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[摘 要]抽油机井电流资料是每一个采油工作人员最熟悉的数据,在每天的巡回检查中,都要测量抽油机井的上、下冲程电流,电流的变化在一定程度上反映出现场抽油机井的工作现况,因此结合实际经验和抽油机井现场所遇到的故障问题,对电流在抽油机井生产中的作用进行了分析判断和总结。
[关键词]抽油机 电流 应用
中图分类号:TE933.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)31-0364-01
1、确定油井的洗井周期
抽油机井的上电流是驴头上行过程中测得的电动机电流的最大值,抽油机井的下电流是驴头下行过程中测得的电动机电流的最大值。一般按正常生产时电机上行电流为基准电流,当连续2次电流达到基准电流的1.2倍时安排洗井。该类别的油井一般在洗井周期末期出现电流上升、产液量下降的现象,洗井后产液量与电流能够恢复正常。
当油井的油较稠、含蜡较高是,常出现没有泵效的现象。这种属于结蜡造成的电流上升有以下特点:一是結蜡造成的电流上升有一个缓慢的过程;二是伴随产液量电流有轻微的变化,但一般不会变化太大,主要是因为结蜡严重的井产液量不会太高(低于25t/d),不需要多大的过流面积;三是经历了缓慢上升后,电流会在一个较高水平上相对稳定,随后有一个明显的抬高,这时就需要洗井,因此电流数据的录取不能间断。对于产液量比较高的井(10-25t/d)均可用这种方法确定热洗周期。当然,结蜡造成的电流上升并不是每一口井都这么明显,也有少数油井变化不明显,例如芳36-斜72就出现过这种情况,为有效延长其热洗周期,对该井的现场资料进行严格的跟踪;今年该井作业起出后发现管、杆带蜡(电流资料上没有明显变化);分析原因主要是该井产液量比较低(小于10t/d),结蜡所造成的摩擦等载荷在整个载荷中所占的比重较小,以及由于传动效率的原因,经多个传动环节后在电机上未能表现出来。这种油井在我队占20%左右,其热洗周期的确定要结合以往的经验积累。
2、判断抽油机井的平衡情况
电动机工作电流的大小直接反应出抽油机载荷大小,正常生产井在生产抽油机的载荷是相对稳定的电动机的工作电流也是相对稳定的。只有在机、杆、泵以及井下管柱出现故障或问题是抽油机的载荷才会发生变化,电动机的工作电流也随之变化。游梁式抽油机安装平衡装置是由抽油机的工作特点决定的。平衡装置的作用一是减少电动机运行中的负荷差异,二是采用电流判断抽油机的平衡状况,是一种传统的做法。抽油机不平衡会对机采设备造成损害,比如对减速箱会造成背面冲击。
从耗电来看,功率P=√3UIcosφ,在上冲程中电机电流的增大会造成输出功率急剧增大,而下冲程抽油机反而带着电机运转,造成功率浪费,降低电机的效率和寿命。从现场情况来看,平衡良好的抽油机与平衡差的抽油机相比,平均可减少耗电5%以上。采用电流判断抽油机的平衡标准,因为生产过程中地层情况、油井情况以及油井的工作制度的改变都会破坏抽油机原来的平衡,因此不可能达到经常完全平衡,一般认为上下冲程的峰值电流比值达到75%以上就比较理想了。
3、判断抽油机井传动系统故障
游梁式抽油机是油田上主要采用的抽油机,它基本特点是:曲柄连杆机构和驴头分别位于支架的前后两边曲柄轴中心基本位于游梁尾轴承的正下方,减速器多安装在用钢板焊成的高基座上。它主要由动力机、减速箱、曲柄、连杆、横梁、驴头、支架、底座、刹车装置、悬绳器以及平衡重等多个传动设施将电机的功变成带动光杆上下运动的能量,如果任何一个环节传动效率降低,均会造成电机电流的非正常变化。芳42-斜68井正常生产时电流77A/68A,于09年6月份因减速箱齿轮打齿造成减速箱损坏,事故后期通过同井组人员核实判断原因,了解到事故发生近期该井电流为60A/49A,电流急剧上升。分析总结:生产井电流上升一般首先考虑到结蜡影响,但这种情况与结蜡的区别在于电流在短时间内急剧上升,却不会出现卸载,此时应及时检查抽油机井传动系统工作是否正常。
4、地面调参与电流的关系
目前油井采取的增产措施中,根据油井供液能力等生产情况的变化,调整冲程、冲次等地面生产参数是一种主要的增产与节能降耗手段。冲程的调整会引起扭矩的变化,冲次的调整会引起动载荷的变化,从而引起电流的变化。由我队部分调参井电流的变化得出:调大参数井电流前后对比,上行电流明显增大,下行电流略有减小。
由图1看出,在曲柄扭矩不变的情况下,由于油井载荷产生的扭矩Mp∝Smax,在油井上冲程净扭矩随着负荷扭矩的增大而增大,所以上冲程电流增大,油井下冲程净扭矩随着负荷扭矩的增大而减小,所以下冲程电流略有减小,致使抽油机平衡程度变差。冲程变小,电流变化情况相反,冲次的变化主要对动载荷造成影响,载荷变化较小,因此电流变化不明显。地面生产参数变化时,尤其是冲程变化时,因及时根据电流变化调整平衡,避免参数调整后造成能耗增加以及对设备的损坏。
5、判断井下的工作情况
抽油机井在生产时,抽油杆柱做上下往复运动,其顶部所承受的载荷最大,而且抽油杆柱上所承受的载荷是变化的。抽油杆柱上行时加载,下行时卸载这种周期性的一加一卸,反复作用的结果可以通过电流体现出来,我们根据这些变化做出相应的判断。以抽油杆底部断脱为例,抽油杆底部断脱,在管、泵基本不漏失的情况下,电流表现为上电流明显减小,下电流增大(在结蜡较严重的井上上电流变化幅度不大)。
以芳40-斜78井为例,正常生产时电流35A/32A,2017年4月12井组人员录取数据反映电流为28A/41A,安排量油发现不上液面,功图测试显示为抽油杆断脱,最小载荷减小5KN,比较符合抽油杆底部断脱特征。2017年4月17日作业施工起出后发现断脱部位为对接爪断,验证了原先的推测。
参考文献
[1] 车太杰.采油生产常见故障诊断与处理.2010.石油工业出版社
[2] 邹艳霞等.采油工艺技术.2006.石油工业出版社
作者简介
梁丽,女,1975年4月出生,第八采油厂第二油矿206队,采油工,采油高级技师。
[关键词]抽油机 电流 应用
中图分类号:TE933.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)31-0364-01
1、确定油井的洗井周期
抽油机井的上电流是驴头上行过程中测得的电动机电流的最大值,抽油机井的下电流是驴头下行过程中测得的电动机电流的最大值。一般按正常生产时电机上行电流为基准电流,当连续2次电流达到基准电流的1.2倍时安排洗井。该类别的油井一般在洗井周期末期出现电流上升、产液量下降的现象,洗井后产液量与电流能够恢复正常。
当油井的油较稠、含蜡较高是,常出现没有泵效的现象。这种属于结蜡造成的电流上升有以下特点:一是結蜡造成的电流上升有一个缓慢的过程;二是伴随产液量电流有轻微的变化,但一般不会变化太大,主要是因为结蜡严重的井产液量不会太高(低于25t/d),不需要多大的过流面积;三是经历了缓慢上升后,电流会在一个较高水平上相对稳定,随后有一个明显的抬高,这时就需要洗井,因此电流数据的录取不能间断。对于产液量比较高的井(10-25t/d)均可用这种方法确定热洗周期。当然,结蜡造成的电流上升并不是每一口井都这么明显,也有少数油井变化不明显,例如芳36-斜72就出现过这种情况,为有效延长其热洗周期,对该井的现场资料进行严格的跟踪;今年该井作业起出后发现管、杆带蜡(电流资料上没有明显变化);分析原因主要是该井产液量比较低(小于10t/d),结蜡所造成的摩擦等载荷在整个载荷中所占的比重较小,以及由于传动效率的原因,经多个传动环节后在电机上未能表现出来。这种油井在我队占20%左右,其热洗周期的确定要结合以往的经验积累。
2、判断抽油机井的平衡情况
电动机工作电流的大小直接反应出抽油机载荷大小,正常生产井在生产抽油机的载荷是相对稳定的电动机的工作电流也是相对稳定的。只有在机、杆、泵以及井下管柱出现故障或问题是抽油机的载荷才会发生变化,电动机的工作电流也随之变化。游梁式抽油机安装平衡装置是由抽油机的工作特点决定的。平衡装置的作用一是减少电动机运行中的负荷差异,二是采用电流判断抽油机的平衡状况,是一种传统的做法。抽油机不平衡会对机采设备造成损害,比如对减速箱会造成背面冲击。
从耗电来看,功率P=√3UIcosφ,在上冲程中电机电流的增大会造成输出功率急剧增大,而下冲程抽油机反而带着电机运转,造成功率浪费,降低电机的效率和寿命。从现场情况来看,平衡良好的抽油机与平衡差的抽油机相比,平均可减少耗电5%以上。采用电流判断抽油机的平衡标准,因为生产过程中地层情况、油井情况以及油井的工作制度的改变都会破坏抽油机原来的平衡,因此不可能达到经常完全平衡,一般认为上下冲程的峰值电流比值达到75%以上就比较理想了。
3、判断抽油机井传动系统故障
游梁式抽油机是油田上主要采用的抽油机,它基本特点是:曲柄连杆机构和驴头分别位于支架的前后两边曲柄轴中心基本位于游梁尾轴承的正下方,减速器多安装在用钢板焊成的高基座上。它主要由动力机、减速箱、曲柄、连杆、横梁、驴头、支架、底座、刹车装置、悬绳器以及平衡重等多个传动设施将电机的功变成带动光杆上下运动的能量,如果任何一个环节传动效率降低,均会造成电机电流的非正常变化。芳42-斜68井正常生产时电流77A/68A,于09年6月份因减速箱齿轮打齿造成减速箱损坏,事故后期通过同井组人员核实判断原因,了解到事故发生近期该井电流为60A/49A,电流急剧上升。分析总结:生产井电流上升一般首先考虑到结蜡影响,但这种情况与结蜡的区别在于电流在短时间内急剧上升,却不会出现卸载,此时应及时检查抽油机井传动系统工作是否正常。
4、地面调参与电流的关系
目前油井采取的增产措施中,根据油井供液能力等生产情况的变化,调整冲程、冲次等地面生产参数是一种主要的增产与节能降耗手段。冲程的调整会引起扭矩的变化,冲次的调整会引起动载荷的变化,从而引起电流的变化。由我队部分调参井电流的变化得出:调大参数井电流前后对比,上行电流明显增大,下行电流略有减小。
由图1看出,在曲柄扭矩不变的情况下,由于油井载荷产生的扭矩Mp∝Smax,在油井上冲程净扭矩随着负荷扭矩的增大而增大,所以上冲程电流增大,油井下冲程净扭矩随着负荷扭矩的增大而减小,所以下冲程电流略有减小,致使抽油机平衡程度变差。冲程变小,电流变化情况相反,冲次的变化主要对动载荷造成影响,载荷变化较小,因此电流变化不明显。地面生产参数变化时,尤其是冲程变化时,因及时根据电流变化调整平衡,避免参数调整后造成能耗增加以及对设备的损坏。
5、判断井下的工作情况
抽油机井在生产时,抽油杆柱做上下往复运动,其顶部所承受的载荷最大,而且抽油杆柱上所承受的载荷是变化的。抽油杆柱上行时加载,下行时卸载这种周期性的一加一卸,反复作用的结果可以通过电流体现出来,我们根据这些变化做出相应的判断。以抽油杆底部断脱为例,抽油杆底部断脱,在管、泵基本不漏失的情况下,电流表现为上电流明显减小,下电流增大(在结蜡较严重的井上上电流变化幅度不大)。
以芳40-斜78井为例,正常生产时电流35A/32A,2017年4月12井组人员录取数据反映电流为28A/41A,安排量油发现不上液面,功图测试显示为抽油杆断脱,最小载荷减小5KN,比较符合抽油杆底部断脱特征。2017年4月17日作业施工起出后发现断脱部位为对接爪断,验证了原先的推测。
参考文献
[1] 车太杰.采油生产常见故障诊断与处理.2010.石油工业出版社
[2] 邹艳霞等.采油工艺技术.2006.石油工业出版社
作者简介
梁丽,女,1975年4月出生,第八采油厂第二油矿206队,采油工,采油高级技师。