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[摘 要]针对机采系统效率偏低的现状，结合目前国内外提高抽油机井系统效率的措施和方法，从地面和井下两个部分论述了提高抽油机系统效率的重要性和必要性，分析了油田抽油机井系统效率低的原因和影响系统效率的主要因素及系统效率的分布规律。最后，提出了提高抽油机系统效率的有效途径和方法。
[关键词]抽油机井 系统效率 影响因素
中图分类号：P58 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）09-0026-01
抽油机井系统效率是衡量油井工作水平的重要因素，也是一项反映油井工作效率和用电损耗的重要指标。提高抽油机井系统效率已经成为各油田节能降耗、降低生产成本、提高经济效益的一个重要途径。
1 抽油机井系统效率的组成
抽油机井升举过程是一个能量不断转化和传递的过程，在每一次转化和传递中都将损失一部分能量。从地面供入系统的能量扣除系统的各种损失以后，就是系统所给液体的有效能量，该有效能量与系统输入能量的比值称为抽油机井系统效率。根据抽油机系统工作特点，可将抽油机井的系统效率分为地面和井下两部分[1]。
2 影响机采系统效率因素分析
2.1 影响地面系统效率因素分析
影响抽油机系统效率的地面部分设备主要有电动机、皮带、减速箱和四连杆机构，各部分的能量。
1） 电动机：电动机效率与电动机类型、电动机质量、抽油机平衡、电动机匹配、电动机老化等有关。其中电动机类型、电动机的匹配和抽油机的平衡度是影响电动机效率的主要因素。
2） 皮带：采用三角皮带传动时，由于弹性方面的原因，产生弹性变形能量损失，不可避免地要出现相互错动、打滑和震动，造成部分能量损失。皮带传动效率与皮带松紧、两轮对正度、轮轴同心度有关，其中皮带松紧度是影响皮带传动效率的最重要因素。
3） 减速箱：减速箱中一般有三对人字齿轮，齿轮在转动时，相齿合的齿面间有相对滑动，因此就要发生摩擦，产生能量损失，同时，三副轴承也要产生摩擦损失[2]。影响减速箱效率的主要因素是齿轮及轴承的润滑度。一般出问题少，对机采系统效率影响较小。
4） 四连杆机构：在抽油井四连杆机构中共有三副轴承和一根钢丝绳，四连杆机构效率与轴承摩擦力损失及驴头钢丝绳变形损失有关。
2.2 影响井下系统效率因素分析
影响抽油机系统效率的井下部分设备主要有盘根盒、抽油杆和抽油泵，各部分的能量损失。
1） 盘根盒：盘根盒过紧、井口偏中会造成悬点载荷增加，磨阻增大，效率降低。影响盘根盒效率主要因素是盘根盒的松紧度以及驴头井口对中程度。
2） 抽油杆传动：井斜、抽油杆及油管弯曲会造成抽油杆磨阻增加，能耗增大。冲程、冲速、泵径匹配不合理，杆速增加，也会造成传动效率下降。冲程、冲速、泵径匹配不合理和抽油杆及油管的弯曲是影响抽油杆转动效率的两个主要因素。
3） 抽油泵：抽油泵功率损失主要包括机械摩擦损失功率、抽油泵容积损失功率和抽油泵水力损失功率。
3 提高抽油机系统效率的有效途径
提高系统效率主要有两个方面，即提高地面系统效率和提高井下系统效率。
3.1 提高地面系统效率的途径
地面系统效率主要由电动机效率、抽油机效率组成。提高地面系统效率也就是提高电动机效率和提高抽油机效率，提高地面部分系统效率的流程。
3.2 提高井下系统效率的途径
提高井下系统效率主要从优化生产参数方面着手，提高井下部分系统效率。
3.2.1 优化抽汲参数
抽汲参数对地面效率及系统效率都有一定的影响。对于一口具体的抽油机井，在满足提液需要的情况下，应选择最优参数，通过抽汲参数优化，降低减速箱扭矩，降低电动机负荷与抽油机负荷，提高系统效率。
1）提高泵效。
泵效是影响系统效率的重要方面。一般而言，在保证产液量的前提下，应尽可能选择较大泵径、长冲程、低冲速、合理泵深；但对于供液严重不足的油井，在保证产液量不降前提下，应通过调小生产参数 （冲速、冲程、泵径）、加深泵挂、间歇开抽、油管锚定等措施提高抽油泵效，提高系统效率；对于非正常漏失严重的油井，需要及时检泵提高泵效。泵效处于 20%～80%之间的抽油机井，系统效率多数在20%以上，系统效率合格率较高。
2）优化沉没度。
沉没度对泵效及系统效率影响很大，沉没度过大造成抽油机上下行程悬点载荷增加，磨阻增大，管柱效率降低，地面能耗增加；沉没度过小会降低泵效。泵挂深度变化时，油井产液量随下泵深度的增加，有先上升后降低的规律。沉没度过大，不但对提高产量无益，反而会增加悬点载荷，增大电动机负荷，降低系统效率。因此，合理选择沉没度对油井系统效率的提高十分重要。
3）优化抽汲参数及合理管杆组合。
對供液充足的油井，按照大泵径、长冲程、低冲速、合理沉没度的组合原则优化生产参数；供液严重不足的油井，按照小泵径、深泵挂，低冲速的原则，对现有抽油机井进行重新优设计。杆管组合也是优化设计的重要方面，不合理的杆管组合对系统效率有一定影响。
3.2.2 防蜡降黏技术
对结蜡严重的油井实施清防蜡降黏，可提高管柱效率和抽油杆传动效率。
3.2.3 合理调整盘根盒松紧度
光杆与盘根盒间的磨阻大小直接影响功率损失。当盘根盒密封过紧或盘根盒与光杆的对中性差时，光杆上、下行程中磨阻的增加可引起驴头悬点负荷增大，这样最大、最小悬点载荷差值变大，抽油机功率损失增加，引起系统效率降低。因此，理调整盘根的松紧度是降低悬点载荷，提高系统效率的重要措施。
4 结论和认识
1）应用皮带抽油机和双驴头抽油机等高效抽油设备及做好地面维护保养，是提高地面系统效率的重要方面。
2）优化生产参数，对于供液不足的油井，通过调小生产参数、加深泵挂、间开措施等，在保证产液量不降的前提下，可以大幅度提高泵效，提高系统效率。对于高沉没度井，通过优化沉没度，优化抽汲参数，优化杆管组合等措施，可以提高系统效率，进而实现效率最高、能耗最低。
参考文献：
[1] 崔振华，余国安，安锦高，等.有杆抽油系统[M].北京：石油工业出版社，1994：9-12.
[2] 张志远，古小红，王丽丽.提高抽油机井系统效率的方法[J].断块油气田，2000，7（4）：59-62.
[关键词]抽油机井 系统效率 影响因素
中图分类号：P58 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）09-0026-01
抽油机井系统效率是衡量油井工作水平的重要因素，也是一项反映油井工作效率和用电损耗的重要指标。提高抽油机井系统效率已经成为各油田节能降耗、降低生产成本、提高经济效益的一个重要途径。
1 抽油机井系统效率的组成
抽油机井升举过程是一个能量不断转化和传递的过程，在每一次转化和传递中都将损失一部分能量。从地面供入系统的能量扣除系统的各种损失以后，就是系统所给液体的有效能量，该有效能量与系统输入能量的比值称为抽油机井系统效率。根据抽油机系统工作特点，可将抽油机井的系统效率分为地面和井下两部分[1]。
2 影响机采系统效率因素分析
2.1 影响地面系统效率因素分析
影响抽油机系统效率的地面部分设备主要有电动机、皮带、减速箱和四连杆机构，各部分的能量。
1） 电动机：电动机效率与电动机类型、电动机质量、抽油机平衡、电动机匹配、电动机老化等有关。其中电动机类型、电动机的匹配和抽油机的平衡度是影响电动机效率的主要因素。
2） 皮带：采用三角皮带传动时，由于弹性方面的原因，产生弹性变形能量损失，不可避免地要出现相互错动、打滑和震动，造成部分能量损失。皮带传动效率与皮带松紧、两轮对正度、轮轴同心度有关，其中皮带松紧度是影响皮带传动效率的最重要因素。
3） 减速箱：减速箱中一般有三对人字齿轮，齿轮在转动时，相齿合的齿面间有相对滑动，因此就要发生摩擦，产生能量损失，同时，三副轴承也要产生摩擦损失[2]。影响减速箱效率的主要因素是齿轮及轴承的润滑度。一般出问题少，对机采系统效率影响较小。
4） 四连杆机构：在抽油井四连杆机构中共有三副轴承和一根钢丝绳，四连杆机构效率与轴承摩擦力损失及驴头钢丝绳变形损失有关。
2.2 影响井下系统效率因素分析
影响抽油机系统效率的井下部分设备主要有盘根盒、抽油杆和抽油泵，各部分的能量损失。
1） 盘根盒：盘根盒过紧、井口偏中会造成悬点载荷增加，磨阻增大，效率降低。影响盘根盒效率主要因素是盘根盒的松紧度以及驴头井口对中程度。
2） 抽油杆传动：井斜、抽油杆及油管弯曲会造成抽油杆磨阻增加，能耗增大。冲程、冲速、泵径匹配不合理，杆速增加，也会造成传动效率下降。冲程、冲速、泵径匹配不合理和抽油杆及油管的弯曲是影响抽油杆转动效率的两个主要因素。
3） 抽油泵：抽油泵功率损失主要包括机械摩擦损失功率、抽油泵容积损失功率和抽油泵水力损失功率。
3 提高抽油机系统效率的有效途径
提高系统效率主要有两个方面，即提高地面系统效率和提高井下系统效率。
3.1 提高地面系统效率的途径
地面系统效率主要由电动机效率、抽油机效率组成。提高地面系统效率也就是提高电动机效率和提高抽油机效率，提高地面部分系统效率的流程。
3.2 提高井下系统效率的途径
提高井下系统效率主要从优化生产参数方面着手，提高井下部分系统效率。
3.2.1 优化抽汲参数
抽汲参数对地面效率及系统效率都有一定的影响。对于一口具体的抽油机井，在满足提液需要的情况下，应选择最优参数，通过抽汲参数优化，降低减速箱扭矩，降低电动机负荷与抽油机负荷，提高系统效率。
1）提高泵效。
泵效是影响系统效率的重要方面。一般而言，在保证产液量的前提下，应尽可能选择较大泵径、长冲程、低冲速、合理泵深；但对于供液严重不足的油井，在保证产液量不降前提下，应通过调小生产参数 （冲速、冲程、泵径）、加深泵挂、间歇开抽、油管锚定等措施提高抽油泵效，提高系统效率；对于非正常漏失严重的油井，需要及时检泵提高泵效。泵效处于 20%～80%之间的抽油机井，系统效率多数在20%以上，系统效率合格率较高。
2）优化沉没度。
沉没度对泵效及系统效率影响很大，沉没度过大造成抽油机上下行程悬点载荷增加，磨阻增大，管柱效率降低，地面能耗增加；沉没度过小会降低泵效。泵挂深度变化时，油井产液量随下泵深度的增加，有先上升后降低的规律。沉没度过大，不但对提高产量无益，反而会增加悬点载荷，增大电动机负荷，降低系统效率。因此，合理选择沉没度对油井系统效率的提高十分重要。
3）优化抽汲参数及合理管杆组合。
對供液充足的油井，按照大泵径、长冲程、低冲速、合理沉没度的组合原则优化生产参数；供液严重不足的油井，按照小泵径、深泵挂，低冲速的原则，对现有抽油机井进行重新优设计。杆管组合也是优化设计的重要方面，不合理的杆管组合对系统效率有一定影响。
3.2.2 防蜡降黏技术
对结蜡严重的油井实施清防蜡降黏，可提高管柱效率和抽油杆传动效率。
3.2.3 合理调整盘根盒松紧度
光杆与盘根盒间的磨阻大小直接影响功率损失。当盘根盒密封过紧或盘根盒与光杆的对中性差时，光杆上、下行程中磨阻的增加可引起驴头悬点负荷增大，这样最大、最小悬点载荷差值变大，抽油机功率损失增加，引起系统效率降低。因此，理调整盘根的松紧度是降低悬点载荷，提高系统效率的重要措施。
4 结论和认识
1）应用皮带抽油机和双驴头抽油机等高效抽油设备及做好地面维护保养，是提高地面系统效率的重要方面。
2）优化生产参数，对于供液不足的油井，通过调小生产参数、加深泵挂、间开措施等，在保证产液量不降的前提下，可以大幅度提高泵效，提高系统效率。对于高沉没度井，通过优化沉没度，优化抽汲参数，优化杆管组合等措施，可以提高系统效率，进而实现效率最高、能耗最低。
参考文献：
[1] 崔振华，余国安，安锦高，等.有杆抽油系统[M].北京：石油工业出版社，1994：9-12.
[2] 张志远，古小红，王丽丽.提高抽油机井系统效率的方法[J].断块油气田，2000，7（4）：59-62.