抽油机系统效率分析

抽油机井系统效率影响因素分析摘要：抽油机井目前普遍存在系统效率偏低的问题。

本文通过对机采系统的理论计算，分析了系统效率的构成及影响因素，结合油井生产运行情况，认为地面设备、井下工具、采油管理等都不同程度地影响了机采井系统效率的提高，从而从管理和新技术运用等方面有针对性地提出了提高机采井系统效率的多项措施。

关键词：抽油机井系统效率措施1 机采系统效率影响因素及分析1.1 地面设备对系统效率影响分析1.1.1 电机影响电动机是抽油机井的主要动力设备，也是油田主要的耗能设备之一，机采系统的耗电量最终也体现在电动机耗电上。

电机的影响关键在于电机负载率的影响。

电机负载率过低时,电机效率和功率因数下降,电机处于“大马拉小车”现象,严重影响抽油机系统效率。

多年来抽油机的驱动电机一直采用通用系列异步电机，这种电机额定功率运行时的效率和功率因数呈现最大值，而当负载降低时，效率和功率因数都随之下降，无功损耗随之增大。

为解决异步电机所带弊端，我站从2009年开始推广使用永磁电机等节能电机，目前，节能电机已经占全站总电机数的76.5%。

1.1.2 皮带影响皮带在转动过程中会带来功率损失，皮带传动损失包括:①绕皮带轮的弯曲损失。

②进入与退出轮槽的摩擦损失。

③弹性滑动损失。

④多条皮带传动时，由于皮带长度误差及轮槽误差过大造成的各条皮带间载荷不均而导致的功率损失。

现在使用的皮带一般都是联带和单带，通过上面的分析，我们发现联带与单带相比，能够减少能量损失，所以应尽量使用联组皮带。

1.1.3 减速箱影响减速箱损失包括轴承损失和齿轮损失，它们都是由摩擦引起，减速箱中一般有三对人字齿轮，齿轮在传动时，相啮合的齿面间有相对滑动，因此就会发生摩擦与损失，增加动力消耗，降低传动效率。

如果减速箱润滑不好，减速箱的损失将增加，效率将下降。

1.1.4 四连杆机构影响在抽油机四连杆机构中共有三副轴承和一根钢丝绳。

四连杆机构损失主要包括摩擦损失及驴头钢丝绳变形损失。

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%。

抽油机井系统效率影响因素分析与改进措施作者：李林来源：《教育科学博览》2013年第09期摘要：机采系统效率主要由地面运行设备的效率和井下杆管泵效率两部分构成，本文从地面设备、井下杆管、泵和管理及油井的参数设计等方面分析了影响抽油机井系统效率的因素，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。

1 抽油机井系统效率影响因素分析随着油田的开发，埕东油田进入高含水期，抽油机长时间的低效运行，不仅造成大量电能的浪费，而且影响设备的使用寿命，提高抽油机机采效率是一个复杂的系统工程，主要取决于设备状况、参数优化等方面，通过加强分析，确定科学的调整方式，实现供采协调，充分发挥油井产能，从而降低能耗，提高经济效益。

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带、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。