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摘要:抽油机井系统效率是评价油田机械采油系统用能水平的重要指标,也是反映采油能耗水平的重要经济技术指标。本文从日常管理维护、井筒参数管理、地面管理三个方面系统分析影响抽油机井系统效率的因素,并提出了提高系统效率、实现降耗增效的改进对策。
关键词:抽油机井 系统效率 因素分析 改进对策
1 抽油机井系统效率影响因素
1.1 地面管理因素
影响抽油机井系统效率的地面管理因素主要有以下三方面:
1.1.1 生产参数的选择
直接通过井下效率的高低和油井免修期的长短反映出来。
1.1.2 抽油机平衡情况
如果抽油机平衡也会影响到系统效率,不仅影响到连杆机构、减速箱和电动机的效率和寿命,而且会加大电动机内耗,使油井耗能增加,系统效率降低。
1.1.3 井口回压、套压
井口回压、套压的影响,油井井口回压的存在,增加了上沖程时的悬点载荷力,当井口回压增加时,相当于增加了抽油杆的重力,上冲程悬点载荷增加,导致电机耗能增加。井口回压过高,悬点载荷增大,亦可造成泵的漏失,影响抽油机井系统效率。当套压过大,降低了泵举升的有效扬程,导致抽油机井系统效率下降。
1.2 井下因素
影响抽油机井系统效率的井下因素主要有以下四方面:
1.2.1 油管柱功率损失
油管柱功率损失直接影响到机采系统效率的高低,其损失主要包括油管漏失损失、产出液与油管内壁产生的摩擦损失和油管弹性伸缩损失等。
1.2.2 抽油杆的影响
抽油杆的影响体现在抽油杆功率的损失,包括抽油杆与油管的摩擦损失、抽油杆与井下液体的摩擦损失和杆柱弹性伸缩损失.与生产参数的确定有直接关系。
1.2.3 抽油泵效率
抽油泵效率是井下效率重要的一部分,其功率损失主要为抽油泵柱塞与衬套之间的摩擦损失、泵漏失损失和产出液流经泵阀时由于水力引起的功率损失。
1.2.4 盘根盒的影响
盘根盒的影响主要表现在光杆与盘根盒中密封填料的摩擦损失,突出表现在密封填料的材质、产出液含水率的高低和井口对中程度等方面。
1.3 设备管理因素
抽油机井地面效率主要由三部分组成,即电机效率、皮带传动效率、减速箱和四连杆机构效率。影响抽油机井系统效率的设备管理因素主要有以下三方面:
1.3.1 抽油机轻载运行
抽油机电动机在正常运行时均以轻载运行,存在“大马拉小车,现象,使电机负载率低,对机采系统效率影响较大。
1.3.2 传动效率低
传动皮带和减速箱对机采效率的影响主要表现在传动过程中摩擦造成的功率拟失。
1.3.3 弹性变形损失
抽油机是四连杆机构,对系统效率的影响主要体现在摩擦传动过程的功率损失和在往复运动过程中的弹性变形所造成的损失。抽油机各部件松动或润滑保养不好,造成各部件之问的摩擦、变形,致使抽油机不平稳运行影响系统效率。
2 提高抽油机井系统效率改进对策
通过上面的分析找出了影响抽油机井系统效率的因素,可从地面、井筒、日常管理三个方面入手,对抽油机井进行技术管理,从而提高抽油机井系统效率,实现降耗增效。
2.1 改进日常管理维护
2.1.1 加强日常加药热洗维护工作
孤东采油厂采油三矿所管辖的区块油稠是造成抽油杆在井筒的摩擦力显著增加、抽油机负荷上升、单井耗电增加的主要原因。加药热洗作为抽油井日常降粘降回压等日常维护工作的主要手段,可以有效地降低抽油机负荷,减少了抽油井耗电。
2.1.2减少井口回压套压的影响
针对回压高的抽油井,对产液物性进行认真分析,找出导致回压高的原因,对症下药,积极降低回压。对于单井回压较高的油井采取加装井口水套炉的办法,一方面可以提高产液输送温度,另一方面可以有效的破乳降低输送阻力。生产中合理控制套管气,减少气体影响,提高泵效。对于出砂井,控制放套管气速度,避免地层震荡出砂。
2.2 优化井筒参数管理
2.2.1 确定合理沉没度
如果沉没度过大,就会造成抽油机能耗的增大,造成机采系统效率的降低。我们通过大量现场数据总结发现.一般含水在90%以上的井,合理的沉没度应保持在200m-250m,含水低于80%的井低,沉没度在350m-400m泵效达到最大。稠油井400-500米。针对沉没度不合理的井采取了上提泵挂措施,不仅节省了大量的管杆材,而且在节能降耗延长机采系统效率.偏磨治理,延长检泵周期中也取得很大效益。
2.2.2 优化参数
对供液差井采用“合理泵径、长冲程、慢冲次”。针对一些供液能力较差的井,采取“合理泵径、长冲程、慢冲次”的经济调参方法,提高抽油泵的充满程度,减少抽油泵来回往复的无用功。
2.3 改进地面管理
2.3.1 提高抽油机平衡率
抽油机不平衡会出现发电现象,导致大量电能损耗。抽油机平衡越差,电机输入功率越大,耗电盘越高。平衡率在80-100%时抽油机耗量最低。当平衡率达120%以上时,比80%时1小时多耗电0.25kw.h,平衡率低于70%后,比80%时1小时多耗电约0.15kw.h。通过加强抽油机平衡率的调整工作,对于调平衡后电流法判断为平衡较好,但耗电量却升高的井则利用功率曲线重新调整抽油机平衡,消除电流假平衡现象,效果显著。通过调整抽油机平衡工作,可有效降低抽油井耗电。
2.3.2 合理匹配电机
合理匹配电机降低电机功率,减小空耗投失提高机采系统效率。为了对现场的换电机工作进行指导,通过试验、摸索,总结出选择抽油机电机功率的光杆功率法,即根据光杆功率选择抽油机电机额定功率。对负载率低的电机进行“大调小”,提高抽油机电机负载率,降低油并能耗,提高抽油机井系统效率。
2.3.3 加强设备保养工作
通过加强抽油机保养、调整工作,减少传动损耗提高抽油机井系统效率。认真落实机械设备的紧固、润滑、保养、调整工作,确保抽油机正常运转,可有效地减少无功损失,降低有功功率,从而提高抽油机井系统效率。
3 几点结论
(1)影响抽油机井系统效率的因素是多方面的,提高抽油机井系统效率可采取提高设备性能、优化设计、改进日常管理等多方面的配套措施,推广应用节能新工艺、新技术、新设备等实现降耗增效。
(2)通过优化沉没度,含水在90%以上的井,合理的沉没度应保持在200m-250m,含水低于80%的井低.沉没度在350m-400m泵效达到最大,优化工作参数,结合地层能员优选泵径、冲程、冲次等参数,采用大泵长冲程慢冲次生产,使抽油机载荷与电机功率合理匹配。
(3)优化管杆结构,根据地层供液能力确定泵挂深度,保持油井合理的沉没度。加强抽油机井的科学管理,做好热洗、加药等日常管理,加强设备的维护管理,提高抽油机平衡率、对中率等“五率”的及时调整。
参考文献
【1】王雪峰等 抽油机井系统效率影响因素分析与改善措施 《石油石化节能》 2011年08期
【2】李林 抽油机井系统效率影响因素分析与改进措施 教育科学博览 2013年第9期
作者简介:徐慧星(1986.12-),男,工程师,从事油田开发技术工作。
关键词:抽油机井 系统效率 因素分析 改进对策
1 抽油机井系统效率影响因素
1.1 地面管理因素
影响抽油机井系统效率的地面管理因素主要有以下三方面:
1.1.1 生产参数的选择
直接通过井下效率的高低和油井免修期的长短反映出来。
1.1.2 抽油机平衡情况
如果抽油机平衡也会影响到系统效率,不仅影响到连杆机构、减速箱和电动机的效率和寿命,而且会加大电动机内耗,使油井耗能增加,系统效率降低。
1.1.3 井口回压、套压
井口回压、套压的影响,油井井口回压的存在,增加了上沖程时的悬点载荷力,当井口回压增加时,相当于增加了抽油杆的重力,上冲程悬点载荷增加,导致电机耗能增加。井口回压过高,悬点载荷增大,亦可造成泵的漏失,影响抽油机井系统效率。当套压过大,降低了泵举升的有效扬程,导致抽油机井系统效率下降。
1.2 井下因素
影响抽油机井系统效率的井下因素主要有以下四方面:
1.2.1 油管柱功率损失
油管柱功率损失直接影响到机采系统效率的高低,其损失主要包括油管漏失损失、产出液与油管内壁产生的摩擦损失和油管弹性伸缩损失等。
1.2.2 抽油杆的影响
抽油杆的影响体现在抽油杆功率的损失,包括抽油杆与油管的摩擦损失、抽油杆与井下液体的摩擦损失和杆柱弹性伸缩损失.与生产参数的确定有直接关系。
1.2.3 抽油泵效率
抽油泵效率是井下效率重要的一部分,其功率损失主要为抽油泵柱塞与衬套之间的摩擦损失、泵漏失损失和产出液流经泵阀时由于水力引起的功率损失。
1.2.4 盘根盒的影响
盘根盒的影响主要表现在光杆与盘根盒中密封填料的摩擦损失,突出表现在密封填料的材质、产出液含水率的高低和井口对中程度等方面。
1.3 设备管理因素
抽油机井地面效率主要由三部分组成,即电机效率、皮带传动效率、减速箱和四连杆机构效率。影响抽油机井系统效率的设备管理因素主要有以下三方面:
1.3.1 抽油机轻载运行
抽油机电动机在正常运行时均以轻载运行,存在“大马拉小车,现象,使电机负载率低,对机采系统效率影响较大。
1.3.2 传动效率低
传动皮带和减速箱对机采效率的影响主要表现在传动过程中摩擦造成的功率拟失。
1.3.3 弹性变形损失
抽油机是四连杆机构,对系统效率的影响主要体现在摩擦传动过程的功率损失和在往复运动过程中的弹性变形所造成的损失。抽油机各部件松动或润滑保养不好,造成各部件之问的摩擦、变形,致使抽油机不平稳运行影响系统效率。
2 提高抽油机井系统效率改进对策
通过上面的分析找出了影响抽油机井系统效率的因素,可从地面、井筒、日常管理三个方面入手,对抽油机井进行技术管理,从而提高抽油机井系统效率,实现降耗增效。
2.1 改进日常管理维护
2.1.1 加强日常加药热洗维护工作
孤东采油厂采油三矿所管辖的区块油稠是造成抽油杆在井筒的摩擦力显著增加、抽油机负荷上升、单井耗电增加的主要原因。加药热洗作为抽油井日常降粘降回压等日常维护工作的主要手段,可以有效地降低抽油机负荷,减少了抽油井耗电。
2.1.2减少井口回压套压的影响
针对回压高的抽油井,对产液物性进行认真分析,找出导致回压高的原因,对症下药,积极降低回压。对于单井回压较高的油井采取加装井口水套炉的办法,一方面可以提高产液输送温度,另一方面可以有效的破乳降低输送阻力。生产中合理控制套管气,减少气体影响,提高泵效。对于出砂井,控制放套管气速度,避免地层震荡出砂。
2.2 优化井筒参数管理
2.2.1 确定合理沉没度
如果沉没度过大,就会造成抽油机能耗的增大,造成机采系统效率的降低。我们通过大量现场数据总结发现.一般含水在90%以上的井,合理的沉没度应保持在200m-250m,含水低于80%的井低,沉没度在350m-400m泵效达到最大。稠油井400-500米。针对沉没度不合理的井采取了上提泵挂措施,不仅节省了大量的管杆材,而且在节能降耗延长机采系统效率.偏磨治理,延长检泵周期中也取得很大效益。
2.2.2 优化参数
对供液差井采用“合理泵径、长冲程、慢冲次”。针对一些供液能力较差的井,采取“合理泵径、长冲程、慢冲次”的经济调参方法,提高抽油泵的充满程度,减少抽油泵来回往复的无用功。
2.3 改进地面管理
2.3.1 提高抽油机平衡率
抽油机不平衡会出现发电现象,导致大量电能损耗。抽油机平衡越差,电机输入功率越大,耗电盘越高。平衡率在80-100%时抽油机耗量最低。当平衡率达120%以上时,比80%时1小时多耗电0.25kw.h,平衡率低于70%后,比80%时1小时多耗电约0.15kw.h。通过加强抽油机平衡率的调整工作,对于调平衡后电流法判断为平衡较好,但耗电量却升高的井则利用功率曲线重新调整抽油机平衡,消除电流假平衡现象,效果显著。通过调整抽油机平衡工作,可有效降低抽油井耗电。
2.3.2 合理匹配电机
合理匹配电机降低电机功率,减小空耗投失提高机采系统效率。为了对现场的换电机工作进行指导,通过试验、摸索,总结出选择抽油机电机功率的光杆功率法,即根据光杆功率选择抽油机电机额定功率。对负载率低的电机进行“大调小”,提高抽油机电机负载率,降低油并能耗,提高抽油机井系统效率。
2.3.3 加强设备保养工作
通过加强抽油机保养、调整工作,减少传动损耗提高抽油机井系统效率。认真落实机械设备的紧固、润滑、保养、调整工作,确保抽油机正常运转,可有效地减少无功损失,降低有功功率,从而提高抽油机井系统效率。
3 几点结论
(1)影响抽油机井系统效率的因素是多方面的,提高抽油机井系统效率可采取提高设备性能、优化设计、改进日常管理等多方面的配套措施,推广应用节能新工艺、新技术、新设备等实现降耗增效。
(2)通过优化沉没度,含水在90%以上的井,合理的沉没度应保持在200m-250m,含水低于80%的井低.沉没度在350m-400m泵效达到最大,优化工作参数,结合地层能员优选泵径、冲程、冲次等参数,采用大泵长冲程慢冲次生产,使抽油机载荷与电机功率合理匹配。
(3)优化管杆结构,根据地层供液能力确定泵挂深度,保持油井合理的沉没度。加强抽油机井的科学管理,做好热洗、加药等日常管理,加强设备的维护管理,提高抽油机平衡率、对中率等“五率”的及时调整。
参考文献
【1】王雪峰等 抽油机井系统效率影响因素分析与改善措施 《石油石化节能》 2011年08期
【2】李林 抽油机井系统效率影响因素分析与改进措施 教育科学博览 2013年第9期
作者简介:徐慧星(1986.12-),男,工程师,从事油田开发技术工作。