）做好日常升溫降壓工作，調(diào)整好井口盤根的松緊度。（2）對基礎(chǔ)下陷造成井口偏磨的抽油機及時進行調(diào)整。按時測電流及時調(diào) 整抽油機平衡。（3）按時清洗減速箱機油，保證其運轉(zhuǎn)良好，減少磨損。（4） 及時標(biāo)定兩連桿長度和測定剪刀差

9、并及時匯報調(diào)整（5）皮帶松緊合適，調(diào)整好 四點一線，提高傳動效率。（6）定期檢查保養(yǎng)電控柜，及時檢測電容完好情況 確定合理的電容容量。（7）根據(jù)機型匹配合適功率的電機，保證需用電機性能 良好，功率因數(shù)高。（8）合理匹配自控箱電容并更換節(jié)能自控柜，減少無功損 耗，保障電網(wǎng)系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定性。（9）根據(jù)油井的產(chǎn)液狀況調(diào)整合適的生產(chǎn)參數(shù)，以減少能耗。3.4推進節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，優(yōu)化地面設(shè)備匹配，提高地面設(shè)備運行效率根據(jù) 目前抽油機油井現(xiàn)場電動機配置情況調(diào)查分析，按照油井的運行參數(shù)現(xiàn)場需求優(yōu) 化設(shè)備。推廣節(jié)能永磁電機節(jié)電技術(shù)。當(dāng)油井抽油泵排量系數(shù)小于0.4時，抽油 機井應(yīng)降低沖次運行，可采用變極多速電動機、超高滑差電動機。油井抽油機沖 次大于0.5次/分鐘、小于2次/分鐘時，可優(yōu)先選用變極多速電動機。機采系統(tǒng)實施整體節(jié)能技術(shù)改造后，機采系統(tǒng)效率提高了 3.7個百分點，提 液用電單耗由原來的8.9 kwh /噸液降到7.15kwh /噸液，預(yù)計年節(jié)電量達到28 萬kWh，年創(chuàng)經(jīng)濟效益15萬元。4結(jié)束語（1）改善油井供排關(guān)系，是提高機采系統(tǒng)效率的首要因素，通過系 統(tǒng)科