楊炳戰(zhàn)+魏海+齊霞

摘要：不合理的沉沒度會影響抽油機井的生產(chǎn)，所以有必要對其進行控制。為使油井盡量保持合理的沉沒度范圍，利用曲線擬合法確定了抽油機井的合理沉沒度范圍。為實現(xiàn)抽油機井的合理沉沒度，需對地面參數(shù)進行調(diào)整，以理論計算和長沖程、慢沖次的效果評價為基礎，提出了充分利用沖程及0. 5次精確沖次調(diào)整方法。具體實現(xiàn)時，可應用可調(diào)式皮帶輪和二級減速裝置。

關鍵詞：抽油井；抽油機；沉沒度；曲線擬合；參數(shù)優(yōu)選；沖程；沖次

油井的沉沒度過低，泵在供液不足的狀況下抽汲時，可產(chǎn)生液擊現(xiàn)象，并導致額外的沖擊載荷。液體的沖擊載荷與泵徑的關系很大，泵徑越大沖擊載荷越大，液擊使桿管最大載荷與最小載荷的差值增大，螺旋扭矩也增大，桿、管斷脫的可能性增大。如果油井長期在低沉沒度狀態(tài)下連續(xù)工作，原油脫氣，粘度增大，容易造成結蠟，加速了桿柱的螺旋扭曲。還會產(chǎn)生偏磨，這種磨損不僅傷害抽油桿接箍，也嚴重損壞油管。且再加上沉沒度小，油套環(huán)形空間內(nèi)的液體就少，對油管的徑向束縛力就小，油管的徑向擺動就會相對劇烈，易引起桿、管斷脫。

如果沉沒度過高，油井的流壓就增大，當超過了合理界限時，相對一些薄差油層，由于滲透率低或者地層壓力低，會抑制該層不出液，使該井的產(chǎn)液層層間矛盾突出。而且，當沉沒度超過合理的沉沒度后，油井的產(chǎn)量不再增加，系統(tǒng)效率下降。因此，有必要合理抽油機井的確定沉沒度。

一、合理沉沒度的確定方法

為確定抽油機井的合理沉沒度范圍，統(tǒng)計了某油田234口抽油機井的數(shù)據(jù)，利用曲線擬合法確定了該油田抽油機井的合理沉沒度范圍。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)泵效與沉沒度的關系曲線符合指數(shù)函數(shù)的曲線形態(tài).

根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在相同的沉沒度下，泵效隨含水的變化而變化。因此，根據(jù)油井產(chǎn)出液含水的不同進行分類，分別對含水大于80%的井和小于80%的井進行統(tǒng)計并擬合計算，得出來的擬合曲線分別為：

G=71.0e-2115/h（當油井含水大于80%時） G=45.1e-612/h（當油井含水小于80%時） 從擬合結果可以看出，當含水大于80%時，泵效在沉沒度小于300m的范圍內(nèi)隨沉沒度的增大而增大，并且當沉沒度等于200m時泵效達到60%以上；但是，當沉沒度大于300m時，泵效隨沉沒度變化的幅度變小。說明當含水大于80%時，保持200～300m的沉沒度較合理。同樣，當含水小于80%時，沉沒度范圍為300～400m。

二、合理沉沒度的實現(xiàn)

在合理沉沒度范圍確定以后，為保持其在合理范圍內(nèi)，需對地面參數(shù)進行調(diào)整。而以往地面調(diào)整參數(shù)僅限于4、6、9、12等固定皮帶輪，造成頻繁、反復調(diào)參，而部分井沖次為4次仍供液不足，只能間抽，對泵壽命有較大的影響。因此，需對精細參數(shù)和二級減速進行研究及對長沖程、慢沖次的效果進行評價。

（一）依據(jù)皮帶輪直徑精確調(diào)整沖次

根據(jù)皮帶傳動的計算公式以及減速箱傳動原理得出公式：沖次=電機帶輪外直徑@電機轉速/減速箱皮帶輪直徑@傳動比；根據(jù)抽油機現(xiàn)有的沖次，，得出：預調(diào)沖次=電機帶輪外直徑@原沖次/原電機帶輪外直徑。

（二）具體實現(xiàn)方法

1）應用可調(diào)式皮帶輪 可調(diào)式低沖次皮帶輪由錐形體、4塊扇型輪片及調(diào)參環(huán)組成，在應用中可根據(jù)實際需要加工不同直徑的調(diào)參環(huán)， 4塊扇型輪片在錐形體上左右滑動可實現(xiàn)對沖次的精確調(diào)整。其優(yōu)點是在設計可調(diào)整范圍內(nèi)實現(xiàn)對沖次的任意調(diào)整，設計的特殊凹槽在低沖次時具有防滑作用，調(diào)參時只需更換不同直徑的調(diào)參環(huán)、移動輪片，具有節(jié)省人力物力、調(diào)整方便等特點，參數(shù)調(diào)整范圍3～6次/min。

2）應用二級減速裝置 為解決皮帶包角不能無限縮小和可調(diào)式低沖次皮帶輪最小沖次只能達到3次/min的問題，可采用二級減速裝置。該裝置主要由底座、輸入輪、輸出輪、傳動軸、軸承部件組成。其工作原理是：輸入輪和輸出輪安裝在傳動軸上，傳動軸通過兩個軸承固定在底座上，傳動時電機帶動大輪，大輪通過傳動軸帶動小輪做相同角速度的轉動，由于兩輪的半徑差異使得兩輪的線速度不一樣，從而實現(xiàn)了減速調(diào)參的作用，調(diào)參范圍為1～4次/min。

三、效果評價

隨著抽汲參數(shù)的增大，抽油機懸點最大載荷增加，最小載荷降低，交變載荷增加；但是，隨著沖次的增加，載荷是以平方的形式增加和降低，因此，沖次越大對桿的損傷就越大。隨著沖次的增加，上沖程時，懸點載荷增大，抽油桿的伸長量增加，使抽油桿疲勞程度加大；下沖程時，懸點載荷降低，下行阻力增大，抽油桿的收縮量增加，抽油桿彎曲程度增加，易產(chǎn)生桿管偏磨；沖次越大，抽油桿柱循環(huán)應力次數(shù)越多，抽油桿易發(fā)生疲勞破壞。當抽油桿最大應力值超過允許應力值時，開始形成裂紋，裂紋在反復交變應力作用下發(fā)生擴展，最終導致抽油桿斷。分析抽油機在長沖程、低沖次下的運行表明：隨著沖次降低，最小載荷上升，下行阻力減少，抽油桿收縮量減少，有效沖程增加，增加泵排量；沖次降低，可增加油層液體向泵筒內(nèi)流動時間，泵筒充滿程度增加，提高油井的泵效，增加油井的產(chǎn)量，進而提高油井的系統(tǒng)效率。

參考文獻

[1]林日億，孫茂盛，張邵東等1有桿抽油泵沉沒度的優(yōu)化設計方法[J]1石油大學學報：自然科學版， 2005， 29 （4）： 87～901

[2]景玉梅，張瞳陽1抽油機井合理沉沒度確定與治理實踐[J]1大慶石油地質(zhì)與開發(fā)， 2006， 25 （B08）： 70～72