油田提高机采系统效率技术研究

实施优化调整提高机采井系统效率摘要机采系统效率是评价机采系统用能水平的重要指标，是反映采油用能水平的重要指标。

，高机采系统效率是油田降本增效的重要途径。

分析认为机械采油设备动力不匹配，高耗能设备，油井生产参数不合理，系统优化措施落实不到位，是导致油井平均系统效率低主要因素。

系统优化与技术改造是提高油井系统效率的主要途径。

关键词机采系统优化技术改造系统效率图分类号：te355 文献标识码：a1 机采效率影响因素1.1 地面因素分析（1）井口：抽油机基础下陷井口不对中，造成偏磨，增加抽油机的负荷，还容易造成断光杆，井口盘根盒过紧，也会增加抽油机负荷，从而增加油井电量。

（2）回压：油稠含水低、，流动速度慢，回压增高。

增加了驴头的悬点负荷。

（3）减速箱：抽油机减速箱机油不合格，润滑不好，导致传动效率低，能耗增大，存在异响，说明内部有损坏，齿轮啮合不好，造成能耗增大。

减速箱轴承润滑不好，扭矩增大，造成电机耗电量高。

（4）四连杆：四连杆机构各部位的轴承润滑要达到要求，连杆长度要一致，抽油机剪刀差要符合要求。

（5）皮带及四点一线：皮带松紧、数量及质量达不到要求，皮带的传动效率低，增加电机的负荷，皮带的单根和连带情况也不同程度的影响传动效率。

（6）自控箱：无电容补偿或补偿不够和补偿过量都会导致功率因数低。

（7）电机：①电机耗电首先取决于负载大小，即驴头负荷及各系统的传动效率；②功率因数的大小即电机与负载的匹配关系与负载的平衡状况。

③电机有功功率的大小也是影响电机功率利用率的主要因素，④电机输入端的电压和电流的高低也直接影响电机的功率。

⑤电机的转数损失的大小也是影响电机功率的因素，⑥抽油机不平衡，电机上下行电流差别很大，造成单井耗电量增加。

⑦电机三角型运转的电流是星型运转的1.72倍，在其他条件不变的情况下，耗电量也会增加0.72倍，所以星型运转比三角形运转省电。

⑧节能电机的使用可明显降低电机耗电量。

（8）毛辫子：毛辫子断股或打扭，造成两根毛辫子受力不均匀，驴头载荷增加，或造成井口偏磨，增加电机能耗。

提高机采系统效率，促进节能降耗摘要：进入高含水期，油田采油系统能耗逐渐增大。

因此，提高机采系统效率对于油田节能降耗具有重要意义。

通过对影响机采系统效率的因素分析，得到了提高机采系统效率的技术措施，并通过现场应用，证明了其在提高机采系统效率，促进节能降耗方面的有效性。

关键词：系统效率；现场应用；节能降耗1、基本概况注采102站管理着五号桩油田的12个开发单元，油藏类型多为复杂断块油藏，共有123口油井。

日液水平2758吨，日油水平344吨，综合含水87.5%，目前油井共开井55口，其中自喷井2口，油井关井68口，开井率79.7%。

理论研究和实践结果表明：油田采油系统的能耗与其系统效率有密切联系，一般来说系统效率越高，能量损耗越小[1]。

机采系统效率的高低基本上反映了机采能耗的总体水平。

以系统效率作为研究油田能耗水平的指标是可行的，节能降耗的重要途径之一就是提高机采系统效率。

2、机采系统效率研究2.1 机采系统效率影响因素分析2.1.1井下系统影响因素分析井下部分主要受沉没度、泵效、日产液量、抽汲参数、回、套压以及各种漏失、冲程损失、摩擦损失等因素的影响[3]。

（1）沉没度：沉没度是影响泵效的关键，沉没度过高和过低都对系统效率有很大影响。

沉没度过低会导致抽油泵供液不足，上冲程时工作筒不能完全充满液体，下冲程一开始悬点载荷不能迅速减小，只有当活塞下行到液面时悬点载荷才开始减小。

（2）泵效：抽油泵的泵效直接影响油井实际产液量，是影响井下效率的关键因素所在。

（3）日产液量：现场统计数据显示，如果单井系统效率和油井最大日产液量相匹配，则油井的产能提高，开采价值更高。

（4）抽汲参数：抽汲参数对有杆抽油系统效率（特别是井下能耗或井下效率）影响较大。

2.1.2地面设备因素影响分析抽油机地面设备主要受在运行过程中出现的各种无功消耗、摩擦损耗、传动损耗等影响。

（1）电动机：抽油机启动的时侯惯性载荷大，所需启动力矩大，而选用配套的电机装机功率时是根据抽油机运行时产生的峰值功率和启动力矩得出的，这就导致配置功率过大的电机，使得电机在实际运行过程中负载率低，输出功率不稳定[4]，将导致功率因数低，无功功率高，最终导致电动机效率低。

提高抽油机系统效率的措施摘要：目前在全球范围内，抽油机采油系统是传统石油工业的采油方式之一，也是迄今在采油工程中一直占主导地位的人工举升方式。

抽油机工作运行原理比较简单，就是将电动机的旋转运动，通过皮带、减速箱、曲柄连杆机构，变换为抽油杆和抽油泵的上下往复运动。

在这个过程中，涉及多个环节，均存在效率损耗的过程，多个效率的叠加导致抽油机系统低。

所以提高系统效率不仅仅是单项环节的提高效率，而是整体匹配、规划、管理的综合方法，可以从提高地面系统效率和井下系统效率两方面进行研究。

关键词：系统效率；抽油机；可行性方法引言目前油田油井的平均机抽采油效率相对较低，探讨目前抽油机机抽效率不高的原因，其主要是缺少科学高效的技术装备，抽油机抽油系统的设计是影响油井管理水平的直接原因。

游梁式抽油机-有杆泵机械采油方式是目前主要的生产方式。

查阅资料得出有杆泵抽油井平均系统效率基本保持在22%左右。

这个效率相对较低，其中机械采油系统造成了大量的机械损耗，且能耗居高不下，这与油田降本增效的生产方向相悖。

那么如何提高机械采油井的系统效率，进一步节约能源，降低生产的成本是目前亟待解决的重要问题。

因此本文的探讨就是为了此目的，希望能够提供一定的借鉴作用。

1抽油机机井系统效率概述1.1系统效率定义抽油机是将地面电能传递至井下，进一步将井下的液体举升至井口，在整个抽油机系统工作过程中就是能量转化的一个过程，伴随着能量转化就一定存在能量的损耗。

因此可以知道抽油机系统效率就是抽油机有效的功率与抽油机输入功率之间的比值。

那么要进一步提升抽油机效率就应该进一步提升抽油机的有效功率。

然而抽油机的有效功率则是指在一定扬程H下，进而将井内液体输送到地面所需的功率。

这里面就有很多变量影响有效功率。

例如油井的产液量、油井的液体密度、有效扬程等因素。

那么何为抽油机的输入功率呢，知道输入功率也就是电动机带动机械采油设备运转所产生的功率。

该功率主要是根据电动机自身性能所决定。

李丹丹等：油田抽油机井系统效率节能潜力分析及提高措施第10卷第9期（2020-09）我国有92%的油井采用机械采油方式[1]，但部分机采系统效率一直处于较低水平，导致油气生产能耗成本较大；因此，提高机采系统效率对油田的节能降耗工作具有重要意义。

机采系统能耗影响因素多且较为复杂，主要分地面及井下两部分[2-3]。

近几年，对胜利、西北等8家中石化范围内的油田分公司开展了4000余口井的机采系统效率测试分析，本文仅从电参数及生产参数两个影响机采系统能耗的主要方面进行节能潜力分析并制定相应的提高措施。

1机采系统效率节能潜力分析通过对机采系统测试数据进行深入、细致剖析，仅从电参数及生产参数两方面入手，发现影响油田机采系统效率的因素主要有以下五个方面。

1.1部分电动机功率因数较低1）不同类型电动机平均功率因数差异较大。

根据测试数据，对目前油田应用的安装变频器电动机、永磁同步电动机、安装电容器电动机、三相异步电动机，进行功率因数的统计分析（图1）。

由图1可知，不同类型的电动机功率因数差异较大，由高到低的排序为永磁同步电动机、变频器电动机、电容器电动机、三相异步电动机。

图1各类电动机功率因数情况统计三相异步电动机功率因数低，原因是为维持电动机运转，需要消耗一部分功率来产生磁场；永磁电动机的磁场由磁铁产生，无需消耗这部分功率；电容补偿柜是利用电容的容抗来补偿电感负载的感抗，可有效改善线路功率因数。

油田用变频器多为三相不可控元件，直流侧一般不外接电抗器，功率因数基本在0.65左右。

需要说明的是，安装变频器电动机的功率因数较高，但因产生谐波，一般不作为功率因数治理手段。

2）节能技术产品应用占比较少。

从上述分析中得出，节能技术产品应用占比是影响功率因数的主要因素，部分抽油机井应用普通电动机且投用年限较长，故功率因数较低，使得系统能耗增加。

3）节能技术产品运行状态欠佳。

在测试及数据分析过程中发现，永磁同步电动机可能存在退磁、电压过多偏离电动机反电势点（超过±2%）的问题，变频器存在运行状态欠佳的问题，电容器油田抽油机井系统效率节能潜力分析及提高措施李丹丹1刘向东2张晓菡1宋泓霖1董伟佳1（1.胜利油田技术检测中心；2.胜利油田检测评价研究有限公司）摘要：为了进一步深挖油田抽油机井系统效率节能潜力，开展了大范围机采系统效率测试工作。

有效提高油井机采系统效率探讨油井机采系统的效率提升是石油开采过程中一个重要的课题。

有效提高油井机采系统的效率可以降低成本、提高产量和减少能源消耗，同时保证油井运营的安全性和稳定性。

本文将从技术和管理两个方面探讨有效提高油井机采系统效率的方法。

一、技术方面1. 优化油井激发技术：通过合理的激发方式，提高油井的产能，比如采用水驱、天然气驱等方法，可以有效地提高油井的产量和效率。

2. 更新设备和技术：定期更新和升级油井机采系统的设备和技术，确保其处于最新的状态，以提高效率和减少故障率。

3. 应用自动化技术：引入自动化技术，比如采用自动化控制系统和远程监控系统，可以实现对油井机采系统的全面监控和管理，提高工作效率和安全性。

4. 优化井网结构：通过优化油井井网的结构，调整井口的布设和排列方式，实现油井之间的互动和协调，提高整个井网的工作效率和产量。

二、管理方面1. 建立科学的管理体系：建立科学的油井机采系统管理体系，明确责任和权限，优化工作流程，确保各项任务的顺利进行和高效实施。

2. 加强人员培训和技能提升：加强对油井机采系统操作人员的培训和技能提升，提高其专业知识和操作能力，从而提高工作效率和安全性。

3. 强化维护和检修工作：加强对油井机采系统的维护和检修工作，定期进行设备的检查和维护，及时发现和解决潜在问题，确保系统的正常运行和高效工作。

4. 加强数据分析和决策支持：加强对油井机采系统数据的收集和分析，通过数据分析提供决策支持，及时调整和优化工作方式和策略，提高工作效率和产量。

通过技术和管理方面的措施，可以有效提高油井机采系统的效率。

应用先进的激发技术、更新设备和技术、应用自动化技术、优化井网结构等技术措施可以提高油井的产量和效率；建立科学的管理体系、加强人员培训和技能提升、强化维护和检修工作、加强数据分析和决策支持等管理措施可以提高工作效率和安全性。

通过综合应用这些措施，可以有效提高油井机采系统的效率，降低成本、提高产量和减少能源消耗，为石油开采提供更好的支持。

抽油机井提高机械采油效率分析摘要：通过以抽油机井系统效率评价为抓手，以方案设计为源头，开展抽油机、抽油杆、抽油泵合理匹配及生产运行参数的优化调整，在新井设计和老井调参两方面实现系统效率持续提升。

综合考虑水驱、聚驱、复合驱不同驱替方式采出液粘度，不同冲程、冲次、泵深等工况对系统能耗的影响，修正了传统电参数计算公式，实现抽油机系统不同组合下能耗的精细描述，为新井效益建产方案设计提供精准理论支持。

建立抽油机系统优化及节能措施优选匹配模板，明确优化方向及措施界限。

关键词：抽油机井；机械采油；效率1机采系统效率节能潜力分析1.1部分电动机功率因数较低（1）研究发现，机械采油系统利用的电动机主要为永磁同步电动机、电容器电动机等，针对电机的功率因数进行分析总结，发现，多种类型的电动机，其具备的功率因数不同，同时适用的场景也不同。

其中永磁同步电动机的电动机功率因数最大，其次排序分别为变频器电动机、工频电动机、三相异步电动机。

可以发现，三相异步电动机功率因数最低，著主要是因为三相异步电动机没有磁场保持功能，只能耗费部分的动力生成磁场，而功率因素较高的永磁同步电动机等不需要额外的动力来生成磁场，只需要通过内置的磁贴来生成。

在油田之中一般安装三相不可控元件，主要为变频器，约为0.65的功率因数。

虽然安装变频器电动机的功率提高，但是会生成谐波频段，不过该因素一般对于系统功率的影响较小，可以忽略。

（2）在机械采油系统中的节能设备应用范围过小，机械采油系统的设备功耗主要通过内部的节能技术装置来减小，而大部分的抽油机都是使用时间较长的老设备，内部设置的节能装置过少，进而导致整体的功率能耗变大。

1.2部分变频应用缺乏针对性当抽油机井的频率超过45Hz时，再利用变频器进行参数调节的效果就很不明显了，同时由于设备的故障问题，反而还需要维修这些易发生故障的节能设备，增加了成本，同时当抽油机井的频率小于20Hz时，变频器则需要超负荷工作，损耗提高，系统的功率升高。