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影響抽油機(jī)井系統(tǒng)效率因素分析及對(duì)策

2019-09-10 07:22:44李志偉
石油研究 2019年1期
關(guān)鍵詞:策略分析影響因素

李志偉

摘要:通過(guò)提高抽油機(jī)效率的措施,掌握提高抽油系統(tǒng)效率的途徑,為提高抽油機(jī)的效率奠定基礎(chǔ),從而提高油井的生產(chǎn)效率,建立最佳的經(jīng)濟(jì)效益。在分析影響抽油系統(tǒng)效率的因素后,采取必要的糾偏措施,滿(mǎn)足了油田生產(chǎn)的基本條件,有效地提高了抽油機(jī)系統(tǒng)的工作效率, 提高了油田的生產(chǎn)效率。影響抽油機(jī)效率的因素是多方面的,通過(guò)降低電動(dòng)機(jī)功耗,提高電動(dòng)機(jī)效率,減少泵漏,提高抽油泵效率,保證抽油系統(tǒng)高效運(yùn)行,提高最終采收率。

關(guān)鍵詞:機(jī)采系統(tǒng)效率;影響因素;策略分析

抽油機(jī)井系統(tǒng)效率可以反映出機(jī)采系統(tǒng)的效率,如果系統(tǒng)的效率高,那么無(wú)效損耗低。為節(jié)省機(jī)采井施工的成本,文章分析了影響機(jī)采系統(tǒng)效率的原因,并且闡述了相關(guān)提率策略。抽油機(jī)井系統(tǒng)的效率可檢驗(yàn)油井作業(yè)的水平,作為反應(yīng)出油井作業(yè)的效率,考量用電損耗的程度關(guān)鍵性指標(biāo)。所以說(shuō),如何提升抽油機(jī)井系統(tǒng)的效率,實(shí)現(xiàn)油田作業(yè)的節(jié)能降損、節(jié)約石油生產(chǎn)的成本,獲得最大化效益是值得大家研究的問(wèn)題。

1. 影響機(jī)采系統(tǒng)效率因素分析

1.1 影響地面系統(tǒng)效率因素分析

1)電動(dòng)機(jī):通常電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型、質(zhì)量的好壞、抽油機(jī)平衡性、配置合理性、老化的程度等影響到電動(dòng)機(jī)的效率。特別是類(lèi)型、質(zhì)量以及配置,還有抽油機(jī)平衡度是重要的因素。2)皮帶:在三角式皮帶傳動(dòng)的時(shí)候,受到彈性方面因素的影響,彈性容易變形,并且能量會(huì)損失,難防止發(fā)生相互間錯(cuò)動(dòng)、和打滑以及震動(dòng)問(wèn)題,導(dǎo)致有些能量損失。特別是皮帶的松緊度,這是關(guān)乎到皮帶的效率關(guān)鍵性因素。3)減速箱:減速箱具有三組人字齒輪,當(dāng)齒輪在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候,齒面容易滑動(dòng),從而發(fā)生了摩擦力,部分能量損失,并且軸承也發(fā)生摩擦損失。特別是齒輪和軸承潤(rùn)滑度,影響減速箱的效率。4)四連桿機(jī)構(gòu):四連桿機(jī)構(gòu)具有三組合軸承和一條鋼絲繩,軸承的摩擦力損失以及鋼絲繩發(fā)生了變形,都會(huì)影響到四連桿機(jī)構(gòu)的效率。所以軸承潤(rùn)滑度,鋼絲繩變形的問(wèn)題,要執(zhí)行保養(yǎng)維護(hù)方法。5)抽油機(jī)平衡:如果平衡率偏低,電動(dòng)機(jī)在工作在一定時(shí)間段內(nèi)會(huì)呈現(xiàn)負(fù)功的問(wèn)題,結(jié)合電能轉(zhuǎn)為成→機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)椤娔艿倪^(guò)程,這時(shí)轉(zhuǎn)化率是 50%,說(shuō)明電動(dòng)機(jī)做了 1kWh 的負(fù)功,那么需用電 2kWh。所以說(shuō)抽油機(jī)平衡, 是影響電動(dòng)機(jī)效率的重要性因素。

1.2 影響井下系統(tǒng)效率因素分析

1)盤(pán)根盒:盤(pán)根盒太緊,井口偏中間,導(dǎo)致懸點(diǎn)的載荷加大, 磨阻也加大,效率降低了。盤(pán)根盒的松緊度,是影響盤(pán)根盒效率的主要性因素。2)抽油桿傳動(dòng):抽油桿磨阻的加大,受到井斜、抽油桿以及油管彎曲度影響,能耗加大了。配置的沖程、沖速以及泵徑缺乏合理性,桿速會(huì)增加,致使傳動(dòng)的效率降低。特別是沖程、沖速以及泵徑配置的合理性,還有抽油桿和油管彎曲度是抽油桿效率降低的因素。3)抽油泵:抽油泵損失的功率,具體包含了摩擦損失的功率、容積損失的功率、水力損失的功率。一般摩擦損失的功率和水力損失的功率,往往是抽油泵結(jié)構(gòu)來(lái)決定,抽油泵的效率和抽油泵充滿(mǎn)的系數(shù)存在緊密的關(guān)系,還有關(guān)乎抽油泵的漏失量,導(dǎo)致抽油泵效率降低重要的原因就是泵效和漏失量。

2. 提高機(jī)采井系統(tǒng)效率的策略

經(jīng)過(guò)上文分析已獲得機(jī)采井系統(tǒng)效率的相關(guān)影響因素,主要體現(xiàn)在地面和井下這兩點(diǎn),針對(duì)抽油機(jī)井實(shí)施綜合性治理,提升了機(jī)采井系統(tǒng)的效率,在降低石油作業(yè)成本、節(jié)能降低損耗、以及獲得更大化效益方面起到了重要的作用。

2.1 提高電動(dòng)機(jī)的效率

電動(dòng)機(jī)的電容補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn),提高了電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù),以此提高電動(dòng)機(jī)的效率。選用節(jié)能電動(dòng)機(jī),采用變頻調(diào)速技術(shù)措施,更改電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù),滿(mǎn)足抽油機(jī)上下沖程要求。提高抽油機(jī)的平衡性,利用高效電動(dòng)機(jī),合理匹配電動(dòng)機(jī)功率,可以提高電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率。首先調(diào)節(jié)好抽油機(jī)的平衡,提升機(jī)采系統(tǒng)的效率。對(duì) 30 口抽油機(jī)調(diào)整,直至平衡性。機(jī)采系統(tǒng)的效率從原先11.9%提升至12.5%,單井口平均節(jié)約的電能為3.1kWh。再者合理化配置電動(dòng)機(jī),促使電動(dòng)機(jī)的功率降低,減少空耗的損失, 從而提升機(jī)采系統(tǒng)的效率。更換好節(jié)能型電動(dòng)機(jī),以 5 口抽油機(jī)為主,平均的功率因數(shù)超過(guò)了0.85,平均的負(fù)載率提升接近了1倍,機(jī)采系統(tǒng)的效率從原先18.6%提升到25.8%o再次落實(shí)好如下這系列工作。對(duì)石油機(jī)械設(shè)備而言,應(yīng)當(dāng)做好加固工作、做好潤(rùn)滑工作、做好保養(yǎng)工作、做好調(diào)整工作、做好維修工作,從而保證抽油機(jī)安全性運(yùn)行。倘若抽油機(jī)有以下這部分特征,如使用的年限大于 15 年,設(shè)備的配件嚴(yán)重發(fā)生磨損,致使單井耗能高等, 有必要更換這類(lèi)型抽油機(jī),以此來(lái)減少無(wú)功損耗,降低抽油機(jī)的有功率,提升機(jī)采系統(tǒng)效率。通過(guò)以提升機(jī)采系統(tǒng)效率為目標(biāo), 本企業(yè)總共開(kāi)展抽油機(jī)井 109 口,單井口平均節(jié)省的電能為10.9kWh,年度節(jié)約的電能為55.7x104kWh,一度電依照0.63元計(jì)算,年度總創(chuàng)造節(jié)省電利潤(rùn)為35.5萬(wàn)元。

2.2 提高井下系統(tǒng)的效率

清防蠟技術(shù)的實(shí)施,防止了井筒結(jié)蠟,對(duì)抽油機(jī)生產(chǎn)造成的不良影響。提高抽油桿柱的傳遞效率,有效地將地面能量轉(zhuǎn)移到抽油泵上。優(yōu)化井口盤(pán)根盒,選擇優(yōu)質(zhì)盤(pán)根材料,避免井口盤(pán)根盒泄漏,提高抽油井產(chǎn)量,減少能源損失。通過(guò)結(jié)合測(cè)試技術(shù), 可以掌握井下動(dòng)態(tài)液面的恢復(fù)和變化規(guī)律,確定抽油泵是否達(dá)到合格的沉沒(méi)度,規(guī)范泵的深度,保證泵的豐滿(mǎn)度,從而提高井下泵的工作效率。首先加強(qiáng)桿柱組優(yōu)化工作。通過(guò)向上提泵掛方法, 優(yōu)化了十口抽油機(jī),不但節(jié)約了很多的管桿材料,并且在節(jié)能降耗上,提高機(jī)采系統(tǒng)的效率,經(jīng)偏磨治理,延長(zhǎng)了泵檢查周期,進(jìn)一步獲得更大化效益。再者對(duì)供液較差井來(lái)說(shuō),要制定合理化工作制度。有些油井的供液能力比較差,我們應(yīng)貫徹“泵徑合理性、長(zhǎng)沖程、以及慢沖速”的經(jīng)濟(jì)調(diào)參觀念,促使抽油泵處于較充滿(mǎn)狀態(tài),降低抽油泵往返的無(wú)用功。通過(guò)對(duì) 15 口抽油機(jī),實(shí)施參數(shù)調(diào)小化,機(jī)采系統(tǒng)的效率從原先10.7%提升到12.8%,單井口平均節(jié)約的電能為4.6kWh。對(duì)于嚴(yán)重供液不足,還有間歇式出油的油井,經(jīng)增加間歇式采油 5 口抽油機(jī),提高了抽油泵的效率, 同時(shí)提升了電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率,通過(guò)減少開(kāi)井的時(shí)間,從而來(lái)節(jié)省用電量。通過(guò)以提升井下系統(tǒng)效率為目標(biāo),本企業(yè)總共開(kāi)始抽油機(jī)井128口,單井口平均節(jié)省的電能為9.9kWh,年度節(jié)約的電能為46.5x104kWh,每度電按照0.63元計(jì)算,年度總創(chuàng)造節(jié)省電利潤(rùn)是28.9萬(wàn)元。從兩個(gè)大方面實(shí)施了以上這系列策略,年度節(jié)約的電能為102x104kWh,總創(chuàng)造節(jié)省電利潤(rùn)為63.5萬(wàn)元。

2.3 提高抽油機(jī)系統(tǒng)的管理水平

根據(jù)工作人員的技術(shù)培訓(xùn),不斷提高生產(chǎn)工人的職業(yè)素質(zhì),完善抽油機(jī)管理系統(tǒng),保證三泵設(shè)備正常運(yùn)行,是提高抽油系統(tǒng)效率的先決條件。使采油作業(yè)人員掌握抽油機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理,維護(hù)系統(tǒng)的各個(gè)組成部分,能夠識(shí)別和處理常見(jiàn)故障,保證抽油系統(tǒng)的正常運(yùn)行。通過(guò)日常巡檢,第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,及時(shí)記錄油井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)分析,提出了提高產(chǎn)量、提高效率的技術(shù)措施,并在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施,以取得最佳的油井產(chǎn)能。

1. 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

文章從抽油機(jī)系統(tǒng)效率的實(shí)際出發(fā),深入分析了抽油機(jī)系統(tǒng)效率相關(guān)影響因素,特別是電動(dòng)機(jī)的效率和抽油泵的效率以及桿柱的效率,對(duì)機(jī)采系統(tǒng)效率構(gòu)成了嚴(yán)重的影響,通過(guò)更換好節(jié)能型電動(dòng)機(jī)及抽油機(jī),加大優(yōu)化設(shè)計(jì)力度,調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)等策略, 極大提升了機(jī)采系統(tǒng)的效率,從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)約成本及降耗,獲得更大化效益的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn):

[1] 張志遠(yuǎn),古小紅,王麗麗;提高抽油機(jī)井系統(tǒng)效率的方法[J]; 斷塊油氣田;2000年 04 期

[2] 趙玉波;抽油機(jī)井提高系統(tǒng)效率方法探討[J];石油石化節(jié)能; 2011 年 05期

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