有杆泵抽油井系统效率因素分析与提效降耗对策

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抽油机井系统效率分析与对策

抽油机井系统效率分析与对策

率 的分布规律,并且结合实际提 出提高抽耗
目前 ,有杆抽 油设备在机械采油 中占有 相当大的比重。在我国 9 0 , 0 0 0 多 口机采井 中,抽油机 井约 占 9 0 % 。抽 油系统 的低效率运行 则是在 国 内石 油 系统中普遍存 在的一个重要 问题 。本文主要分 析了 目前抽 油机井系统效 率 、耗能概况 ,找出影响系统 效率的 因素 ,以及系统效率 的分布规律 ,并 且 结合 实际提出提高抽油机井系统效率的方法。 抽油机井系统效率分析与计算 根据抽油机 系统工作 的特 点,可将抽油机系统效 率分为两部分 ,即地 面效率和 井下效率 。一 般情况下 ,以光杆 悬绳器 为界 ,悬绳 器 以上机械传

损 失,提 高电网和设备 的利 用率 ,并可 改善 电动机 的经济运行状 态,配 电 线 路 节 电率 为 7 % 。 3 .减 少 地 面 磨 损 地面 部分的能量损 失除电动机外 ,还有 三角带 ,减速箱 ,抽油机 的连 杆机构 。我管理区于 2 0 1 1月在抽油机井传动装置方面安装 了皮带 涨紧器 。 皮带涨紧器主要根 据丝杆 的转动 与杠杆 的作 用,并借助于 弹簧的弹力 使辊 轮对皮带产生 涨紧。现有八 口抽 油机井使用 了皮带涨紧器 ,有效地 改善 了 皮带打滑、皮带松弛而导致 的抽油机运转 效率降低的情 况 4 . 搞好抽油机的平衡 动效率和 电机运行效 率的乘积为地 面效率 。而悬绳器 以下到抽油 泵,再 由 抽油泵到井下 的效率为井下效率 。 抽油机运行 不平衡,会造成 电流 ,功率 因数波 动太大 。少量 电机 出现 负功现象 ,而且平均运行 电流升高 8 . 0 %左右 ,造 成不必要 的耗 电。因此 , 抽油机井系统效率具体分解如 图一: 要 保 证 抽 油 机 的 平 衡 度 要 求 。抽 油 机 工 作 的 平 衡 度 应 在 8 5 % ~ 1 2 0 % ,这 时 电 动机 的负荷 最低 ,所 以平衡度越好节 电效果越理想 。 5 .抽油机井 的参数 匹配 油 井参数 ( 泵 、 杆 、 冲 程 、 冲 次 等 )匹 配 。对 系 统 效 率 的 影 响 很 大 , 参 数匹配 ( 包括泵 挂 ) 不 同,系统 效率可 以高达 2 . 5 倍。因此在 抽油机 井 参数优选 匹配 尚未应 用之 时, 建议在保证产液量的前提下 , 应选择较 大泵径 , 较长冲 程和较 低冲 次。 ( 二)抽油机井下部分的管理 抽 油 机 的井 下 部 分 是 从 抽 油 机 的 悬 绳 器 算 起 的 ,主 要 包 括 : 抽 油 机 深 井泵、油管、井 口、盘根盒的井 口回压等 。井下 的能量损失主要有 : l _抽油杆与盘根之间的摩擦损耗 光杆与盘根 盒之间存在滑动 摩擦,根据现场 示功图测试 ,盘 根盒太紧 与正 常松紧 时相 比,抽油机 驴头悬 点载荷 会增加 l 一2 t ,引起摩 擦阻力 的 图一 系统效率分解图 进一 步增大。 目前我管 理区现场 中采 用了光杆密 封器 ,有 效保证 了盘根盒 抽油机井 的系统 效率是 以上七个 分效率组成的 ,各个 分效率的大小 , 的松 紧 度 ,减 小 了光 杆 与 盘 根 盒 之 间 的滑 动摩 擦 。 也就是说 各部分 能量损失 的多少,主要取 决于油井井况系 统的设计 ,设备 2 .抽油杆与油管之 间的摩擦损 失 运 行 , 工 作 条 件 及 生产 管理 等 。 主要 原因是抽油杆 、油管变 曲后抽油杆 接箍与 本体和油管 本体,接箍 二 、抽油机系统 效率现状分析 部位 的摩擦 , 目 前现场 中主要采用油管铅 固定法减 少油管蠕动和弯 曲程度 , 通过对 测试结 果的分析 ,可 以得 出在实际运行 中影响系统效率 的因素 以及抽 油杆扶 正器减 少抽 油杆与油管接 触面积, 以减少摩擦 , 同时 降低磨损 , 有 以下 6点 : 减 少 油 管漏 机 会 ( 1 )在一个 生产周期 中,抽油机载 荷变化较 大。大部分 油井 的抽 油机 3 .抽油泵 内活塞 与衬套 间的摩擦损失 配 备电动机功率过大 ,同时许多 电动机 已经多次维修 ,严重老化: 主要原 因是活 塞面与衬套光洁 度不够 引起 的磨阻 。液体 内砂、盐等 杂 ( 2 ) 井场配 电箱破坏严重 , 无功补 偿器损坏 , 造成 电动机功率因数偏低。 质进入活塞 ,防砂泵 内部 引起 的摩 阻, 目前现场主 要应用高精 度深井泵 , ( 3 )油 田已进入稠 油开发 中后期,油井供 液不足 ,造 成大部分 油井泵 以及防砂泵等井下工具,减少地层砂、盐进入泵筒机率 。 效低 。2 0 l 1年统 计,平 均泵 效为 3 0 . 6 2 % ,低 于 4 0 %的油井 占总 开井 数 的 4 .抽油杆与液体之 间的摩擦阻力和液体与油管本体之 间的摩擦 阻力 6 8 . 2 %。 主要原 因是抽油机本体与 流体运动时 引起的摩擦 阻力,在抽油杆 本体 ( 4 ) 油井分散 , 且靠近村庄 , 故盗 电现象严重, 电力损 失大 , 机采能耗高 。 光洁度 不够,结蜡 、结 盐时摩擦阻力 会大大增加 ,现场主要 采用 固化杆、 ( 5 )抽 油 机 服 役 年 限长 , 机械性能变差 , 运动部件不灵活或磨损 , 冲程 、 加 药 热 洗 防蜡 减 少 腐 蚀 。 冲 次 调 节 困难 ,而 且 抽 油 机 匹配 维 修差 , 得不 到 及 时合 理 的维 修 。 5 .深井泵和油管丝扣漏失造成 的功率损 失 ( 6 )普通 电动机拖动抽油设备 的系统效率低,我管理区可测 的 8 3口抽 目前 ,由于现场油 管腐 蚀、偏磨严 重。针对 油管丝扣漏 失加剧 ,主 要 油机井 中普通 电机 为 l 7 口, 占 7 3 . 9 % ,使用该 电机 的油井 平均系统效率 为 对 策是减少腐蚀 ,加强作业监 督,严格按照 操作规程涂 抹丝扣 油,并普遍 6 . 9 2 %。 采用 固化接 箍,固化杆材料 , 同时加油井防腐剂 , 采用防气锚减少气体腐 蚀。 三、提 高抽油机井系统效率措施及取得效果 四 、 结 论 ( 一)抽 油机地面部分的管理 搞好抽油机优化 配置,综合 治理,提高抽 油机系统效率 ,是一个全面 L 选 择合 理电动机 组织协调 的系统工作。 通过对抽油机系统 效率的研 究, 采用先进 的节 能技术, 根 据 抽 油 机 系 统 耗 能 状 况 分 析 : 地 面 部 分 的 能 量 损 失 在 电 机 , 因 此 优 化设计参数匹配 , 加强管理 , 是能够提高抽油机 系统 效率, 达到节 能降耗、 要提 高系统 效率,就要采 用高效率 的节能 电机 ,为减少 电机老化 ,运行 效 降低采油成本的 目的。 系统效率是 随时间变 化的量, 实际生产 中要 不断监 测, 率 低 ,耗 能 大 缺 点 ,我 管 理 区 于 2 0 1 2年 针 对 7口 日耗 电 量 大 于 5 0 0 K W・ h 经常分析 ,才能使油井保持高效生产 。 抽 油 机进 行 了整 改 ,调换 节 能 电机 7台,7口井 的单 井平 均 日耗 电量 由 6 2 0 . 6 K W・ h下降到 5 4 0 . 2 K W・ h , 日节 电 8 0 . 4 K W・ h ,系统 效率提高 3 . O % , 参考文献 见到了 良好的经济效益 。 [ 1 ]高思强 : 张保 国 : 庞超乾 . P r o / E 在节 能抽油机设计 中的应用 [ J ]: 2 .采用三相异步 电动机就地补偿技术 今 日科苑 : 2 0 1 0 ( 0 6 ) 目前,基层 队抽油机井所 用电机都是三相异 步 电动机 ,采用 就地补偿 [ 2 ] 陈超 .应用 多节 点节能组合 技术提 高系 统效率 [ J ] ; 石油 石化节 技 术,对 电动 机所 需无 功功率实行 就地补偿 ,降低 了无功功率 ,减少 电能 能 : 2 0 1 1 ( 0 4 )

影响抽油机井系统能耗因素分析与降耗对策

影响抽油机井系统能耗因素分析与降耗对策

影响抽油机井系统能耗因素分析与降耗对策随着我国经济的不断发展,能源的需求也随着不断增加。

当今社会,抽油机井系统作为石油开采的重要工具,在油田生产中起着至关重要的作用。

但是,在系统使用过程中,能耗是我们不可忽视的问题。

由于抽油机井系统存在着多种因素影响系统能耗,因此需要对这些因素进行分析研究,找出影响系统能耗的主要因素,并制定相应的降耗对策。

1.泵的效率泵的效率是影响抽油机井系统能耗的主要因素之一。

泵的效率高低取决于泵的设计和材料,一般来说,泵的效率越高,其能耗越低。

2.地层的压力地层的压力对抽油机井系统的能耗也会产生影响。

地层的压力越大,则系统中的泵工作越轻松,其所产生的能耗也会相应减少。

3.油井的产油量油井的产油量对抽油机井系统能耗的影响也很大。

油井的产油量越高,则其对抽油机井系统的负荷也越大。

这种负荷会使系统产生更多的能耗。

4.抽油架的高度抽油架的高度也是影响抽油机井系统能耗的因素之一。

抽油架的高度越高,则系统中工作的泵所消耗的能量就越大。

二、降耗对策为了降低抽油机井系统的能耗,我们可以采取以下策略:2.优化油田生产通过优化油田生产,可使油井的产油量得到合理控制,降低系统的负荷,从而减少系统的能耗。

此外,改善井段物质流动状态和防范产泥波发生,也有助于降低系统能耗。

合理控制抽油架的高度也是降低系统能耗的有效方法之一。

在掌握油田生产信息及对井口状态的监测基础上,采用自动化控制原理,实现根据实际情况控制抽油架高度,从而减少损耗,降低能耗。

4.善用科技力量应用先进的科技手段优化抽油机井系统,也是降低能耗的有效方法。

比如可通过数模一体化技术,建立虚拟油田,实现井下、地面一体化模拟,分析系统各项技术指标,并通过模拟进行改善定向设计,提高系统的效率,从而降低能耗。

总之,影响抽油机井系统能耗的因素有很多,如果我们能够从泵的效率、地层压力、油井产油量、抽油架高度等多个方面入手,采取相应的降耗对策,我们就可以有效地减少抽油机井系统的能耗。

抽油机井系统效率与节能降耗的关系

抽油机井系统效率与节能降耗的关系

抽油机井系统效率与节能降耗的关系摘要:分析了抽油机井系统效率因素,并提出了提高抽油机井系统效率的措施。

由于能量在转换和传递过程中,如果损失的能量小,则可获得较高的输出能量,系统效率就会越高;反之,系统效率越低。

要提高抽油机系统效率,就要努力减少抽油系统各部分的功率损失,从而加强基础管理工作,可提高系统效率。

应用表明,抽油机井平衡的好坏直接影响到系统效率的高低,当平衡在85-100%时耗能最低。

关键词:抽油机井系统效率影响因素措施一、抽油机井系统效率应用有杆抽油系统的目的是将地面的电能传递给井下液体,从而举升井下液体。

整个系统工作时,就是一个能量不断传递和转化的过程,在能量的每一次传递时都将损失一定的能量。

从地面供入系统的能量扣除系统的各种损失以后,就是系统所给液体的有效能量,这一为将液体举升至地面的有效作功能量与系统输入能量之比即为抽油机系统效率。

η=×100%式中:P水—抽油机有效功率,kW;P入—抽油机输入功率,kW。

二、影响因素2.1抽油设备(1)电机部分的功率损失。

研究表明,抽油机工作时,当其工作负荷在60-100%PN范围内时,电机损耗约为10%,当负荷变化极大(特别是当抽油机平衡不良时,其电机输出功率可能在-20%PN至120%PN的范围内变化),电机损耗可高达30-40%。

为降低电机的损耗,应尽量使电机工作时的平均功率达到电机额定功率PN的35%以上。

(2)皮带传动部分的功率损失。

主要是磨擦损失,一般为2%左右,实验表明在我国现有技术条件下窄V联组带是值得推荐使用的传动带。

(3)减速箱部分的功率损失。

主要是传动过程中的磨擦损失。

减速箱中有三副轴承,一般为滚动轴承,传动磨擦损失约为3%;另外减速箱中还有三对人字齿轮,齿轮传动时相啮合的齿面间有相对滑动,磨擦损失约为3%。

如果减速箱润滑不良,损失还会增大,效率将下降。

要提高这部分效率需保持良好的润滑状态。

(4)四连杆部分的功率损失。

有杆泵抽油井系统效率因素分析与提效降耗对策

有杆泵抽油井系统效率因素分析与提效降耗对策

有杆泵抽油井系统效率因素分析与提效降耗对策本文从有杆泵抽油机井的井下工具、地面设备、配套设施等各个环节,对影响有杆泵机采系统效率的因素进行了细致地分析,并针对各影响因素提出了有效的对策,对于提高有杆泵抽油机井的系统效率,降低油井运行成本,实现油井节能降耗,具有一定的指导意义。

全面提高抽油机井系统效率是不断降低油井运行费用,改善油井生产工况,提高抽油机井开发效益的有效技术手段,是提高油田工作水平的一个重要方面,也是实现油田可持续发展的重要保证。

1 抽油机井系统效率定义抽油机井系统效率是指将液体举升至地面的有效做功能量与系统输入的能量之比,即系统的有效功率与输入功率的比值。

其中,输入功率由现场测试取得,有效功率由下式计算:(1)式中:Pe有效功率,Kw;Q一一油井日产液量,m3/d;2 抽油机井系统效率影响因素分析影响有杆泵抽油机井系统效率的因素较多,它不仅受抽油设备和抽油参数的影响,而且还受油井管理水平和井况的影响。

由于能量在转换和传递过程中,总会发生能量损失,用Pi表示输入功率,用Pe 表示有效功率,用△P表示损失功率,则有:Pi=Pe+△P 根据抽油机井系统的组成情况,可以把损失功率△P分解为8个部分,即:(1)电动机损失部分功率△P1:当电动机输出功率为额定输出功率的60-100%时,电动机的工作效率与额定效率接近或相等,否则将低于额定效率;而在抽油机工作时,负荷变化极大,所以其电动机的工作效率低于其额定效率。

据资料显示,电动机的额定效率约为90%,而应用于抽油机上的工作效率只有70%左右,这部分功率损失对系统效率的影响很大。

(2)带传动部分的损失△P2:油田应用较为普遍的普通V帶、窄V带和同步带的效率一般在在95%左右,即这部分的损失功率为5%。

(3)减速器部分的损失△P3:减速器损失分轴承损失和齿轮损失两部分,一副轴承的功率损失约为1%,共三副合计为3%,一副齿轮功率损失为2%,三副为6%,故减速器的损失功效率9%。

抽油机井系统效率影响因素及措施

抽油机井系统效率影响因素及措施

抽油机井系统效率影响因素及措施摘要:随着我国的综合国力在快速的发展,社会在不断的进步,抽油机井系统在运行过程中普遍存效率低的问题。

本文从井下以及地面两个方面对提升抽油机井系统效率的重要性进行阐述,并对目前造成油田抽油机井系统效率低下的原因进行了分析,最后,结合抽油机井的运行现状提出了提升抽油机井运行效率的有效措施。

关键词:抽油机井;运行效率;影响因素;措施引言抽油机井工作时,电动机做功,将井下液体有效举升至地面,整个系统工作是能量不断传递和转化的过程。

能量每次传递时都会有一定损失的,系统效率是用来衡量有杆泵抽油系统能量损失的标准。

油井系统效率不仅反映用电损耗,更是衡量整个抽油系统运行过程中的综合效率,是节能管理中必须重视的参数。

油井系统效率的计算公式复杂,影响因素多,并且在各影响因素之间互相制约,互相影响。

1影响抽油机井系统运行效率的因素分析1.1地面因素根据地面驱动设备组成情况,地面能量损失可分为电动机、皮带、齿轮减速器和四连杆机构四部分能量损失之和。

地面设备能量损失越小,地面效率越高;反之,地面效率越低。

电动机对系统效率的影响主要是热损失和机械损失。

其中,电动机类型、设备性能和匹配是影响电动机效率的主要因素。

①电动机类型。

针对普通型电动机存在启动电流大、能耗高和噪声大等问题,近几年萨中开发区加大了双速双功率电动机、超高转差电动机和双功率电动机等高效节能电动机的应用力度,取得了较好的节能降耗效果。

②设备性能。

由于电动机长时间运行,造成内部线圈老化,机械磨损增加,降低了电动机的输出功率。

③匹配。

从动力角度讲,为了保证抽油机的正常运转,峰值扭矩高,势必要选用较大的电动机,这种大电动机、大峰值电流的配套方案,必将导致电动机自身损耗和电路损耗的增加,电动机功率利用率普遍偏低,对抽油机井系统效率影响较大。

皮带对系统效率的影响主要是皮带弹性滑动损失、打滑损失和皮带与轮槽间径向滑动的摩擦损失,其中,皮带松紧度是影响皮带传动效率的最重要因素。

提高有杆泵井系统效率的措施

提高有杆泵井系统效率的措施

实验结果及分析
01
电机的转速对系统效率有较大影响,过高或过低的转速都会导致系统 效率下降。
02
泵的汽蚀余量与系统效率成正比,但当汽蚀余量增加到一定程度后, 效率增加幅度减小。
03
传动装置的润滑状态对系统效率有较大影响,良好的润滑可以减少摩 擦损失,提高系统效率。
04
管路阻力对系统效率有一定影响,合理选择管路和流速可以降低阻力 损失,提高系统效率。
改进抽油杆材料和结构
总结词
采用高强度、轻质、耐磨的抽油杆材料,优化抽油杆结构能够提高系统效率。
详细描述
采用高强度、轻质、耐磨的抽油杆材料,如碳纤维抽油杆和玻璃钢抽油杆,能够 提高抽油杆的强度和耐久性,降低故障率;优化抽油杆结构,如改变抽油杆截面 形状和长度,能够减小抽油杆和油管的摩擦阻力,提高系统效率。
采用先进的电机和控制系统
总结词
采用高效、节能的电机和控制系统能够提高有杆泵井系统效率。
详细描述
采用高效、节能的电机,如永磁电机和变频电机,能够提高电机的效率和响应速度;采用先进的控制 系统,如智能控制系统和优化算法,能够实现实时监控和自动调节,提高系统效率。
优化工作制度
总结词
合理调整有杆泵井的工作制度能够提 高系统效率。
最后,我们还需要开展更多 的实验和现场测试,以验证 新型材料和优化设计的实际 效果和应用前景。源自6参考文献参考文献
01
[1] 张三. "有杆泵井系统效率的影响因素及优化措施研究." 石油矿场机械 45.01(2016):40-46.
02
[2] 李四, 王五. "有杆泵井系统效率改善技术研究." 石油天 然气学报 38.03(2016):50-56.

影响抽油机井泵效的因素分析与对策探讨

影响抽油机井泵效的因素分析与对策探讨

影响抽油机井泵效的因素分析与对策探讨抽油机井泵是油田生产过程中的重要设备,其效率直接影响到油井的生产能力和经济效益。

分析影响抽油机井泵效的因素,并制定相应的对策,对于提高油井生产效率具有重要意义。

影响抽油机井泵效的因素有以下几方面:1. 液体物性:油井中液体的粘度、密度、温度等物性会影响井泵的工作效率。

一般来说,液体粘度越大,井泵效率越低。

可以通过加热液体、改变液体组成等方式来降低液体粘度,提高井泵效率。

2. 油井压力:油井的出口压力是影响井泵效率的重要因素。

当油井压力较高时,井泵所需驱动压力较小,工作效率较高;而当油井压力较低时,井泵需承受更大的驱动压力,工作效率较低。

可以通过增加油井的注水量、调整注水压力等方式,提高油井压力,从而提高井泵效率。

3. 井筒参数:包括井深、井腔直径等参数会影响井泵效率。

井深较大时,液体的排泄阻力较大,井泵效率较低;井腔直径小,则液体流过阻力较大,井泵效率也较低。

在设计井筒时应尽量选择适当的井深和井腔直径,以提高井泵效率。

4. 井筒垂直度:井筒的垂直度会影响井泵的阻力和井口压力。

垂直度较差时,液体在井筒中的流动会受到阻碍,导致井泵效率较低。

在施工过程中,应注意保持井筒的垂直度,以提高井泵效率。

以上仅是影响抽油机井泵效的一些主要因素,实际情况还可能涉及更多因素。

针对这些影响因素,可以采取一些有效的对策来提高抽油机井泵效。

可以优化油井的注水方案,在考虑经济成本的前提下,增加注水量和注水压力,提高油井压力,从而提高井泵效率。

可以通过改变液体组成、温度等方式来调整液体物性,降低液体粘度,减小井泵所需驱动压力,提高井泵效率。

还可以在井筒施工过程中采取相应的措施,保持井筒的垂直度,防止井泵因液体流动受阻而效率降低。

影响抽油机井泵效的因素有很多,每个因素都需要针对性地采取相应的对策。

通过优化注水方案、调整液体物性以及保持井筒垂直度等措施,可以显著提高抽油机井泵效,进而提高油井的生产能力和经济效益。

胜利油田有杆泵抽油系统能耗分析及技术对策

胜利油田有杆泵抽油系统能耗分析及技术对策

桩西
河口 滨南 纯梁
96
299 312 132
63
321 188 132
87
280 225 163
147
496 451 303
393
1396 1176 730
临盘
合计
308
2039
292
2150
276
2340
444
4704
1320
11233
15年以上的抽油机共有4704台,占41.9%,超过14年使用年 限的规定,平均新度系数0.36,低于0.6的中石化规定标准。
游梁抽油机中以8型、10型和12型机为主 每年投入使用1000余台 修复机的使用数量是新机1.3倍
一、概况
(一)、地面拖动设备现状
应用节能电机4328台、占井数的30.1%,其余10000余口油 井应用老式Y系列电机。 节能电机:永磁电机、高压高转差电机、开关磁阻电机、 小功率电机、电磁调速电机、双极/双功率电机、增级电机。
抽油泵技术及加工工艺发展较快,研制应用了长柱塞防砂泵、等径
柱塞抽油泵、液力反馈抽稠泵、斜井抽油泵等技术,形成了适应不同类
型油藏、不同井况的防砂、抽稠、斜井等特种抽油泵配套工艺技术,技 术上基本能满足生产的需要。
一、概况
(四)、偏磨井大量存在
10个陆上采油厂管杆偏磨井大量存在,
覆盖各类油藏; 严重偏磨井2537口,占开井数20.5%;
一、概况
(一)、抽油机技术现状
主要机型的新机与修复机的统计表
年限 机型 8型 10型 12型 2001 2002 2003 2004 2005 合计 新机 修复 新机 修复 新机 修复 新机 修复 新机 修复 94 228 364 5 307 338 45 149 335 39 347 311 40 113 298 0 273 244 36 125 261 0 212 227 43 103 193 240 239 213 542 2096 2784
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有杆泵抽油井系统效率因素分析与提效降耗对策
本文从有杆泵抽油机井的井下工具、地面设备、配套设施等各个环节,对影响有杆泵机采系统效率的因素进行了细致地分析,并针对各影响因素提出了有效的对策,对于提高有杆泵抽油机井的系统效率,降低油井运行成本,实现油井节能降耗,具有一定的指导意义。

全面提高抽油机井系统效率是不断降低油井运行费用,改善油井生产工况,提高抽油机井开发效益的有效技术手段,是提高油田工作水平的一个重要方面,也是实现油田可持续发展的重要保证。

1 抽油机井系统效率定义
抽油机井系统效率是指将液体举升至地面的有效做功能量与系统输入的能量之比,即系统的有效功率与输入功率的比值。

其中,输入功率由现场测试取得,有效功率由下式计算:
(1)
式中:Pe有效功率,Kw;Q一一油井日产液量,m3/d;
2 抽油机井系统效率影响因素分析
影响有杆泵抽油机井系统效率的因素较多,它不仅受抽油设备和抽油参数的影响,而且还受油井管理水平和井况的影响。

由于能量在转换和传递过程中,总会发生能量损失,用Pi表示输入功率,用Pe 表示有效功率,用△P表示损失功率,则有:Pi=Pe+△P 根据抽油机井系统的组成情况,可以把损失功率△P分解为8个部分,即:(1)电动机损失部分功率△P1:当电动机输出功率为额定输出功率的60-100%时,电动机的工作效率与额定效率接近或相等,否则将低于额定效率;而在抽油机工作时,负荷变化极大,所以其电动机的工作效率低于其额定效率。

据资料显示,电动机的额定效率约为90%,而应用于抽油机上的工作效率只有70%左右,这部分功率损失对系统效率的影响很大。

(2)带传动部分的损失△P2:油田应用较为普遍的普通V帶、
窄V带和同步带的效率一般在在95%左右,即这部分的损失功率为5%。

(3)减速器部分的损失△P3:减速器损失分轴承损失和齿轮损失两部分,一副轴承的功率损失约为1%,共三副合计为3%,一副齿轮功率损失为2%,三副为6%,故减速器的损失功效率9%。

(4)四连杆部分的损失△P4:四连杆结构中有三副轴承和一根钢丝绳,三副轴承的损失为3%,钢丝绳的变形损失为2%,所以四连杆部分的损失功效为5%。

(5)盘根盒部分的损失△P5:抽油机工作时,由于光杆与盘根盒中的填料有相对运动产生磨擦,引起功率损失:
△P5=F×v/1000=9.8×f×k×π×d×p×h×v/1000(2)
式中:F-磨擦力;f-磨擦系数;h一有效密封高度;d一光杆直径;v一光杆运动速度;k一系数,由密封材质确定。

可见盘根盒部分损失与密封材质、光杆直径、运动速度有关。

(6)抽油杆部分的损失△P6:抽油机工作时,抽油杆(或节箍)与油管、液柱发生磨擦造成的功率损失,根据理论计算和实测结果显示,功率损失部分的大小于下泵深度、原油粘度成正比,与抽油杆运动速度的平方成正比,因此,通过提浅泵挂、降低抽油机的冲次可有效地降低这部分的功率损失。

(7)抽油泵部分的损失△P7:抽油泵部分的损失包括机械磨擦损失、容积损失和水力损失,抽油泵部分的损失与泵径的大小成正比,与泵效的高低成正比,提高泵效是减少这部分损失的主要方法。

(8)管柱部分的损失△P8:管柱部分的损失包括油管漏失引起的损失和原油沿油管流动产生的损失:
△P8容=103×△P×△Q油漏(3)
△P8水=△h油管P×g×Q/100(4)
3 提高抽油机井系统效率的措施研究
3.1改善电动机自身工作特性实现节能
通过使用高转差电动机(转差率为20-30%,常规电动机转差率仅为2-5%)改变电动机的硬特性,提高启动状态的输出功率,降低所
选电动机的额定功率PN,使电动机平均工作功率与额定功率的比值尽可能大,尽量接近50 %(常规机一般在30%左右,资料表明当电动机负荷低于50%PN时,电动机的效率会急剧下降),从而提高电动机的工作效率,实现大幅节能。

这种方式受抽油机工况影响较大,一般在抽油机负荷较小时应用效果较好,若抽油机的负荷较大,则不宜应用。

在现场应用效果比较突出的是永磁同步电机,它的电机效率比其他电机高5-10个百分点,且具有起动力矩大过载能力强,装机功率低;运行效率高,尤其是在低负载率下,其电机的效率仍在90%以上。

3.2增设节能控制柜进行无功补偿
通过增设节能控制柜对电动机进行电容低压就地补偿,即在电动机定子绕组上并接容性负载,使电动机这个感性负载的电流滞后,使无功功率下降,这样可以减少电源变压器的视在功率,提高电网的供电质量,尽管从单井没有节能,但从整体上看则实现了节能降耗。

3.2.1 改变抽油机运动学特性节能
3.2.1进行油井优化工艺设计,提高井下效率
(1)提浅泵挂:由以上分析,在保证合理沉没度的前提下,抽油机井提浅泵挂可减少抽油杆、节箍与油管、液柱发生磨擦造成的功率损失;可减少油管柱部分的漏失损失和水力损失;可减少上冲程时的抽油机的负荷,减少泵的漏失,提高泵效,从而提高系统效率。

(2)提高泵径:在目前设备状况和油井要求产液量一定的情况下,选用目前设备的最大冲程,选用大泵径抽油泵,而采用较低的冲次,可减少抽油系统中各个磨擦部分的功率损失,从而提高机采系统效率。

3.3 精确平衡实现节能
实验表明,当上冲程电流与下冲程电流的比值在80%-100%之间时能耗最低,而普通抽油机往往不能达到上述平衡效果。

通过在常规抽油机上增设机构实现对抽油机的精确平衡,从而抽油机的复合平衡曲线与负荷曲线更相似,分散了峰值扭矩,减小扭矩,使净扭矩曲线更加平滑,达到节能目的。

3.4逐步淘汰高能耗的电磁调速电机
(1)采用节能型电机+变频控制柜。

此种方式的优点是油井调参方便,可置换性强;缺点是变频柜的一次性投资高,约为3-4万元。

(2)采用节能型电机+减速器装置。

此方式的优点是减速器价格相对便宜,约3000-4000元,缺点是增加了摩擦副,系统效率会受到一定影响,且油井调参困难,可置换性差。

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