抽油机井系统效率测试
抽油机井系统效率低效井的分析方法
率 为 ４ ％ ～５ ％ 时为 工作 正 常 ； 载 率 大 于 ５ ％时 ０ ０ 负 ０
＋ 李修文 ， ， 男 工程师 ，９８年 毕业于西安地质 学院 ， １８ 现从事 采油 工程 工作 。地 址 ： 山东 省东 明县 中原 油 田分公 司第 六采 油厂 ， 邮政 编码
４ ７ ０ｌ ５０ 。
油井 要认 真 分 析 资 料 的 真 实性 ， 别 是 系 统 效 率 大 特
于 ４ ％的抽 油 井测 试 参 数 很 可 能 有 问 题 ； 系统 效 ０ 而
统 效 率 的计 算误 差 也 集 中反 映 在 这 几 个 参 数 上 ， 尤
率小 于 １％ 的井 原 因 比较 明 显 ； ０ 系统 效 率 在 １ ％左 右或 小 于 ０的 井 大 多 数 是 喷 抽 井 。 系 统 效 率 的 高 低， 可参 考 平均 值 进 行 比较 。
应用 新 技术 节 能 、 电 、 产 ， 高 抽 油 机 井 系 节 增 提 统 效 率 ， 到越 来 越 多 的 工 程 技 术 人 员 的 重 视 。 针 受 对 如何 提 高低 效 井 系 统 效 率 及 应 采 取 的 措 施 ， 文 本 进 行 了全 面 的分 析 ， 提 出 了 有关 喷 抽 井 的 系 统 效 并 率 计算 方 法 。 实践 证 明 ， 该方 法 简 单 实用 ， 有 一 定 具 的可操 作 性 。
因此 ， 分 析 时 ， 于 系 统 效 率 在 ３ ％ ～４ ％ 的抽 在 对 ０ ０
Ｑ ｐ （６ ０ ） Ｓ ／ ８ ４０
（） １
式 中 ： — — 产 液量 ， ３ｄ ｐ ｍ／ ；
一
抽 油 系统 实 耗功 率 ，Ｗ ； ｋ
—
—
泵对 液 体 做功 高 度Байду номын сангаас， ｍ；
抽油机井系统效率测试方法及其应用
抽油机井系统效率测试方法及其应用摘要：抽油井（也称机采井，其系统称为机采系统）是胜利油田孤岛采油厂主要耗能设备，也是采油厂的耗能大户。
2010年孤岛采油厂油井平均功率因数偏低，只有0.5--0.75。
介绍了抽油机井系统效率测试方法。
关键词：机采系统效率测试调平衡低冲次变频1前言机采井是中石化胜利油田第二大采油厂孤岛采油厂主要耗电设备，是采油厂的耗电大户。
2010年完成机采系统效率测试585井次，分别为常规测试、节能四新项目对比测试及技改项目对比测试等。
根据测试数据统计分析，采油厂平均机采系统效率为32.9％，最高52.65％，最低5.52％，10％以下井25口，效率为10％－20％井89口，效率为20％－30％井298口，效率为30％以上井149口。
前期采油厂经过永磁电机配套变压器改造、机采井优化设计及节能技术改造等项目，机采系统效率已达到胜利油田较高水平，但仍有部分区块由于产能不足，液量低等原因，导致系统效率较低，机采系统仍有很大节能潜力。
2抽油机井系统效率测试方法2.1现场测试目前机采井系统效率测试主要分为电参数测试及示功图测试，两种测试同时进行。
其目的主要是测试输入功率及光杆功率，计算地面效率、井下效率及系统效率。
2.2测试数据采集及分析测试电参数，测试时间3分钟，测试参数主要有输入功率、功率因数、功率平衡度、电参数曲线图等。
以KXK71-93井为例，见图1－图2。
图1 KXK71-93井电能参数曲线图2 KXK71-93电能参数表3机采系统评价指标及达标情况机采系统评价指标主要有功率因数、平衡度、系统效率、百米吨液耗电等四项指标，具体测试结果见表1，石油行业机采系统评价指标见表2。
表12010年孤岛采油厂机采系统测试数据表2石油行业机采系统评价指标由表1、表2可以看出，采油厂机采系统已达到或超过石油行业评价指标。
4抽油机井系统效率测试方法的现场应用4.1调平衡试验针对功率不平衡井进行了调平衡试验，选取了5口抽油机井进行功率平衡度调整，并在调整前后进行了测试（表3）。
抽油机井系统效率评价技术研究
抽油机井系统效率评价技术研究【摘要】石油工业的蓬勃发展以及各行各业能源的需求，对于石油企业抽油井系统的效率要求越来越高。
抽油井系统效率预测与评价系统包括许多方面，如测试模块、文件模块、统计报表模块等，其不仅能够对于抽油井系统的效率进行全面的测试与检查，方便管理人员了解及准确掌握各个分系统的工作情况、效率及管理状态，还能够对其隐形的、尚未开发的效率进行定位及测评，同时管理人员可以根据该特性，设定一套适用地质各种条件、不同油层物质、不同层次供液能力等各种条件的效率管理评价指标，从而建立完整有效的效率管理系统[1]。
能够以此为根据，有效的提高抽油井的生产效率、控制生产成本及保持抽油井的生产效率的稳定性。
【关键词】抽油机井系统效率评价技术研究石油企业要保障高效、稳定的产量，各项机械设备需保持最佳的状态，其中抽油机井是其中较为重要的部分。
其系统的效率直接影响到产量、能源消耗、成本及使用寿命等各个方面，受到了石油企业各个管理层的关注。
因此掌握其使用效率状态是及其重要的工作。
一般油田主要是对抽油机的能耗进行测量，并将测量出的结果与不同油井、不同区域及各个油田之间做对比分析。
但是影响抽油机井系统效率的因素很多，如液体粘度的高低、拱液能力的大小等，导致各个抽油机井系统的效率均有所区别[2]。
需要建立一套适合现代石油企业发展、提高抽油机井系统效率的有效措施。
1 抽油机系统评价的原理系统效率值的大小无法从实际上反映油井或油田的管理水平，且当前石油行业标准没有提供各个油井或各个油田间平行对比评价的指标，需要通过对油井的实际生产时所能达到了的效率进行考察并计算出具体数值，该实际效率即为系统效率的实现率。
其与油井的额定效率的比值才能真正反映出油井的效率。
2 系统效率实现率的建立抽油机井系统效率是指抽油机的有效功率和电动机输入功率的比值，其能够准确的表现出抽油机井的运转状态。
提高系统效率的主要方式是在一定实现某一项生产目标的基础上，压缩电动机的输入功率，但是电动机的输入功率的压缩空间是有限的，即抽油机井系统的效率的提高度是一定的，其存在效率的峰值。
浅谈抽油机井系统效率
浅谈抽油机井系统效率有杆抽油设备在机械采油中占有相当大的比重，在我国90000多口机采井中，抽油机井约占90%。
因此本文以抽油机井系统效率为研究对象，围绕提高抽油机井系统效率分析问题，提出解决办法，并跟踪调查检查效果。
抽油机井系统效率是指地面电能传递给地下液体，将液体举升到地面的有效做功能量与系统输入能量之比。
即：抽油机的有效功率与输入功率之比。
η=×100%１.抽油机的输入功率拖动抽油机的电动机的输入功率为抽油机的输入功率NN=式中N——抽油机输入功率,KW;n——有功电能表所转到圈数,r;K1——电压互感器变化，常熟;n——有功电能表耗电为1KW*h时所转的圈数,r/(kw*h)；t——有功电能表转圈所以的时间,s。
2.抽油机的有效功率N在一定扬程下，将一定量的井下液体提升到地面所需要的功率为有效功率，又称水功率。
N=式中N——抽油机井有效功率（又称水功率），KW；Q——油井实际产液量，m/d；H——有效举升高度，m；ρ——油管内混合液密度,10kg/m;ρ=0.66(1-0.1402f)式中f——抽油井的含水率，%有效举升高度H由下式计算：H=H+式中H——抽油机井动液面深度p——井口油压p——井口套压3.计算公式根据系统效率定义和以上公式整理后得：η=系统效率分为地面效率和井下效率，以光杆悬绳器为界，悬绳器以上为地面效率，悬绳器以下为井下效率。
可表示为：η=η·η式中η——抽油系统的地面效率：η——抽油系统的井下效率。
有杆抽油系统效率最大目标值分析:3.1地面效率的最大目标值抽油机系统由电动机，皮带轮，减速器（由3副齿轮和3副轴承组成）和四连杆结构（由3副轴承和钢丝绳组成）组成。
查有关的机械工程手册，电动机最大效率达95%，但是由于抽油机载荷的不均匀及电动机功率因数较低等原因造成抽油系统的电动机效率最大只能达到η1=80%皮带轮的效率η=90%，齿轮的传递效率η=98%（3副），轴承的效率η=99%（3副），皮带轮-减速器的效率可表示为η2=η·η·η=90%×（98%）×（99%）3=82%抽油机四连杆机构的效率主要是受轴承摩擦损失和驴头钢丝绳损失变形损失的影响，轴承效率取η=99%（3副），钢丝绳效率取η绳=98%，故四连杆结构效率可表示为η3=η·η绳=（99%）3×98%=95%于是，地面效率最大目标值表示为η=η·η·η=80%×82%×95%=62%3.2井下效率的最大目标值据前所述，抽油系统的井下效率可表示为盘根盒效率，抽油杆柱效率，抽油泵效率和油管效率的乘积，有石墨润滑时，盘根盒效率η=90%，抽油杆柱效率η=90%，抽油泵效率η=80%，油管柱效率η=95%。
抽油机井系统效率分析及提高对策
抽油机井系统效率分析及提高对策摘要：抽油机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。
提高抽油机井系统效率是降低原油成本，提高油井管理水平的重要手段。
通过现场调查和数据采集，分析了产液量、拖动系统、抽油机平衡和有效扬程对系统效率的影响，针对产液量低、拖动系统高耗能、抽油机平衡调节和有效扬程等方面存在的问题采取优化生产参数、更换节能电机、调平衡等措施，对采取措施前后的效果进行了分析对比，测试结果表明，平均机采系统效率由26.28%提高到31.12%，年节电1012×104kW·h，在一定程度上提高了油田开发经济效益。
关键词：抽油机井系统效率影响因素措施一、基本概况近年来，针对抽油机设备运转时间长，管理标准和要求不断提高等实际情况，抽油机井系统效率低等成为制约生产效益的瓶颈。
抽油机井具有泵深、排量选择范围大的特点，针对胜利油田桩西采油厂管理区块的特点，开展抽油机井系统效率调查分析，造成机采系统效率较低的原因一是相当一部分油井的动液面在井口而泵挂较深；二是部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。
二、机采系统效率统计对桩西采油厂桩二区采油一队的35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1245m，平均沉没度655m，单井日产液8.6t，平均泵效45.6%，平均日耗电132.6 kW·h，系统效率26.28%。
三、影响机采井系统效率因素分析抽油机井采油的原理是将电能从地面传递给井下液体，从而把井下液体举升到井口。
抽油机井影响抽油机井系统效率的主要因素有：（1）电机负载率的影响。
抽油机井系统效率计算公式
抽油机井系统效率计算公式Document serial number [UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108]机采系统节能指标一、抽油机井系统效率抽油机井系统效率是指将液体举升到地面的有效作功能量与系统输入能量之比，即抽油机的有效功率与输入功率的比值。
Pi其中，抽油井的有效功率是指将井内液体举升到地面所需要的功率；抽油机的输入功率是指拖动机械采油设备的电动机总的消耗功率。
抽油机的输入功率可由现场测试取得，抽油井的有效功率可由以下公式计算：Q • H • P• gPe = -----------------------86400式中：P e一一有效功率，KW；Q-一油井日产液量，m7d：H—有效扬程，m；P~油井液体密度，t/m‘；g-重力加速度，g=9. 8m/s2；其中有效扬程：(Po—Pt) X1000H=Hd + ---------------------------P • g式中：Hd ---------- 油井动液面深度，m;Po ---------- 井口油压，MPa;Pt ----------- 井口套压，MPa;二、抽油机井平衡合格率1、抽油机井平衡度抽油机井稳定运行过程中，下冲程时的最大电流与上冲程时最大电流比值。
(80-100%合理，小于80%欠平衡，大于100%超平衡)。
平衡度二(I下行林/I上行峰值)X 100%釆液用电单耗：油井采出每吨液的用电量，单位t采液用电单耗= W/Q式中：W—油井日耗电量,Kw； Q—油井日产液量,t3/d 2、抽油机井平衡度合格率：抽油机井平衡度达标的井数占总开井数的比值。
抽油机井平衡度合格率二(S册/S总)X 100%式中：S介格一抽油机井平衡度达标的井数；S总一抽油机开井总数。
三、抽油机井泵效抽油机井的实际产液量与泵的理论排量的比值叫做泵效。
n= (Q 实/Q 理)X100%；式中：几一泵效(舫Q实一指核实日产液量(m3/d)；Q理一泵理论排液量(m7d)；其中：Q 理二XIO-'XSXNXD'式中：S—冲程(m) N—冲数(n/m) D—泵径(mm);四、釆液用电单耗油井采出每吨液的用电量，单位t采液用电单耗=W/Q式中：W—油井日耗电量，Kw； Q—油井口产液量，t3/d。
抽油机系统效率
ρl－混合液密度 h－有效扬程
二、评价方法及技术路线
（二）评价指标——理论依据
输入功率的理论体系 地面损失功率（PU） 深井泵生产过程中，地面抽油机和电机所损耗的功率。
Pd：电机空载功率
S：冲程 n：冲次
F上：光杆在上冲程中的平均载荷 F下：光杆在下冲程中的平均载荷
K1、K2：地面损失功率同光杆在上、下冲程中的平均载荷的相关系数
系统效率：
Q H g QH
86400 P 8816.3P
百米吨液耗电： x W QH
两者之间关系： x 1
3.67
一、前 言
传统的考核指标体系
目前涉及抽油井系统效率评价与管理相关的行业标准有三个。
SY/T5264-2006
SY/T6275-2007
SY/T6374-2008
一、前 言
η = P有/ P入 = P有/（P地+P粘+P滑+P有-P膨）
二、评价方法及技术路线
（二）评价指标——理论依据
输入功率的理论体系
有用功率（Pef） 在一定扬程下，将一定排量的井下液体提升到地面所需要的功率称
作有效功率。
Pef＝Qtρlgh/86400
h=H+（P油-P套）/ ρl
Qt－产液量 g－重力加速度
2011年3月
目录
一、前言 二、评价方法及技术路线 三、开展主要工作 四、取得主要成果 五、认识及建议
一、前 言
鲁明公司2010年生产耗电4863.65万千瓦时，提液系统耗电
3254万千瓦时。占总生产能耗的66.9%。分公司提液系统耗电占
总生产能耗的54%。
100.0% 90.0%
96.8% 88.9% 91.6% 89.7%
浅谈抽油机井系统效率
＾ ，
＂ ＝ ｗ ｒ ×１ — － ００ ％
１Ｖ
ｔ
叼＝ 轴・ 绳 （９ ） ９ ％＝ ５ ３ ， ＝ ９ ％ 。 ８ ９ ％ ７ ｘ
于是 ． 面效率最 大 目标值表示 为 地
＝ ・ ３ ８ ％ ｘ ２ ｘ ５ ＝ ２ ｌ ２・ ＝ ０ ８ ％ ９ ％ ６ ％
１ 油 机 的输 入 功率 ． 抽
Ｐ ——油管 内 合液密度．０ｋ ／ ｍ 昆 １ ｇｍ；
一
，７
Ｐ ＝ ． （— ．４ ２￣ ０６ １ ０１０ｆ ） ６
从本 公式可 以看 出， 只要提高产液 量 ｐ， 增大 抽油机 的有效举升 高度 日． 降低抽油机 的输入功率 ， 即可达到提高机采效率的 目的。
３３１ 高 产 液 量 ．．提
有效功率 ． 又称水功率
Ｖｅ
Ｑ ｌｇ 日 ｐ
— —
６— — 一 ８ ０ ４０ —
式 中 ——抽 油机井有效 功率（ － 水功率 ）Ｋ ｙ称 ， Ｗ；
Ｑ — 油井 实 际产 液 量 ， ／ ； — ｍ’ ｄ 日— — 有 效 举 升 高 度 ， ｍ：
相 比于全 矿全场其他 兄弟单位来说 是 比较低 的 ， 除去本 队井多 ， 断块 比较 复杂 ． 于管 理等等 一些 自然 ， 不便 客观因素。 在提高机 采效率 方面 我们还有一些努力要做 ． 面介绍了计算 机采效率的公 式 上
有 功电能表所转 到圈数 ’ ｒ ；
Ｋ１ —— 电压互感器 变化 ． 常熟： 有功电能表耗电为 １ Ｗ＊ Ｋ ｈ时所转 的圈数，（ｗ ｈ ； ｒｋ ＊ ） ／
— —
￡— — 有 功 电能 表 转 圈 所 以的 时 间 ，。 ｓ
３３ －整个 系统效率 的最 大 目标值 有杆抽 油系统效率 的最大 目标值 。 最终可求得为
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为以示区别，视在功率不用瓦特（W）为单位，而用伏安（VA
）或千伏安（KVA）为单位。
功率因数，在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做
功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和
视在功率的比值，即cosΦ=P/S。
第 有效功率----将井内液体输送到地面所需要的功率。 第二三 有效功率＝液量（m3/d）×有效扬程×液密×9.81 章章
86400
术 有效扬程＝动液面深度＋（油压-套压）×1000 ＋（油管吸入深度-
定语 义、和 术定
动液面深度）×（液密-油密） 混合液密度×9.81 液密
泵定
短，光杆下行，活塞相对于泵筒没有移动
义
，于是画出CD斜线。（图3）
4、当弹性变形完毕，活塞下行，行程快接
近死点时，固定凡尔关闭着，游动凡尔打
开，此时活塞上下连通，光杆上只承受抽
油杆在油中的重量，油管承受了全部液柱
第
图1）
第三
2、当弹性变形完毕光杆带动活塞开始上行 （B点）固定凡尔打开，液体进入泵筒并充
三章
满活塞所让出的泵筒空间，此时，光杆处
章
所承受的负载，仍和B点时一样没有变化，
术
所以画出BC线。（图2）
语Байду номын сангаас
3、当活塞到达上死点，在转入下行程的瞬
抽油和
间，固定凡尔关闭，游动凡尔打开，活塞 上下连通。此时，油管伸长，抽油杆柱缩
术定
语义
抽油机井的井下效率 ：抽油机井的有效功率与光杆功率的 比值，以百分数表示。
第
机械采油井的系统效率 ：机械采油井的有效功率与输入功 率的比值，以百分数表示。
第二三 章章
机械采油井的平均系统效率 ：各种机械采油井总输了功率 与输入功率的比值，以百分数表示。
术
定语 义、和
有功功率----电能用于做功被消耗，它们转化为热能、光能、 机械能或化学能等，称为有功功率；又叫平均功率。交流 电的瞬时功率不是一个恒定值，功率在一个周期内的平均
术定
值叫做有功功率，它是指在电路中电阻部分所消耗的功率，
语义
以字母P表示，单位瓦特。
无功功率
许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、
电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递
。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此
，所谓的"无功"并不是"无用"的电功率，只不过它的功率并不转化
语义 油机平衡度：下行电流与上行电流之比，以百分数表示。
泵排量系数（泵效）：实际产液量与理论排量的比值。
功力装置利用率：输入功率（有功功率）与额定功率的比值，以百
分数表示。
第
第三 三章
章
术 语 抽油和
抽油泵主要由工作筒、衬套、柱 塞（空心的）和装在柱塞上的游 动凡尔（分上游动、下游动） （也叫排出凡尔）及装在工作筒 下端的固定凡尔（也叫吸入凡尔） 组成。
第 第二三
为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需要有功电源外， 还需要无功电源，两者缺一不可。无功功率单位为乏(var)。
章章
术 视在功率
定语
在电工技术中，将单口网络端钮电压和电流有效值的乘积，称
义、和 术定 语义
为视在功率（apparent power），记为S=UI。 显然，只有单口网络完全由电阻混联而成时，视在功率才等于
泵定
义
1—游动凡尔 2—活塞 3—衬套 4—固定凡尔
第 第三 三章
章
术 语 抽油和 泵定 义
第 第三 三章
章
术 语 抽油和 泵定 义
深井泵的活塞在做往复运动：
1、当活塞到达下死点开始上行程的瞬间，
游动凡尔立即关闭，使活塞不连通。此时
，光杆虽然在上移，但活塞相对于泵筒来
说，实际未动，这样就画出AB斜直线。（
面深度叫动液面。（动液面
第 深度：表示井口到动液面的
第三
距离） 静液面：抽油井关井后，油
一章
章
套管环形空间中的液面逐渐
术 上升到一定位置，而且稳定
简语 下来，这时的液面的深度叫
要介和
静液面。（静液面深度：从 井口到液面的距离）
绍定 沉没度：泵深与动液面的差
义 值。
L:下泵深度（泵挂）
Lf:动液面深度 Ls:静液面深度 hs:沉没度
机械采油井的输入功率 ：拖动机械采油设备的电动机的输 入功率。
抽油机井的光杆功率 ：光杆提升液体并克服井下各种阻力
第
所消耗的功率。
第二三
章章 抽油机井的地面效率 ：光杆功率与电动机输入功率的比值，
术
以百分数表示。
定语 井下效率：抽油机井的有效功率与光杆功率的比值。
义、和
系统效率：有效功率与输入功率的比值。
义 合不同时，冲程损失不同。
一般采用小泵径、大冲程、小冲次，
可减小气体对泵效的影响；对油比较稠
的井，一般采用大泵径、大冲程、低冲
次；对连抽带喷井则选用大冲次快速抽
汲，增强诱喷作用。
井下管柱图
第 第三 一章
章
术 简语 要介和 绍定 义
筛管和丝堵是防止有异物进泵。
动液面：抽油机井在生产过
程中油套管环形空间中的液
抽油机代号的表示
Y-- 游梁平衡
B—曲柄平衡
第
第三 一章
F—复合平衡 平衡方式
Q—气动平衡
章
术
减速器结构型式代号
简语
H---圆弧齿轮
要介和
减速器额定扭矩
绍定
义
光杆最大冲程
游梁式抽油机代号
悬点额定载荷 CYJ 常规型 CYJQ 前置型
主要工作参数：泵径、冲程、冲次。
泵径：指深井泵活塞直径的名义尺寸。
抽油机井系统效率测试 计算与分析
二○一二年七月
第一章 简要介绍
第二章 定义、术语
宣
贯目
第三章 抽油泵
教录
第四章 示功图分析
材
第五章 指标要求
第六章 测试与计算
第七章 注意事项
目录
第 第三 一章
章
术 简语 要介和 绍定 义
第 第三 一章
章
术 简要介语和 绍定 义
1—底座 2—支架 3—悬绳器 4—驴头 5—游梁 6—横梁轴承座 7—横梁 8—连杆 9—曲柄销装置 10—曲柄装置 11—减速器 12—刹车保险装置 14—电动机 15—配电箱
冲程：一般指光杆在上、下死点间的移动
距离。有效冲程是指活塞在泵筒中一行程
第
的长度。
第三
冲次：驴头每分钟上、下运动的次数。
一章 如何选择合理工作参数：当抽油机已选
章 定，并且设备能力足够大时，在保证产
术 量的前提下，应以获得最高的泵效为基
简语 本出发点来调整参数。在保证活塞直径 要介和 、冲程、冲次的乘积不变时，可任意调 绍定 整3个参数。但冲程、冲次、活塞的组