樊文鋼 大慶油田采油工程研究院

大慶薩北油田抽油機降機型試驗

樊文鋼 大慶油田采油工程研究院

針對常規(guī)的根據產能預測結果選擇抽油機機型偏大、載荷利用率低、投資高等問題，開展了抽油機降機型試驗研究。薩北油田抽油機降機型后，電機總裝機功率下調了3.659 kW，平均機型降低1.3個級別，最大降低2個級別，保留38口對比井機型不變，節(jié)省投資415萬元。對已投產的降機型試驗井和對比井進行隨機能耗測試，綜合節(jié)電率達到20.4%，系統(tǒng)效率提高了4.2個百分點，噸液百米耗電下降了11.8%，163口井年節(jié)約電量355.9×104kW·h。

抽油機；載荷利用率；柔性拖動；降機型

薩北油田經過了40年的開發(fā)調整，目前綜合含水達到92.04%，已進入特高含水期開采階段。為減緩油田產量的遞減，控制含水，采取聚合物驅開發(fā)。抽油機是油井生產中的主要設備之一，通常情況下，1臺抽油機能夠滿足1口油井生產全過程的正常使用，其價格在10～20萬元，占一口井總投產費用的1/2以上。針對常規(guī)的根據產能預測結果選擇抽油機機型偏大、載荷利用率低、投資高等問題，開展了抽油機降機型試驗研究，以達到降投資、節(jié)能降耗的目的。

1 抽油機柔性拖動控制技術

通過分析游梁式抽油機作為負載的特殊性，并結合數字化的人工拖動特性曲線表明，在功率較大時，可適當降低電機轉速；在功率較小時，可適當提高電機轉速。一方面使系統(tǒng)具有較高的工作效率，另一方面也保證了抽油機的沖程、沖次基本不變。這也就使得系統(tǒng)功率曲線的變化趨勢變緩，實現系統(tǒng)的柔性拖動控制。抽油機不同拖動特性的扭矩曲線見圖1

1.1 柔性拖動對峰值載荷和峰值扭矩的影響

試驗井常規(guī)拖動與柔性拖動示功圖測試結果表明，峰值載荷從53.48 kN降到45.36 kN，下降了8.12 kN（降幅15.2%）。從示功圖圖形對比來看，懸點最大載荷明顯下降。

圖1 抽油機不同拖動特性的扭矩曲線

根據示功圖做出曲柄速度及扭矩曲線圖，見圖2。

圖2 常規(guī)拖動與柔性拖動曲柄扭矩及速度曲線

從圖2看出，峰值扭矩從50.04 kN·m降到36.74 kN·m，下降了26.6%。從圖中曲柄扭矩曲線對比可以看出，柔性拖動控制的峰值扭矩明顯低于常規(guī)拖動，曲線變化平緩，更加趨向平均值；從曲柄轉速曲線對比可以看出，柔性拖動控制的曲柄轉速變化明顯,而常規(guī)拖動曲柄轉速變化不大，基本是恒轉速運動。

1.2 柔性拖動對電機實耗功率的影響

常規(guī)拖動與柔性拖動實測對比分析表明，同工況下，峰值功率由27.47 kW降到24.94 kW，下降9.2%；平均綜合耗電由11.189 kW降到9.272 kW，下降17.13%。

2 應用及效益分析

2.1 應用情況

對原設計的201口抽油機井中的163口井進行抽油機機型調整，全部安裝抽油機柔性拖動控制器，見表1。電機總裝機功率下調了3.659 kW，平均機型降低1.3個級別，最大降低2個級別，保留38口對比井機型不變。從生產井的載荷和產液情況看，能夠滿足生產需要，見表2。

2.2 效益分析

抽油機降機型后，節(jié)省投資415萬元，見表3。對已投產的降機型試驗井和對比井進行隨機能耗測試，綜合節(jié)電率達到20.4%，系統(tǒng)效率高了4.2個百分點，噸液百米耗電下降了11.8%，163口井年節(jié)約電量355.9×104kW·h。

表1 抽油機機型調整前后對比

表2 生產數據統(tǒng)計

表3 降機型試驗地面投資前后對比

3 結語

（1）薩北油田的試驗結果表明，抽油機降機型滿足了現場生產要求，試驗取得了較好效果，可為同類油田經濟有效開發(fā)提供借鑒。

（2）抽油機降機型試驗降低一次性投資415萬元，年節(jié)電355.9×104kW·h，節(jié)能、降投資效果顯著。

10.3969/j.issn.1006-6896.2011.11.016

（欄目主持 楊 軍）