提高抽油机井系统效率对节能的影响分析
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
一
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 )
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。
浅谈抽油机井节能降耗分析及对策

李影 唐兰芳 阮刚 姜楠 ( 大港油 田公司 天津 3 0 0 2 8 0 )
表 2 不 同泵深的抽油机 井能耗情况表
1前 言 目前采油二厂机采方式主要有抽油机 、 螺杆泵 、 电潜泵采油。
其 中抽油机井 2 3 8口 , 占机采油井 总数 的 8 7 . 5 %。平均产油单耗 为1 2 6 . 0 7 k W・ h / 吨, 较我厂平均 吨油单耗高 2 0 k W・ h 。 抽油机井 能 耗大 , 既有技术 配套 的问题 , 也有设备及生产管理的问题 , 因此 开 展抽油井节能降耗潜力分析势在必行 。
4使 用效 果
该项 目投 入使用后 , 通过一段 时间 的使用 和跟踪统计 , 工作 情况 良好 , 能够降低作业用 电成本 。同时 , 副 电机 的维护和保 养都 更为方便 , 在降低主电机工作压 力的同时 , 延长主 电机的寿命 , 节 约维护保养 的费用 。随着双动力轮胎式起重机的逐步推广使用 , 该项 目将取得更大 的经济效益。
2 . 1机采指标不 合理 , 造成能量 的浪费 , 影 响了系统效率的提 高。 2 . 3 . 3生产压差不合理 , 造成 能量浪费
油井在生产 过程中 , 随着采 出液 的不断增加 , 地 层能量逐步
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
通过调查 分析我厂 2 0 1 2年 2月份的生产及能耗情况 ,认为 降低 , 由于油井生产制度 调整不及时 造成生产压差 过大 , 沉没度 泵效低 、 沉没度过大 或者过小 、 泵挂深度 不合理等机采 指标是造 过低 , 抽 油泵空抽 , 抽油杆在 下行过程 中 , 撞击 液 面产生 液击 现 成我厂抽 油机井单耗高 的主要井简 因素l l _ 。 2 . 1 . 1 低泵效对抽油机井单耗的影响 象, 增加 了抽油机 的负荷 , 不仅影响了抽油设备的寿命 , 同时也浪
抽油机井系统效率影响因素及提高系统效率方法

Pt
Pe—抽油机有效功率 Pt—电机输入功率
• 2、系统效率的分解 根据有杆抽油系统工作的特点,可以盘根盒为界,
将整个系统分为地面和井下两部分: 地面效率主要指从电动机到盘根盒之间所有的设备
包括电动机、皮带轮、减速箱、各连杆和盘根盒的效率。
地面 电动机 皮带轮 减速箱 各连杆 盘根盒
井下效率是指从盘根盒以下到抽油泵之间所有设备包 括油杆柱、油管柱和抽油泵的效率。
泵效 %
33.32 44.43 44.67 59.56 15.95 21.27 22.50 30.00
目前白狼城综合日报中计算出泵效的有110口井,其中泵 效小于30%的油井约有50口,这些井日产液量均小于7方, 冲次基本全为8次/分,泵径大都为44泵,建议调整工作参数, 提高泵效;另外有4口井泵效大于90%,这几口井产液量均 大于15方,建议下一步换大泵径抽油泵。
4、国内外系统效率统计 • 有杆泵采油是最目前最主要的采油方式
井数:中国80%,美国85%,俄罗斯75% 产量份额:产油量的75%,产液量的60% • 能耗统计 系统效率:中国26%,美国40%
白狼城34%,魏家楼17% 用电量:占整个油田用电量的25-30% 与世界水平相比则有相当的差距,大量的能量在原油举升 过程中被损耗掉,系统效率的提高还有很大的空间和潜力 如果能够将抽油机的系统效率平均提高 1 个百分点,那么 全国每年将节约近 2亿度电。
• 井下影响因素 (1)杆柱效率:主要是油杆柱磨擦损失和弹性变形损失 (2)油管柱效率 主要是由于油管漏失引起的损失和原油沿油管流动引起 功率损失即水力损失。 (3)抽油泵效率 抽油泵效率影响因素主要有以下几点: 地层因素:地层因素是影响抽油泵效率最重要的因素, 地层能量和渗透率的高低影响液面高低; 沉没度:沉没度(下泵深度)影响泵的吸入量; 油井工作制度:冲程、冲次和泵径影响泵的理论排量; 日开抽时间;油井日开抽时间决定泵的理论排量; 活塞与泵筒之间的密封程度,活塞与泵筒的摩擦; 抽油杆柱和管柱的弹性伸缩影响泵的吸入量。
提高抽油机系统效率方法分析

提高抽油机系统效率方法分析发布时间:2022-03-21T08:18:45.008Z 来源:《科学与技术》2021年10月30期作者:徐磊王贵波候战庆[导读] 抽油井系统效率是衡量抽油井工作水平高低的重要参数 ,徐磊王贵波候战庆大庆油田有限责任公司第五采油厂摘要:抽油井系统效率是衡量抽油井工作水平高低的重要参数 , 它不仅反映了油井目前的工作状况 , 更是一项反映油井工作效率和用电损耗的重要指标。
近几年来 , 随着原油生产成本的不断压缩 , 提高油井系统效率、有效降低机械采油耗能已成为一项急待解决的技术课题。
本文即围绕这一中心 , 对如何提高系统效率进行探讨。
关键词 : 油井 ; 系统效率 ; 耗能 ; 效益1 影响系统效率的主要因素要提高油井系统效率 , 就必须将油井系统效率看作一个完整的工作系统 , 通过对整个系统的精细分析 , 功能评价 , 找出目前生产中油井系统效率管理上的关键点和薄弱点 , 才能实现对症下药 , 达到提高油井系统效率的目标,通过对影响系统效率的因素分析,得到下图。
图1 影响系统效率因素图从图 1 中可以看出 , 影响系统效率的主要油两个方面,地面效率和井下效率。
通过分析发现,影响抽油机井系统效率的因素较多,但主要受地面设备、抽汲参数和地面管理水平高低等影响。
(1)抽油机设备。
根据能量守恒定律,抽油机井输入功率P入应等于有效功率P水与系统损失功率P损之和。
即P入=P水 P损,抽油机系统效率只取决于损失功率与输入功率之比。
所以要想提高系统效率就要尽力降低损失功率。
根据有杆泵抽油系统的组成情况,抽油机系统的功率损失主要有8部分:电机部分损失,带传动部分损失,减速箱部分损失,四连杆部分损失,盘根盒部分损失,磨擦损失(盘根盒损失),抽油杆部分损失,管柱部分损失。
(2)抽汲参数。
研究与试验都表明,抽汲参数(冲次N、冲程S、泵径D、下泵深度L以及抽油杆尺寸)对抽油机系统效率影响较大。
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。
提高抽油机井系统效率的理论分析与对策措施

的影 响很 大 , 从而 影 响系统 效率 。 223 抽 油杆 尺寸 对耗 能 的影 响 ..
下 泵 深度 L以及 抽 油 杆 尺 寸 也 同样 对 油杆 抽 油
泵效 )%; ,
p一 液 体密 度 ;gm ; _ k/
g — 重 力加 速度 , / 。 — ms 从 公式 可 以看 出 , 汲 参 数 一 定 时 , 效 功 率 主 抽 有
一
有 效扬 程 ( 举 升高 度 ) 抽 汲参 数 ( 和 S 不 同 , 或 , r l ) 有
p 理 — 深 井 泵 理 论 排 量 , /; — m3 s
— —
深井 泵 排量 系 数 ( 油 工 艺 中常称 之 为 采
杆抽 油 系统 效 率 不 同 , 且 差 别 显 著 , 别 是 对泵 效 而 特
要受 有效 扬程 与深 井泵 排量 系数 的影 响 。
一
一L 一
系统 产生 影 响 。较 重 的抽 油杆 柱能 耗 较大 , 论 哪一 无
种 杆 柱 , 着 冲程 长 度 的 增 加 , 速 下 降 , 能 耗 下 随 冲 其
降 : 于某一 特 定 的杆 柱有 某 一最 小 冲程 才能 使 其耗 对
抽 油机 负载 特性 造成 的 , 抽 油机 电动机 在一 个 冲程 速 ” 基础 , 使 为 应用 机采 系统 效率 优化 技术 , 高系统 效 提 里相 当一部 分 时间里 处 于轻载 运行 , 一个原 因是 设 率 , 另 降低单 耗 。 年来我 们结合 检泵 作业对 2 I 几 7 V油井
设备 ) 以及抽 汲参 数 多少 , 随着 有效 扬 程 的增加 , 系统 效率都 增 加 。 当然 , 们之 间并 非线性 关 系 , 它 随着 有效
抽油机井系统效率分析及提高对策

分油 井的产 液量 比较 低 ;三是 部分 抽油 机配 套 电机的 效率 低 ,大马 拉 小车 ;四是 部分 油井 的套 压 比回压 大造 成有 效扬 程较 低 ,通过 采取 相 应措施 提高 抽油 机井 生产 系统 的 设计水 平及 油井 管理 水平 ,从 而提 高
机采 系统 效 率。
定 装机 功率 3 0 k W ;更换 稀 土永磁 同步 电动 机 3井次 ,高起 动 转矩 高
二 、 机 采 系 统 效 率 统 计
对桩 西采油 厂桩二 区采油 一队 的 3 5口抽油机 井进行 了 系统效 率测
试 ,采集 了各油 井正 常生 产 时的 日耗 电量 、生产 基础 数据 以及 其他 与
系统 效 率有 关 的基 础 资料 。测 试结 果 表明 ,油 井平 均 动液 面 l 2 4 5 m,
一
定 程 度 上提 高 了 油 田开 发 经 济 效 益 。 关 键 词 :抽 油机 井 系统 效 率
一
ห้องสมุดไป่ตู้
影响因素
措 施
、
基 本 概 况
效率由 2 7 . 6 8 %提 高 到 3 1 . 8 8 % ,平 均 日耗 电由 1 3 6 k W・ h降 低 到 1 2 4
k W・ h , 日节 电 1 2 k W? h 。
2 . 合理 匹配 电机 ,降低 电机额 定功率
一
般 来讲 ,电机 的有 功 功率 越低 ,系 统效 率就 越高 。桩 西 采 油一
队 抽 油机井 电机 平均 负载 率 2 5 . 6 %,平均功 率 因数 0 . 4 6 ,针对 负载 率
低于 2 0 %、功率 因数 低于 O . 3的机 采井 优化 匹 配 电机 4井 次 ,降低 额