抽油机井系统效率计算方法
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%。
抽油井机采系统效率技术
12
二、抽油井系统效率分解
光杆功率
井下效率
P光
A S D f d n实 6000
P光 ------抽油机光杆功率（kw） A----------示功图的面积（mm2） Sd -------示功图减程比（m/mm） fd ----------示功图力比（N/mm）
与系统输入能量（电机输入功率）之比值。即：
式中
P 有 P 入
100%
P有------ 油井的有用功率，kW； P入------ 抽油系统电动机输入功率，kW。
3
一、抽油机井系统效率定义及计算
1、机采系统的有用功 机采系统的有用功是指在一定扬程下，将一定量的井 下液体提升到地面所需要的功率，又称水功率。
抽油井机采系统效率技术
1
一、抽油机井系统效率定义及计算
二、系统效率的分解 三、影响系统效率的因素分析及改善措施
2
一、抽油机井系统效率定义及计算
首先详细了解一下抽油井系统效率的理论知识。
系统效率定义：应用机械采油方式多为将电能转化
为机械能传递给井下液体，从而把井下液体举升到井口。 抽油机井的系统效率就是系统所给液体的有效能量(有用功)
承和一副钢丝绳，钢丝绳的传动效率为98％，故抽油机四连
杆机构的传动效率约为88--95％。
由上述分析可见，最大地面效率ηs＝ 85％*96％*93％ *95％＝72％.
11
二、抽油井系统效率分解
井下效率
井下效率 井下效率可定义为提升液体有用功与光杆功率之比。由
于井下各部件在工作中的功率损失无法用仪器准确测得，故
QH g P 有＝ 86400
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。
抽油机井系统效率计算公式
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。
ie p p =η 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·ρ·gP e ＝————————86400式中：Ｐe ——有效功率，KW ；Q ——油井日产液量，m 3/d ；H ——有效扬程，m ；ρ——油井液体密度，t/m 3；g ——重力加速度，g=9.8m/s 2；其中有效扬程：（Po —Pt ）×1000H=Hd + --————————ρ·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=(I 下行峰值/I 上行峰值) ×100%采液用电单耗：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=(S合格/S总)×100%式中：S合格—抽油机井平衡度达标的井数；S总—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。
η=（Q实/Q理）×100%；式中：η—泵效(%) Q实—指核实日产液量(m3/d)；Q理—泵理论排液量(m3/d)；其中：Q理=×10-3×S×N×D2式中：S—冲程(m) N—冲数(n/m) D—泵径(mm)；四、采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。
抽油机井系统效率的重新认识和计算方法
常 规 有 杆 抽 油 系 统 采 油 是 通 过 抽 油 设 备 将 地 面 的 电能转化 、 传递 给井 筒 中的生 产 流体 ， 从 而 将 其 举
升 至 地 面 的 采 油 方 式 。 整 个 系 统 的工 作 实 质 上 就 是 能 量不 断传 递 和转 化 的过 程 ， 在 能 量 的 每 一 次 传 递 和 转 化 时 都 会 有 一 定 的 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 的 能 量 之 比 即 为 抽油 机井 的系统 效率 。 显然 ， 无 论 是 节 能 还 是 提 高 经
７ ６
内蒙古 石 油 化 工
２ ０ １ ３ 年第 ５ 期
抽 油 机 井 系统 效 率 的重 新认 识 和 计 算 方法
刘 德 强
（ 大庆油 田有限责任公司第四采油厂 ， 黑龙江 大庆 １ ６ ３ ５ １ １ ）
摘 要 ： 本 文针 对抽 油机 动 液 面到 井 口的井 ， 拟 定 一 个 与 抽 油 机 井 同产 量 、 同油 压、 同 套 压 的 自喷
致 产液量 相对偏 低 ， 举升 高度 相对偏小 ， 系 统 效 率 较 低。 后者尽 管 有较高 的产 液量 ， 但 出现 供 液 不 足 的 状
系 统 效 率 是 衡 量 抽 油 机 井 经 济 效 益 的 重 要 指 标 ， 是 机 械采 油井 将 井 内液 体 输送 到地 面 所需 功率 与 地 面 电 动 机 输 入 功 率 的 比值 ， 分为 地 面 效率 和井 下 效 率 。技 术 装 备 水 平 。 高 水 平 和 好 性 能 的 技 术 装 备 是 提 高 抽 油 机 井 生 产 系 统 效 率 的 重 要 基 础 。要 想 从 根 本 上解决 抽 油机 井 系 统 效率 低 的 问题 ， 就 应 采 用 较先 进 的、 节 能 型 的技 术 装 备 。 抽油机 井生 产系统 优 化 设 计 水 平 。 它 是 提 高 抽 油 机 井 系 统 效 率 的技 术 依托。 在一定 的油 井条 件和设 备条 件下 ， 优化 设计生 产系 统 的工作 制 度 ， 将 在一 定 程 度上 提 高 抽油 设备 的 运 行 效 率 和 油 井 的 生 产 效 率 。 管 理 水 平 。 高 的管 理水 平 是提 高抽 油 机井 生 产 系统 效 率 的 必要 条 件 。
采油工常用公式.
采油工常用公式一、地质1、孔隙度 %100⨯=fPV V φ 式中ф——储油岩石的孔隙度，％； K ——岩石中的孔隙体积； V f ——岩石的外表体积。
2、含流体饱和度%100%100⨯=⨯=fo p o o V VV V s φ 3、饱和度关系当地层压力大于饱和压力时，岩石孔隙中有油、水两相，其饱和度关系为： S 。
+s w =1 (1—7) 原始条件下原始含油饱和度为：S oi =l —S wr ， (1—8)当地层压力小于饱和压力时，岩石孔隙中有油、水、气三相的关系为： S o +S w +S g =1 (1—9) 4、绝对渗透率可由达西定律求得：PA LQ K ∆=10μ式中K ——储油岩石的渗透率，μm 2； L ——岩心的长度，cm ； A ——岩心的截面积，cm 2；Q ——通过岩心的流量，cm 3／s ； △P ——岩心两端的压差，MPa ； μ——流体的粘度，mPa ·s 。
5、气的有效渗透率 )(10222212P P A LP Q K g g g -=μp 1、p 2——分别为岩心入口处和出口处压力，MPa 。
6、油的相对渗透率 %100⨯=KK K oro 7、水驱油藏的最终采收率。
wiorwi w S S S ---=11η8、原油体积系数osoo V V B =式中 V o ——原油在地下所具有的体积，m 3；V os ——原油在地面脱气后所具有的体积，m 3。
9、溶解气油比与压力的关系为：P R s α=，α称为溶解系数：bsi s P R P R ==α10、原油体积系数与压缩系数及收缩率概念？公式？ae oso o o P P V V V C ---=1收缩率 oos o 收缩V V V -=δ注意原油的压缩系数在压力高于饱和压力时为正，低于饱和压力时为负。
11、综合压缩系数（以岩石体积为基准）P V Vw S w C S C C C f o o f t ∆∆=--=)(φφ12、弹性储量为：)(b i f t P P V C V -=∆13、在正几点法井网中,注采井数比为：23-n 14、折算年产量=12月份产量×365/12月份的日历天数36531⨯=十二月全年Q Q15、月、日注采比woo o wi q B q Q B +=ρ16、累计注采比poopii W B N W B +=ρ17、采油强度与注水强度是流量与油层有效厚度的比值：hQ Q h =18、水驱指数是累计注水量与累计采水量之差与累计采油量的比值：ppi s N W W J -=对于刚性水驱油藏，水驱指数应等于1。
抽油机井系统效率测试 共69页
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。
平均功率，否则，视在功率总是大于平均功率（即有功功率），也 就是说，视在功率不是单口网络实际所消耗的功率。
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
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。（
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。
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%
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
抽油机井系统效率和混合液比重的计算方法
1、输入功率Wi
1000/243⨯=φIVCOS W i
其中：
Wi —i 井的电动机实际耗电量 kWh/d ；
I —平均电流 （A ）；I=0.6×（I 上+I 下）/2；
cos φ—功率因数。
取0.8
V —电压 （v ）
2、混合液的比重
ρ=（1-f w ）×ρo +f w ×ρ
w
其中：
fw —含水率
ρo — 油的密度 t/m 3
ρw —水的密度 t/m 3
3、抽油机井有效扬程Hi
Hi=H 动i +100×（P 油i -P 套i ）/ρ
其中：
H 动i — i 井的动液面 m ；
P 油i — i 井的回压 Mpa ；
P 套i — i 井的套压 Mpa ；
4、单井机械采油系统运行效率 ηi %1002.367⨯∙∙=
Wi Hi Qi i ρη Qi — i 井的产液量 m 3/d
5、机械采油系统平均运行效率 η
∑∑∙=i i Q Qi ηη
混合液比重的计算方法
γ液=γ水*γ油/〔γ水-(γ水-γ油)fw
式中：fw为含水重量百分比；%
γ油原油比重，尽量采用近期原油全分析的比重；
γ水油井采出水的比重，对于有游离水的井，用比重计实测比重；对于无游离水的井，根据化验的CL-用下面的公式计算出γ。
水
γ水=1+0.0106 CL-
式中：CL-单位为mg/l。