机采系统效率影响因素分析与对策研究
抽油机井系统效率影响因素分析
抽油机井系统效率影响因素分析摘要：抽油机井目前普遍存在系统效率偏低的问题。
本文通过对机采系统的理论计算，分析了系统效率的构成及影响因素，结合油井生产运行情况，认为地面设备、井下工具、采油管理等都不同程度地影响了机采井系统效率的提高，从而从管理和新技术运用等方面有针对性地提出了提高机采井系统效率的多项措施。
关键词：抽油机井系统效率措施1 机采系统效率影响因素及分析1.1 地面设备对系统效率影响分析1.1.1 电机影响电动机是抽油机井的主要动力设备，也是油田主要的耗能设备之一，机采系统的耗电量最终也体现在电动机耗电上。
电机的影响关键在于电机负载率的影响。
电机负载率过低时,电机效率和功率因数下降,电机处于“大马拉小车”现象,严重影响抽油机系统效率。
多年来抽油机的驱动电机一直采用通用系列异步电机，这种电机额定功率运行时的效率和功率因数呈现最大值，而当负载降低时，效率和功率因数都随之下降，无功损耗随之增大。
为解决异步电机所带弊端，我站从2009年开始推广使用永磁电机等节能电机，目前，节能电机已经占全站总电机数的76.5%。
1.1.2 皮带影响皮带在转动过程中会带来功率损失，皮带传动损失包括:①绕皮带轮的弯曲损失。
②进入与退出轮槽的摩擦损失。
③弹性滑动损失。
④多条皮带传动时，由于皮带长度误差及轮槽误差过大造成的各条皮带间载荷不均而导致的功率损失。
现在使用的皮带一般都是联带和单带，通过上面的分析，我们发现联带与单带相比，能够减少能量损失，所以应尽量使用联组皮带。
1.1.3 减速箱影响减速箱损失包括轴承损失和齿轮损失，它们都是由摩擦引起，减速箱中一般有三对人字齿轮，齿轮在传动时，相啮合的齿面间有相对滑动，因此就会发生摩擦与损失，增加动力消耗，降低传动效率。
如果减速箱润滑不好，减速箱的损失将增加，效率将下降。
1.1.4 四连杆机构影响在抽油机四连杆机构中共有三副轴承和一根钢丝绳。
四连杆机构损失主要包括摩擦损失及驴头钢丝绳变形损失。
抽油机井机采系统效率影响因素分析
881 抽油机井系统效率及影响因素分析从抽油机井系统来看，其能够持续地进行能力转化与能量传递，有效能量与油井的入口能量之比是油井采油系统的效率，而系统的效率，则包括地面和井下效率，从四连杆、减速箱、皮带、电动机等构成，后者是油管柱效率、抽油泵效率、抽油杆效率、盘根箱效率构成的。
地面因素主要有抽油机在运转过程中负荷具有交变载荷的特点，要求在选择驱动电动机容量时都留有足够的裕度。
井下因素主要有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。
抽油杆的摩擦及弹性伸缩损失。
设计和管理因素主要有泵径、泵深、冲程、冲次的大小对杆柱和液柱的惯性载荷、泵阀球的运动、柱塞的有效行程及运动状态都起着决定作用[1-2]。
2 提高抽油机井提高系统效率措施系统效率是由产液量、有效扬程、电机输入功率等因素决定的要提高系统效率就必须要减少各个环节的损失。
2.1 优化抽油机井间开制度单井系统效率的高低是有杆抽油井运行是否协调的重要标志，单井系统效率越高，产液的吨油耗电量越少。
以“有效冲程最大化、生产载荷最小化”为原则，重点开展油井间开、参数优化、平衡调整等工作，治理井泵效提高5.6%，系统效率提升1.2%[3]。
通过评价电费与效益关系，确定无效井临界效益产量0.033吨/小时，依据液面恢复，按照单井供液能力，确定停井时间。
关井时间通过液面恢复法确定最佳关井时间5天。
充分依托现有数字化建设条件，通过数据采集、远程控制两个方面的智能化技术建设，实现油井管理智能化，打造智能采油示范区，图1[4-5]，见表1。
图1 地层井下关井压力测试抽油机井机采系统效率影响因素分析陈鹏 曹开开 刘强延长油田股份有限公司志丹采油厂 陕西 延安 716000摘要：油田开采选用的多为有杆抽油法，近些年来油田开采工程的开展，采油成本有了明显的上升，采取针对性的改进措施，以此来提升采油效率，提高油田开采的经济效益。
关于影响机采系统效率因素的研究
关于影响机采系统效率因素的研究摘要：机采系统效率是衡量一个油田采油技术水平的主要指标，油田既是能源生产大户，同时也是高能耗大户，其主要是电能的消耗，而油田电能45%以上消耗在采油工程系统，所以采油工程系统的节能降耗工作尤为受到重视。
因此机采系统效率在油田生产中占有重要的地位。
本论分节点对影响机采效率的因素进行了分析,研究方法与研究成果对指导油田开发提供了理论依据，具有重要的指导及推广意义。
关键词：系统效率节点分析合理流压经济负载一、研究目的与意义在石油开采的工业领域内，机械采油在世界范围内都占据着主导地位。
随着油田的不断深入发展，机采系统效率已经成为衡量一个油田采油技术水平的主要指标，因此研究机采系统的损耗及原因，找出相应的技术措施，对提高机采系统效率，降低能耗具有重要的意义。
二、分节点分析影响抽油机机械效率的因素1.抽油机指数对系统效率的影响我们最常用的游梁式抽油机的平衡率对抽油机井的效率影响较大，平衡差的井耗能大，系统效率低，同时，抽油机状况的好坏也影响了抽油机的连杆机构、电机和减速箱的使用寿命，对抽油杆的工作状况影响也非常大。
在旋转平衡或复合平衡的抽油机上，调整平衡最方便的方法就是调节旋转平衡块的平衡半径具体的实践表明，通过合理的调整，可以实现减少油井的有效功率，节电效果显著。
根据测试数据，把平衡指数与系统效率关系数据进行回归，可以确定抽油机平衡指数与系统效率的关系：即平衡指数在0.8~1.2时抽油机系统效率最高，耗电量最低。
因此我们确定平衡指数0.8~1.2为抽油机系统效率达标标准实际工作从设备使用寿命考虑，我们平衡指数执行0.85~1.0这一标准。
2.电机指数对系统效率的影响2.1电机经济负载率的确定电动机是抽油机井的主要设备，也是油田主要耗能设备之一，机采系统的耗电量也是主要体现在电动机耗电上。
所以对电机的节能效果的要求越来越高，因此电动机的负载配备及其相关的改造是提高机采系统效率项目中不可回避的问题。
影响抽油机井系统效率因素分析及对策
影响抽油机井系统效率因素分析及对策通过提高抽油机效率的措施，掌握提高抽油系统效率的途径，为提高抽油机的效率奠定基础，从而提高油井的生产效率，建立最佳的经济效益。
在分析影响抽油系统效率的因素后，采取必要的纠偏措施，满足了油田生产的基本条件，有效地提高了抽油机系统的工作效率，提高了油田的生产效率。
影响抽油机效率的因素是多方面的，通过降低电动机功耗，提高电动机效率，减少泵漏，提高抽油泵效率，保证抽油系统高效运行，提高最终采收率。
标签：机采系统效率；影响因素；策略分析抽油机井系统效率可以反映出机采系统的效率，如果系统的效率高，那么无效损耗低。
为节省机采井施工的成本，文章分析了影响机采系统效率的原因，并且阐述了相关提率策略。
抽油机井系统的效率可检验油井作业的水平，作为反应出油井作业的效率，考量用电损耗的程度关键性指标。
所以说，如何提升抽油机井系统的效率，实现油田作业的节能降损、节约石油生产的成本，获得最大化效益是值得大家研究的问题。
1. 影响机采系统效率因素分析1.1 影响地面系统效率因素分析1）电动机：通常电动机的类型、质量的好坏、抽油机平衡性、配置合理性、老化的程度等影响到电动机的效率。
特别是类型、质量以及配置，还有抽油机平衡度是重要的因素。
2）皮带：在三角式皮带传动的时候，受到弹性方面因素的影响，弹性容易变形，并且能量会损失，难防止发生相互间错动、和打滑以及震动问题，导致有些能量损失。
特别是皮带的松紧度，这是关乎到皮带的效率关键性因素。
3）减速箱：减速箱具有三组人字齿轮，当齿轮在转动的时候，齿面容易滑动，从而发生了摩擦力，部分能量损失，并且轴承也发生摩擦损失。
特别是齿轮和轴承润滑度，影响减速箱的效率。
4）四连杆机构：四连杆机构具有三组合轴承和一条钢丝绳，轴承的摩擦力损失以及钢丝绳发生了变形，都会影响到四连杆机构的效率。
所以轴承润滑度，钢丝绳变形的问题，要执行保养维护方法。
5）抽油机平衡：如果平衡率偏低，电动机在工作在一定时间段内会呈现负功的问题，结合电能转为成→机械能转变为→电能的过程，这时转化率是50%，说明电动机做了1kWh 的负功，那么需用电2kWh。
油井机采系统效率的影响因素分析及提升策略研究
油井机采系统效率的影响因素分析及提升策略研究摘要：本文从工作实践出发，针对影响油井机采系统效率的设备平衡度、井筒复杂、动力系统等因素进行了分析，研究探讨了提升运行效率、优化维护调整、节能环保控制等方面的措施和策略。
关键词：机采系统；提升效率；影响因素；策略研究为缓解石油能源应的短缺的矛盾，国内油田都把油气生产作为重中之重，抓住影响提升油井机采系统效率的关键，从原油设计到产出全过程加强措施制定和研究。
笔者以长期从事油气田行业工作经验和对统计数据分析为基础，有针对性地指出了提高机采系统效率的应对措施，以期对提高油井产出效率、推进节能减排措施落实、助力油气生产有所借鉴。
1影响油井机采系统效率的主要因素1.1电机负载率对效率的影响抽油机作为油井机采系统中动力提供源是决定效率高低的关键。
机电设备在使用时间过长或者超过设计寿命期老化、故障率增多，保养维护不及时导致设备坏损能耗加剧降低效率。
抽油机的功率设计与油井深度、油层分布、地质结构不匹配，导致功率过高造成能源浪费或者功率过低“小马拉大车”动力不足。
对抽油机故障率和修复率的调查数据统计显示：油气田中近三成抽油机的功率偏低，影响抽油机输出功率造成油井机采系统动力不足、维修成本增加、停等时间加长影响原油产量。
同时，电机负载率过高出现过载现象时不能及时对电机扩容，也是导致抽油机效率降低的影响因素。
1.2抽油机平衡度对效率的影响抽油机平衡度是影响抽油机效率的又一个重要因素。
平衡度作为衡量抽油机运行的关键性指标，数理分析统计显示近半数的油井机采系统故障都是平衡度低引起的。
平衡度低不仅对系统运行平稳性造成损害，还导致设备在非匀速工作状态下机械损耗加和维修成本增加。
使用者在选用电机时不能优先考虑其超载能力和启动特性，使用时不能把握抽油机平衡度运转时间改变而变化的规律，导致整个机采系统效率低下。
1.3井筒复杂与油井沉没度对效率的影响油气生产实践表明，油井沉没度与井筒复杂对效率的影响是直接和长期的。
稠油热采井机采系统效率影响因素分析
抽油机运行过程是一个能量转化 的过程 ， 平衡调整 的目的有两个 ，一是保证抽油机安全 运行 ， 二是节能 。见 图 ３ 平衡度在 ９ — ０ ％范 ， ０ １０ 围内 ， 电机能耗最低。 目 前判断平衡的标准 ： 一 是电流平衡法 ，用 下冲程 的最大电流与上冲程 、 的 电流 比值得 出抽油 机的平 衡度 ，平衡度 在 ８ ～ ％视为抽油机平衡 。 ０ １０ １ 二是功率法 ， 根据抽 油机 曲柄轴的均方根扭矩最小 ，使抽油机平衡 且 能耗最低 。 测试数据显示 ， 井楼七 区抽油机平 衡 度为 ７ ％， １ 平衡度合格率为 ５ ５％， 稠油热采 井 生产周期 内平衡度变化 比较大 ，前期油井处 于排水期 ， 因含水率 高， 产液量大 ， 大 ， 载荷 平衡 度较 低 ， 后期随着油井温度 的下降 ， 摩阻增大 ，
机采系统效率影响因素分析与对策研究
3.2 应用新型电机 3.2.1 应用永磁同步电机 稀土永磁电动机是一种新型节能电机，其转子主要由 稀土永磁体构成，所以不用励磁，从而省去了励磁功率， 当永磁同步电动机同步运转时，转子既无铜耗，又无铁 耗，提高了效率，降低了耗损，因无功功率很小，其功 率因数很高。 电机的效率与其功率利用率有较大的关系，电机是以 磁场为媒体进行能量转换的以一种机电产品。根据电机 学原理，异步电机的转速不可能等于气隙内旋转磁场的 同步转速，原因在于必须在转子绕组内产生感应电动势 和感应电流，从而产生电磁转矩。为使转子绕组上有电 流流过，除感生方式外，也可以采用传导方式，即同步 电机转子产生电流的方法。
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3.1 应用新型抽油机 3.1.1 应用小型抽油机 由于目前油井供液能力比较强，导致油井的负荷较轻， 大部分油井负荷都在60kN以下，采用6型抽油机就能维 持油井的正常生产。而采油厂大部分抽油机是8型以上的 大抽油机，而且老化严重。为此，采油厂加大了抽油机 更换力度，根据油井负荷情况，将负荷小的普通抽油机 更换为6型抽油机。6型机采用双驴头结构，这种结构利 用变径原理，做到上冲程平衡扭矩大，下冲程平衡扭矩 小，从而更好的与驴头负荷相匹配，降低电机负荷扭矩 波动量，使负荷扭矩更平稳，达到节能降耗的目的。截 止到目前共更换6型机58台，更换后平均单井日节电 23.0kWh/d，系统效率提高2.2%，节电效果明显。
因此，在生产过程中，不根据地面设备和产能的条件， 科学合理地对抽油系统进行组合设计，是影响井下效率 的主要原因之一。
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3 提高机采系统效率对策研究 在做好参数优化工作的同时，按照建设资源节 约型企业的要求，以系统效率为突破口，针对影 响系统效率的主要因素，坚持“系统优化、综合 配套”的原则，将油藏与工程、地面与地下有机 结合起来，积极采用国内外成熟有效的新工艺、 新技术，形成了提高机采系统效率的配套技术， 进一步提高了机采系统效率。
影响抽油机井系统效率因素分析及措施
影响抽油机井系统效率因素分析及措施摘要：抽油机系统效率是衡量油井工作状况的主要指标,系统效率反映着油井的生产水平,抽油机的耗电能力,目前各油田产量紧张,单方液量成本高,有必要对影响抽油机系统效率的因素进行研究,以最经济的方式实现最大的效益。
关键词：抽油机井系统效率影响因素分析提升一、影响抽油机井系统效率的因素1.地下因素1.1原油粘度原油粘度是影响油井产量的重要因素之一，由于原油粘度过大，会致使油井供液不足，油泵充不满，造成系统效率的降低。
1.2气体对系统效率的影响、在抽油过程中时，总会有气体随液体一起进入泵内。
气体占用一定的泵内容积，影响液体进泵及排油；因此，气体进入泵内会影响泵效，当大量气体进入泵内，还会产生气锁，使泵无法工作。
1.3密封盒功率损失光杆摩擦力主要与工作压力、密封材质及硬度、接触面积、运动速度和温度有关，而在调参前后仅有光杆运动速度发生变化，密封盒功率损失仅与光杆运行速度有关，且呈线性关系。
1.4抽油杆功率损失抽油杆运动过程中，杆管间、杆柱与液柱间产生摩擦造成功率损失。
在注水开发的油井中，采出液黏度较低，杆柱液柱间摩擦力仅有(100—200) N，可忽略不计。
1.5抽油泵功率损失泵功率损失包括机械摩擦、容积和水力损失功率。
其中在产液量保持不变条件下，水抽油泵损失功率仅与冲程S、冲数n和柱塞两端压差△p有关，且成线性关系，而压差△p与流压有关。
1.6管柱功率损失管柱功率损失包括管柱漏失和流体沿油管流动引起的功率损失两部分，在调参前后管柱功率损失与流速、流量有关，这两项参数在产液量稳定的条件下实际上可转化为冲次与冲程的函数关系。
因此调整参数前后对比，各部分功率损失可以变成为地面参数变化量的函数关系，从而为系统效率分析奠定了基础。
2.地面因素2.1电动机方面的影响目前大部分油田配置机型与产能不匹配，部分仍在大电机、高参数下生产，机械效率低于85％.由于抽油机的的载荷变化大，上下冲程峰值电流差异较大，及平衡度不够造成电动机负载率低、功率配置过大、运行效率下降、设备老化功率损失大等问题。
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１ 引言 抽油机机械采油法是应用抽油机井生产系统采油的目的是 将地面能量通过抽油机—抽油杆—抽油泵传递给井筒中的 生产流体将其举升到地面，整个系统的工作过程就是能量 不断传递与转化的过程，而在能量传递和转化的每一环节 均会产生能量损失。从地面供入系统提供的能量扣除系统 中的各种损失，就是系统给井筒流体的有效能量，其与系 统输入能量之比即为抽油机井的系统效率。 通过优化 设计抽油机井生产系统的工作制度、选择合理的生产设备、 提高油井的管理水平来提高抽油机井系统效率不仅可以节 约大量的能源，降低生产成本，而且还能缓解国家用电紧 张的状况，具有良好的经济效益和社会效益。因此是油田 高效生产的重要途径之一。
２ 机采系统效率影响因素分析 有杆抽油系 统由电动机、抽油机、井口装置、油管柱、抽油 杆柱和抽油泵组成。系统效率由地面效率和井下 效率两部分组成，地面的效率损失主要发生在电 动机、胶带轮、减速器和四连杆机构中，井下部 分的效率损失主要在盘根盒、抽油杆柱、油管柱 和抽油泵中。
2.1 抽油机工作状态和载荷特性对系统效率的 影响 抽油机的传动系统从动力端到悬点，一 般经过减速、换向两个阶段，如果换向机构的输 入转速与悬点运动周期的比等于1，如现在广泛 使用的游梁式抽油机，则减速系统的传动比就较 大，要实现低冲次就较为困难。然而在油藏开发 中后期，二类储量动用程度不断上升，油稠造成 摩擦阻力增大，稠油井需要低冲次运行来提高泵 效和降低能耗，游梁式抽油机不经过改造和其它 配套很难实现低冲次（图１）。
从上面的分析中可以得出结论：驱动抽油机的节能电动 机，应该具有以下特点： 一是在较宽的载荷率下工作效率较高，在低负载率时效 率较高； 二是电动机的机械特性应该与抽油机的工作要求相匹配， 一般认为特性较软对三抽系统有利； 三要有一定承受过载的能力； 四启动扭矩要大； 五是有利于抽油机的平衡。 2.4 杆、管、泵间的摩阻影响 2.4.1 光杆与盘根盒间的摩阻 光杆与盘根盒间的摩阻大小直接影响功率损失。现场示 功图测试结果证明，部分油井盘根盒密封过紧或盘根盒与 光杆的对中性差时光杆上、下行程中摩阻的增加可引起驴 头悬点负荷变化1-2吨左右，这样最大、最小悬点载荷差 值变大，抽油机功率损失增加8%-15%，引起系统效率降 低，阻 在油藏开发中后期，由于含水的不断上升，井液由原 来的油包水变成了水包油，润滑性变差，加上油井出砂 加剧，造成井下抽油设备砂磨严重，使得抽油杆与油管 间的摩阻、油管杆与流体间的摩阻、抽油泵与柱塞间的 滑动摩阻增大。 2.4.3 粘滞磨阻 随着开发程度的不断加深，二类储量的动用程度不断 提高，稠油开发的规模不断扩大，也带来了不少生产难 题，在热采井的转周后期，原油的粘度很高，使上、下 冲程过程中的抽油杆、采出液与油管之间的粘滞磨阻非 常大，在某些稠油井上还会出现光杆缓下的现象，造成 光杆和驴头打架；另外由于采出液的粘度高，在单井外 输管线中的流动阻力增大，造成油井回压升高。这些都 造成了大量的能量和产量损失。
2.2 电动机的工作特性对系统效率的影响 电动机是油田抽油机井的主要动力设备，也是 油田主要的耗能设备之一，机采系统的耗电量最 终也体现在电动机耗电上。所以对电机的节能效 果的要求越来越高，因此电动机及其相关改造是 提高机采系统效率项目中不可回避的问题。 2.2.1 电机负载率和功率因数 电机负载率是指运行中电动机实际输出功率N2 与额定功率的比值。
游梁式抽油机的平衡率对抽油机井的系统效率影响较 大，平衡差的油井能耗大，系统效率低。同时抽油机平 衡状况的好坏，直接影响抽油机连杆机构、减速箱和电 机的效率与寿命，对抽油杆的工作状况也影响很大。因 此，对于抽油机平衡状况的判断和及时调整，必须给予 重视。在旋转平衡或复合平衡方式的抽油机上，调整平 衡最方便的方法是调节旋转平衡块的平衡半径。实践表 明，通过合理地调整平衡，每口油井可减少有功功率0.31.5Kw，平均节电0.5Kw，节电效果显著。 同时，通过理论研究和测试实践，如果以抽油机的能 耗最小作为抽油机平衡最佳的判断标准，则上、下冲程 的峰值扭矩不一定相等，一般来说每口井都有节电的平 衡度最佳点，一般调在90%为最经济，通过调平衡可以 降低能耗，是管理出效益最直接的例子。
现场中一般用实测电流 法计算电机负载率：
电机的负载率及其特征曲线见 图2，从中可以得出，电机的 负载率及功率因数越低，电动 机的效率越低。
不能简单的用效率的平 均值来计算，必须用 平均轴功率和平均输 入功率之比来计算。
从中可以得出。在同样负载系数下，轴功率波动越大，电动 机的效率越低。这就要求驱动抽油机的电动机不仅本身节能， 而且要求其工作特性能够改善抽油机的工作状态。 2.3 采油系统电动机应用现状分析 目前柱西采油厂抽油机井使用的部分电机能量损耗仍然较高， 而且配置的额定功率远大于抽油机实际输入功率，存在“功率 不匹配”现象，造成负载率和功率因数偏低，无功功率偏大是 影响电机效率的重要因素。 多年来抽油机的驱动电机一直采用通用系列异步电机，这种 电机额定功率运行时的效率和功率因数呈现最大值，而当负载 降低时效率和功率因数都随之下降，能耗随之增大。
机采系统效率影响因素分析与对策研究
摘要：通过对机械采油井耗能设备进行详细的分析，找出 了影响机械采油系统（简称机采系统）效率的诸因素。在 做好参数优化工作的同时，按照建设资源节约型企业的要 求，以系统效率为突破口，针对影响系统效率的主要因素， 坚持“系统优化、综合配套”的原则，将油藏与工程、地 面与地下有机结合起来，积极采用国内外成熟有效的新工
通用异步电机启动转矩倍数只有1.8-2.0倍，因此，在 原来的“大机、强杆、粗管、深下”的稠油开采模式下， 选用电动机时为考虑启动和稠油在转周期内载荷变化大的 因素，不得不提高装机功率，造成运行时的“大马拉小车” 现象。 另外抽油机的扭矩特点是波动较大，且存在负扭矩， 这就要求驱动抽油机的电动机，不仅电动机本身在较宽的 载荷率下工作效率较高，而且更重要的是符合抽油机的载 荷状态，使抽油机悬点加速度变化趋于均匀，抽油机主要 构件如连杆、支架的受力，特别是减速器承受的扭矩有所 改善，平衡效果变优。即不仅要求驱动抽油机的电动机节 能，而且要求电动机的特性使抽油机的工作状态优化从而 达到节能的目的。