宋健　馬濤

摘 要 在石油開采過程中，抽油機(jī)是主要的采油設(shè)備，對于抽油機(jī)來說，抽油機(jī)載荷利用率是決定抽油機(jī)井能耗水平高低的重要影響因素之一，抽油機(jī)載荷利用率是指抽油機(jī)實(shí)際懸點(diǎn)最大載荷與抽油機(jī)銘牌最大載荷之比。抽油機(jī)載荷利用率過高，容易造成抽油機(jī)使用壽命降低;抽油機(jī)載荷利用率過低，容易造成高耗能生產(chǎn)。為了降低抽油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的能耗，延長抽油機(jī)的使用壽命，有必要對抽油機(jī)井的合理載荷利用率進(jìn)行優(yōu)化分析。

關(guān)鍵詞 抽油機(jī) 懸點(diǎn)載荷 利用率 確定方法

中圖分類號：TE933.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

抽油機(jī)是目前石油行業(yè)的主要開采設(shè)備，由于其結(jié)實(shí)耐用的特點(diǎn)在現(xiàn)場得到了廣泛的應(yīng)用，但使用抽油機(jī)時(shí)，由于不能有效利用懸點(diǎn)載荷，“大馬拉小車”或者接近額定載荷的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，造成生產(chǎn)能耗增加。通過應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，以現(xiàn)場實(shí)際監(jiān)測的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，

根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載率的不同，應(yīng)用二次函數(shù)確定出不同電動(dòng)機(jī)負(fù)載率下的最優(yōu)懸點(diǎn)載荷，稱為第一抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷利用率，以第一抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷利用率數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用正態(tài)分布的方法確定出第二抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷利用率為67%，即為抽油機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的最優(yōu)懸點(diǎn)載荷利用率。依據(jù)結(jié)論現(xiàn)場進(jìn)行了措施調(diào)整，節(jié)能效果良好。

1現(xiàn)狀分析

目前的研究主要集中在抽油機(jī)載荷利用率的影響因素上，例如，隨著沖程、沖速、動(dòng)液面、泵徑和泵掛深度的增加，抽油機(jī)載荷利用率成正比例線性增加，各項(xiàng)參數(shù)按照對抽油機(jī)載荷利用率的影響權(quán)重大小依次排序?yàn)椋簺_程、沖速、動(dòng)液面、泵徑和泵掛深度。另外，合理的抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷利用率對于抽油機(jī)選型也有重要的作用，有研究認(rèn)為目前的抽油機(jī)選型公式，由于各油田生產(chǎn)狀況的不同，需要對其進(jìn)行修正，以得到符合該油田的抽油機(jī)選型公式，在統(tǒng)計(jì)分析的基礎(chǔ)上對公式進(jìn)行了優(yōu)化，獲得了修正系數(shù)，用以指導(dǎo)抽油機(jī)選型，優(yōu)化后的公式準(zhǔn)確率提高了5%左右。

2大數(shù)據(jù)分析技術(shù)

大數(shù)據(jù)分析是指對海量多類型、快增長且內(nèi)容真實(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從中找出可以幫助決策的隱藏模式、未知的相關(guān)關(guān)系或其他有用信息的過程。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)作為近年來的新技術(shù)，在很多領(lǐng)取取得了成功應(yīng)用，尤其在電子信息行業(yè)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，但是在石油行業(yè)，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)還沒有得到足夠的應(yīng)用，有部分研究學(xué)者將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用到石油工程領(lǐng)域，通過建立數(shù)據(jù)分析模型，保障了油田各項(xiàng)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了對油井，甚至整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)視，對提高油氣田產(chǎn)量具有重要意義。與傳統(tǒng)的分析方法相比，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)從大量的、不完全的、有噪聲的、模糊的、隨機(jī)的實(shí)際數(shù)據(jù)中，提取隱含其中的潛在應(yīng)用價(jià)值的信息和知識。抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷利用率是衡量抽油機(jī)是否運(yùn)行平穩(wěn)、節(jié)能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷過大，造成抽油機(jī)維修次數(shù)增加，抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷過小，將造成大馬拉小車的現(xiàn)場，增加生產(chǎn)能耗，因此合理的抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷利用率在油井的正常生產(chǎn)中具有重要意義，此次分析是以現(xiàn)場實(shí)際采集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，確定抽油機(jī)最優(yōu)懸點(diǎn)載荷利用率，以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)節(jié)能高效運(yùn)行。

3現(xiàn)場應(yīng)用

3.1數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集是大數(shù)據(jù)分析的第一步，真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)有利于快速進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)采集了采油三廠油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)，包括井號、井?dāng)?shù)、電動(dòng)機(jī)負(fù)載率、抽油機(jī)載荷利用率、單井日耗電，并對其中明顯錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，得到可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的分析數(shù)據(jù)集。

3.2數(shù)學(xué)分析

3.2.1第一抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷利用率的確定

對得到的分析數(shù)據(jù)集按電動(dòng)機(jī)負(fù)載率的不同由小至大進(jìn)行排序，電動(dòng)機(jī)負(fù)載率相同的為一組，得到40組不同的數(shù)據(jù)，對所得40組數(shù)據(jù)分別進(jìn)行抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷利用率與單井日耗電的二次多項(xiàng)式擬合，求出在定義域范圍內(nèi)的日耗電量最低時(shí)的抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷利用率為抽油機(jī)在該電動(dòng)機(jī)負(fù)載率下的最優(yōu)懸點(diǎn)載荷利用率，稱之為第一抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷利用率。以電動(dòng)機(jī)負(fù)載率45%為例進(jìn)行說明，建立直角坐標(biāo)系，以抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷利用率為自變量，以單井日耗電量為因變量進(jìn)行散點(diǎn)圖繪制并進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合，得到該組生產(chǎn)數(shù)據(jù)的二次多項(xiàng)式，如圖1所示。

確定出在定義域范圍內(nèi)日耗電最低時(shí)的抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷利用率為68.2%，稱之為第一抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷利用率。按照類似的方法對所得的40組數(shù)據(jù)分別進(jìn)行分析，得出40組在各自電動(dòng)機(jī)負(fù)載率下的最優(yōu)抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷利用率，現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用過程中，依據(jù)抽油機(jī)最優(yōu)懸點(diǎn)最優(yōu)載荷為67%的原則，結(jié)合油井完井優(yōu)化、地面調(diào)平衡等技術(shù)，使得抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷利用率盡量靠近67%，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能高效運(yùn)行?，F(xiàn)場調(diào)平衡50井次，調(diào)沖程、沖速62井次，結(jié)合完井優(yōu)化設(shè)計(jì)桿柱組合197次。

參考文獻(xiàn)

[1] 馮子明，丁煥煥，高啟明，余曉宇.影響游梁式抽油機(jī)負(fù)載率的關(guān)鍵因素關(guān)聯(lián)性分析[J].大慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2016（03）.