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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。
抽油机井的生产参数的调整与优化对策抽油机井是石油开采领域中常用的一种抽油工具，是通过抽吸作用将地下的石油抽出地面，进行后续的加工处理。
优化抽油机井的生产参数能够提高生产效率，降低成本，增加企业的经济效益。
因此，以下将从生产参数的调整与优化对策两个方面入手，探讨抽油机井的生产优化。
一、生产参数调整对策（一）合理设定开采量。
合理设定开采量是提高抽油机井生产效率的重要措施。
因此，在实际操作中，需要根据抽油机井的设备状态、石油储量和储层压力等情况，结合经验和技术手段来确定合理的开采量。
具体而言，应采用滑动生产法，根据不同阶段调整采油量。
通过合理安排开采量，避免开采量过大导致井身压力下降，减少作业风险，保障生产稳定。
（二）优化抽油功率。
抽油功率是反映抽油机井工作负荷的指标之一。
因此，在实际生产中，需要根据石油储量和井身状态等因素，合理调整抽油功率，利用抽油功率与工作负荷之间的关系，预测石油产量，实现生产效率的最大化。
同时，通过对抽油机井设备的检修和改装，提高设备效能，降低电能消耗，从而减少能源浪费，提高能源利用效率。
（三）合理调整抽油频率。
抽油频率是指单位时间内抽油机井的工作次数。
在实际生产中，应合理调整抽油频率，以保障抽油机井设备的安全稳定运行。
具体而言，应当通过对储层压力的控制和抽油机井设备状态的监测，确定合理的抽油频率，避免频繁调整的过程中出现设备磨损和故障。
二、优化对策（一）设备维护与管理。
设备维护与管理是提高抽油机井生产效率的重要措施。
因此，需要建立完善的设备维护体系，定期对设备进行检修和维护。
同时，需要加强设备管理，实现设备运行数据的精细化管理，及时发现和解决设备故障，保障设备稳定运行，为生产提供支持。
（二）技术改进与创新。
技术改进与创新是今后抽油机井生产优化的重要方向。
随着科技的进步和应用的深度，石油开采技术已经发生了巨大变革。
因此，需要加强科技研发，探索新型技术手段，提高抽油机井的生产效率和降低成本，实现系统性的提升。
在油田生产作业过程中，抽油机是十分重要的设备，抽油机的主要功能就是将地层中的原油开采出地面，由此可见，抽油机的运行效率将直接关系到油田的生产效率，同时间接影响油田的经济利益。
在抽油机运行的过程中，受到各种因素的影响，很可能出现系统效率下降问题，本次研究将对抽油机系统效率的影响因素进行深析，并提出提高抽油机系统效率的相关措施，为促进我国油田的进一步发展奠定基础。
一、抽油机的构成抽油机装备并不是单一的机械设备，而是由很多设备组合起来的一个系统。
通常来说，抽油机装备有抽油机、抽油泵、抽油杆、控制设备、辅助设备、传动设备等部分。
抽油机装备从地面贯穿到地下，对设备的管理同样也从地面贯穿到地下，不仅包括对地面设备的维护和管理，还要对地下套筒等设备进行管理。
抽油机装备结构复杂，工作环境恶劣，经常会出现设备紧固不到位、润滑效果不佳的情况，这对抽油机装备的安全运行是一项严峻的考验。
为了保障抽油机装备的安全运行，需要对抽油机装备实行长期持续的维护和管理。
二、影响抽油机系统效率的因素1.电动机损失功率一般来说，抽油机的系统效率受到多种因素的影响，其中，电动机的功率损失对抽油机系统效率的影响相对较大，在抽油机运行的过程中，抽油杆会进行上下冲程作业，由于该过程抽油杆所受载荷存在一定的差异，下冲程作业会浪费大量的能量，在进行上冲程作业时，由于需要将井底的原油开采出地面，所以需要的能量较多，由此可见，上下冲程作业电动机的做功存在较大的差异，进而出现大量的功劳损失问题，针对此问题，油田企业需要引入平衡装置，对电动机做功过程中的部分功率进行储存，进而解决上下冲程作业过程中的能量损失问题。
2.抽油设备抽油机设备是现阶段应用较为广泛的机械采油设备，地面抽油机设备通过游梁、连杆、变速箱等部件，将电机提供的电能转换为带动抽油光杆设备上下运动的机械能量，但在能量转换的过程中受到多种因素影响不可避免地发生能量损耗，最终的实际输出能量与电机设备供应能力比值小于1，如机械设备运转摩擦力、能量转化结构以及机械设备的工作状态等因素，均会对能量转换效率带来影响。
采油厂创新工作方案随着石油资源的日益枯竭，采油厂的工作面临着越来越大的挑战。
为了提高采油效率、降低成本、保护环境，采油厂需要不断进行创新工作。
本文将就采油厂创新工作方案进行探讨，以期为采油厂的发展提供一些新的思路和方法。
一、技术创新。
技术创新是采油厂发展的重要动力。
在现有的采油技术基础上，采油厂可以通过引进新的采油技术、改进现有的采油工艺等方式进行技术创新。
例如，可以引进先进的水平井技术，提高油井的开采率；可以改进注水工艺，降低注水成本，提高注水效率；可以开发新的油藏开采技术，提高油田的开采率等。
通过技术创新，采油厂可以提高采油效率，降低成本，实现可持续发展。
二、管理创新。
管理创新是采油厂发展的另一个重要方面。
采油厂可以通过改进管理方式、优化生产流程等方式进行管理创新。
例如，可以引进先进的生产管理系统，实现生产过程的自动化、信息化；可以优化生产流程，提高生产效率，降低生产成本；可以改进人力资源管理方式，提高员工的工作积极性和创造力等。
通过管理创新，采油厂可以提高管理效率，降低管理成本，实现可持续发展。
三、环保创新。
环保创新是采油厂发展的另一个重要方面。
采油厂可以通过改进生产工艺、减少污染排放等方式进行环保创新。
例如，可以引进先进的环保设备，减少生产过程中的污染排放；可以改进生产工艺，减少废水、废气的排放；可以开发新的环保技术，提高废弃物的处理利用率等。
通过环保创新，采油厂可以减少对环境的破坏，提高企业的社会责任感，实现可持续发展。
四、人才创新。
人才创新是采油厂发展的基础。
采油厂可以通过引进高层次人才、培养本土人才等方式进行人才创新。
例如，可以引进国内外的专业人才，提高企业的技术水平；可以培养本土的技术人才，提高企业的自主创新能力；可以改进人才培养方式，提高员工的综合素质等。
通过人才创新，采油厂可以提高企业的核心竞争力，实现可持续发展。
五、市场创新。
市场创新是采油厂发展的关键。
采油厂可以通过开拓新的市场、拓展新的业务等方式进行市场创新。
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。
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。
技术创新与管理创新相结合与提高抽油机井系统效率
【摘要】油田可持续发展战略要求企业实现低能耗发展、高效率发展。
本文分析了抽油机井系统效率低的原因，介绍了提高抽油机井系统效率的方法及效果，论述了技术创新、管理创新与提高抽油机井系统效率之间的关系。
【关键词】油井系统效率
抽油机井采油是我国各油田的主要生产手段，约占油井总数的90%左右。
目前，抽油机井采油过程中存在的主要问题是系统效率偏低、能耗高。
因此，必须对原有抽油系统能耗情况进行全面分析，重新进行设计调整，采取技术创新与管理创新相结合的方法，使抽油系统适应现阶段井液举升的要求，大力降低能源消耗，这是油田可持续发展的需要。
1 抽油系统各环节能耗测试与分析
抽油机井系统工作时，就是一个能量不断传递和转化的过程，在这个转化过程中由于受砂、蜡、气、腐、垢、摩阻等的影响，使得每个环节都发生一定的能量损耗，从而降低了整个抽油系统的效率。
这些损耗总体上可分为以下几方面：
（1）电能转换系统损耗：可分为控制柜损耗和电动机损耗等。
（2）抽油机系统损耗：可分为皮带传动系统损耗、减速器系统损耗、四连杆机构损耗、平衡度的损耗等。
（3）井筒供、排液系统损耗：可分为深井泵及管、杆、液摩阻损耗、抽油杆柱负载损耗、低泵效损耗、光杆密封器摩阻损耗，集输系统回压造成的损耗等。
2 措施应用及效果对比
现场采取的提高抽油系统效率的措施主要有：
2.1 电能转换环节
（1）采用节能型电机。
在现场已经批量投入使用的节能型电机主要有高转差电动机、转矩可调式电机、稀土永磁电机、高压电机等，经测试，新型电机抽入使用后，电机功率因数平均提高了41%。
（2）变频控制柜的使用。
由于变频器成本大幅度下降，目前变频技术已普遍应用于各单井的配电系统。
变频技术的使用，提高了油井配电系统的电能转换率，做到了“用多少电就从电网取多少电”，当电机做“负功”时，可将电机发出的电反馈回供电网络。
变频器具有的“软启动”特点降低了电机功率，比如原75KW 电机现改为45KW，原55KW电机现改为37KW，使电机功率利用率平均提高了
32%。
2.2 抽油机系统环节
窄V型联组带。
目前抽油机已普遍采用了窄V型联组皮带，这项措施使皮带效率提高了15%。
节能型抽油机。
现场投入应用的节能型抽油机有几十种之多，仅游梁式抽油机就有前置式、异相型、双驴头、多连杆等等，其中异相型抽油机使用较为普遍。
对原抽油机进行局部改造。
由于不能大面积更新抽油机，在原抽油机上进行技术革新就成为一个很好的选择。
比如在曲柄平衡的抽油机游梁上加装平衡装置，就成为曲柄、游梁两种平衡共存的复合平衡，改善了抽油机的平衡效果，达到了节能的目的。
2.3 井筒供、排液系统环节
（1）降低抽油杆柱摩阻。
现场应用的有采用高强度、高光洁度抽油杆接箍，抽油杆柱扶正技术，抽油杆自旋转装置，电热抽油杆技术等。
（2）提高泵效。
采用小泵径抽油，平均降低抽油杆柱载荷40%，提高泵效66%。
现场还通过采用油管锚定技术、使用强制开关式抽油泵、加装井下分离器、使用防气泵等技术和设备来提高泵效。
（3）降低光杆摩擦阻力。
我油田使用平行翼式光杆密封器具有承压高，密封压力预紧自补偿，能够持续自助润滑等特点，在保证良好密封性的同时可降低光杆摩擦阻力40%。
2.4 管理创新环节
（1）建立抽油机平衡动态管理台帐。
地层供液和含水、含气是在不断变化的，这使悬点载荷也在一定的范围内变化。
据统计，50%以上的抽油机大部分时间工作在悬点载荷小于配重的欠平衡状态中。
有30%以上的供液不足井在50%-80%的运行时间处于空抽状态。
建立抽油机平衡动态管理台帐的核心就是要对抽油机的平衡状况实施跟踪监控，进行动态管理，对平衡不佳的抽油机及时调整平衡，根据油井出油情况制定间开计划，使抽油机始终运行在合理的平衡状态下，使电机耗电平均下降23%。
（2）构建抽油机井冲次分析调控系统。
因为泵效低而使油井系统效率下降的幅度较大，占效率损耗的21.5%，构建抽油机冲次分析调控系统的目的就是根据油井产量变化情况，达到即时调整油井冲次，提高深井泵效率。
该系统是将地质资料及工程资料共享，利用计算机数据库，建立专用冲次调控平台，对符合冲次调整的油井进行即时分析，及时向管井人员发出冲次调整指令，由管井人员在变频器上轻松完成冲次调整操作。
该系统的应用使泵效平均提高了37%。
（3）降低集输系统回压。
利用现有的气站进行扩建，增加抽气设备，将气管网内的天然气抽出，大幅度降低气管网压力，进而使井口回压降低。
目前井口回压由平均0.5MPa下降到0.25MPa，使抽油系统效率提高5.1%。
在各项措施中，通过更新节能型抽油机来提高系统效率，由于资金投入巨大，适用空间较小。
在皮带传动系统中传统的三角形皮带已经普遍被联组窄V型皮带代替，即使有更新的技术如轴传动，也只处于试验阶段，即使能够应用仍需要大量的资金支持。
新型电动机的更新换代同样需要大量资金投入。
相比而言，通过管理创新途径提高抽油系统效率所需要资金投入小，见效快。
管理创新是以现有的技术和设备为目标，通过创新管理方法来挖掘现有设备和技术潜力，小投入大产出。
3 结语
如果把前三项措施归结为技术创新，在提高抽油机井系统效率方面，采用管理创新方法贡献率为44.3%，略低于技术创新；从其特点上看，应用技术创新投资大、周期长、更新换代难度大是其硬伤，而管理创新一旦有所突破，用较小的投入也可以获得良好的收益；从具体操作上看，任何一项技术创新都是以管理创新、科学分析为前提的，否则新技术、新设备的应用就可能是盲目的，所以管理创新、科学分析是发挥技术、设备优势的基础，同样，管理创新也要以技术和设备为支撑，离开技术和设备，管理创新也就失去了目标。
大力提高抽油机井系统效率是油田可持继发展的必然要求，而技术创新与管理创新相结合则是必由之路。
参考文献
[1] 万仁溥，主编.采油工程手册[M].北京：石油工业出版社，2000
[2] 张自学.国内外新型抽油机[M].北京：石油工业出版社，1994。
