抽油机井系统效率测试

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【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。

机采井系统效率在线监测技术应用与效果评价【摘要】抽油机系统效率是衡量抽油机井能耗的重要指标，不仅反映了油井的节能与经济效益，也综合反映了油田的技术装备、管理水平。

目前采油三厂主要以人工方式测试系统效率，随着数字化应用不断深入，在常规示功图、电参数据实时采集、控制的基础上，扩展功图计产软件功能，实现抽油机系统效率在线测试具有重大意义。

【关键词】系统效率实时监测资源共享1 机采系统效率测试现状机采系统效率是指地面电能传递给井下液体，将液体举升到地面的有效做功能量与输入能量之比，即抽油机有功功率与输入功率之比：系统效率：（式3）2.3 2012年主要工作2.3.1 设备升级针对型号e5318-i井口采集器不能实现抽油机光杆示功图、抽油机电流图、电流图等数据同步采集的问题（1） e5318-i设备进行硬件升级，现场增加电流变送器，采集现场模拟量电流信号，以此生成电流图监测功能；（2）e5318-i软件升级，在采集抽油机光杆示功图时同步采集抽油机电流图，电流图采集点数同光杆示功图由200点构成；（3）标准站控驱动升级，修改sqlserver数据库的dbat2070存储表，实现抽油机井光杆示功图和电流图同步采集、存储及运行。

2.3.2 设备升级针对型号yjk-2远程监控系统的设备，电机测控单元不能实现系统效率数据测量采集、上传等问题（1）扩大电参数据的存储空间，将数据存储芯片空间由原来1k 扩充到4k，满足电流、功率与功图同步实测数据缓存；（2）提高电能计量精度，采用高精度计量芯片att7022b，同时对三相电参及对应的有功功率进行标定，实现了电机输入功率在线测试；（3）升级井口采集器、井场采集器及rtu驱动程序，完成系统效率测试数据的测量、解析处理及通讯功能，实现示功图、电流图、功率图等数据同步采集打包上传。

3 现场应用效果评价3.1 杜绝人工测试误差通过人工测试和在线监测试数据对比分析：平均输入功率误差约0.38kw，系统效率误差约1.49%，而且在线监测能够实现实时采集，杜绝了油井间歇出液量而导致人工采集误差较大的现象。