抽油机井系统效率测试汇编

率 的分布规律，并且结合实际提 出提高抽耗
目前 ，有杆抽 油设备在机械采油 中占有 相当大的比重。在我国 ９ ０ ， ０ ０ ０ 多 口机采井 中，抽油机 井约 占 ９ ０ ％ 。抽 油系统 的低效率运行 则是在 国 内石 油 系统中普遍存 在的一个重要 问题 。本文主要分 析了 目前抽 油机井系统效 率 、耗能概况 ，找出影响系统 效率的 因素 ，以及系统效率 的分布规律 ，并 且 结合 实际提出提高抽油机井系统效率的方法。 抽油机井系统效率分析与计算 根据抽油机 系统工作 的特 点，可将抽油机系统效 率分为两部分 ，即地 面效率和 井下效率 。一 般情况下 ，以光杆 悬绳器 为界 ，悬绳 器 以上机械传
一
损 失，提 高电网和设备 的利 用率 ，并可 改善 电动机 的经济运行状 态，配 电 线 路 节 电率 为 ７ ％ 。 ３ ．减 少 地 面 磨 损 地面 部分的能量损 失除电动机外 ，还有 三角带 ，减速箱 ，抽油机 的连 杆机构 。我管理区于 ２ ０ １ １月在抽油机井传动装置方面安装 了皮带 涨紧器 。 皮带涨紧器主要根 据丝杆 的转动 与杠杆 的作 用，并借助于 弹簧的弹力 使辊 轮对皮带产生 涨紧。现有八 口抽 油机井使用 了皮带涨紧器 ，有效地 改善 了 皮带打滑、皮带松弛而导致 的抽油机运转 效率降低的情 况 ４ ． 搞好抽油机的平衡 动效率和 电机运行效 率的乘积为地 面效率 。而悬绳器 以下到抽油 泵，再 由 抽油泵到井下 的效率为井下效率 。 抽油机运行 不平衡，会造成 电流 ，功率 因数波 动太大 。少量 电机 出现 负功现象 ，而且平均运行 电流升高 ８ ． ０ ％左右 ，造 成不必要 的耗 电。因此 ， 抽油机井系统效率具体分解如 图一： 要 保 证 抽 油 机 的 平 衡 度 要 求 。抽 油 机 工 作 的 平 衡 度 应 在 ８ ５ ％ ～ １ ２ ０ ％ ，这 时 电 动机 的负荷 最低 ，所 以平衡度越好节 电效果越理想 。 ５ ．抽油机井 的参数 匹配 油 井参数 （ 泵 、 杆 、 冲 程 、 冲 次 等 ）匹 配 。对 系 统 效 率 的 影 响 很 大 ， 参 数匹配 （ 包括泵 挂 ） 不 同，系统 效率可 以高达 ２ ． ５ 倍。因此在 抽油机 井 参数优选 匹配 尚未应 用之 时， 建议在保证产液量的前提下 ， 应选择较 大泵径 ， 较长冲 程和较 低冲 次。 （ 二）抽油机井下部分的管理 抽 油 机 的井 下 部 分 是 从 抽 油 机 的 悬 绳 器 算 起 的 ，主 要 包 括 ： 抽 油 机 深 井泵、油管、井 口、盘根盒的井 口回压等 。井下 的能量损失主要有 ： ｌ ＿抽油杆与盘根之间的摩擦损耗 光杆与盘根 盒之间存在滑动 摩擦，根据现场 示功图测试 ，盘 根盒太紧 与正 常松紧 时相 比，抽油机 驴头悬 点载荷 会增加 ｌ 一２ ｔ ，引起摩 擦阻力 的 图一 系统效率分解图 进一 步增大。 目前我管 理区现场 中采 用了光杆密 封器 ，有 效保证 了盘根盒 抽油机井 的系统 效率是 以上七个 分效率组成的 ，各个 分效率的大小 ， 的松 紧 度 ，减 小 了光 杆 与 盘 根 盒 之 间 的滑 动摩 擦 。 也就是说 各部分 能量损失 的多少，主要取 决于油井井况系 统的设计 ，设备 ２ ．抽油杆与油管之 间的摩擦损 失 运 行 ， 工 作 条 件 及 生产 管理 等 。 主要 原因是抽油杆 、油管变 曲后抽油杆 接箍与 本体和油管 本体，接箍 二 、抽油机系统 效率现状分析 部位 的摩擦 ， 目 前现场 中主要采用油管铅 固定法减 少油管蠕动和弯 曲程度 ， 通过对 测试结 果的分析 ，可 以得 出在实际运行 中影响系统效率 的因素 以及抽 油杆扶 正器减 少抽 油杆与油管接 触面积， 以减少摩擦 ， 同时 降低磨损 ， 有 以下 ６点 ： 减 少 油 管漏 机 会 （ １ ）在一个 生产周期 中，抽油机载 荷变化较 大。大部分 油井 的抽 油机 ３ ．抽油泵 内活塞 与衬套 间的摩擦损失 配 备电动机功率过大 ，同时许多 电动机 已经多次维修 ，严重老化： 主要原 因是活 塞面与衬套光洁 度不够 引起 的磨阻 。液体 内砂、盐等 杂 （ ２ ） 井场配 电箱破坏严重 ， 无功补 偿器损坏 ， 造成 电动机功率因数偏低。 质进入活塞 ，防砂泵 内部 引起 的摩 阻， 目前现场主 要应用高精 度深井泵 ， （ ３ ）油 田已进入稠 油开发 中后期，油井供 液不足 ，造 成大部分 油井泵 以及防砂泵等井下工具，减少地层砂、盐进入泵筒机率 。 效低 。２ ０ ｌ １年统 计，平 均泵 效为 ３ ０ ． ６ ２ ％ ，低 于 ４ ０ ％的油井 占总 开井 数 的 ４ ．抽油杆与液体之 间的摩擦阻力和液体与油管本体之 间的摩擦 阻力 ６ ８ ． ２ ％。 主要原 因是抽油机本体与 流体运动时 引起的摩擦 阻力，在抽油杆 本体 （ ４ ） 油井分散 ， 且靠近村庄 ， 故盗 电现象严重， 电力损 失大 ， 机采能耗高 。 光洁度 不够，结蜡 、结 盐时摩擦阻力 会大大增加 ，现场主要 采用 固化杆、 （ ５ ）抽 油 机 服 役 年 限长 ， 机械性能变差 ， 运动部件不灵活或磨损 ， 冲程 、 加 药 热 洗 防蜡 减 少 腐 蚀 。 冲 次 调 节 困难 ，而 且 抽 油 机 匹配 维 修差 ， 得不 到 及 时合 理 的维 修 。 ５ ．深井泵和油管丝扣漏失造成 的功率损 失 （ ６ ）普通 电动机拖动抽油设备 的系统效率低，我管理区可测 的 ８ ３口抽 目前 ，由于现场油 管腐 蚀、偏磨严 重。针对 油管丝扣漏 失加剧 ，主 要 油机井 中普通 电机 为 ｌ ７ 口， 占 ７ ３ ． ９ ％ ，使用该 电机 的油井 平均系统效率 为 对 策是减少腐蚀 ，加强作业监 督，严格按照 操作规程涂 抹丝扣 油，并普遍 ６ ． ９ ２ ％。 采用 固化接 箍，固化杆材料 ， 同时加油井防腐剂 ， 采用防气锚减少气体腐 蚀。 三、提 高抽油机井系统效率措施及取得效果 四 、 结 论 （ 一）抽 油机地面部分的管理 搞好抽油机优化 配置，综合 治理，提高抽 油机系统效率 ，是一个全面 Ｌ 选 择合 理电动机 组织协调 的系统工作。 通过对抽油机系统 效率的研 究， 采用先进 的节 能技术， 根 据 抽 油 机 系 统 耗 能 状 况 分 析 ： 地 面 部 分 的 能 量 损 失 在 电 机 ， 因 此 优 化设计参数匹配 ， 加强管理 ， 是能够提高抽油机 系统 效率， 达到节 能降耗、 要提 高系统 效率，就要采 用高效率 的节能 电机 ，为减少 电机老化 ，运行 效 降低采油成本的 目的。 系统效率是 随时间变 化的量， 实际生产 中要 不断监 测， 率 低 ，耗 能 大 缺 点 ，我 管 理 区 于 ２ ０ １ ２年 针 对 ７口 日耗 电 量 大 于 ５ ０ ０ Ｋ Ｗ・ ｈ 经常分析 ，才能使油井保持高效生产 。 抽 油 机进 行 了整 改 ，调换 节 能 电机 ７台，７口井 的单 井平 均 日耗 电量 由 ６ ２ ０ ． ６ Ｋ Ｗ・ ｈ下降到 ５ ４ ０ ． ２ Ｋ Ｗ・ ｈ ， 日节 电 ８ ０ ． ４ Ｋ Ｗ・ ｈ ，系统 效率提高 ３ ． Ｏ ％ ， 参考文献 见到了 良好的经济效益 。 ［ １ ］高思强 ： 张保 国 ： 庞超乾 ． Ｐ ｒ ｏ ／ Ｅ 在节 能抽油机设计 中的应用 ［ Ｊ ］： ２ ．采用三相异步 电动机就地补偿技术 今 日科苑 ： ２ ０ １ ０ （ ０ ６ ） 目前，基层 队抽油机井所 用电机都是三相异 步 电动机 ，采用 就地补偿 ［ ２ ］ 陈超 ．应用 多节 点节能组合 技术提 高系 统效率 ［ Ｊ ］ ； 石油 石化节 技 术，对 电动 机所 需无 功功率实行 就地补偿 ，降低 了无功功率 ，减少 电能 能 ： ２ ０ １ １ （ ０ ４ ）

抽油机平衡系统设计的成功与否，直接与抽油 机的受力状况、曲柄净扭矩变化情况以及电动机 耗功大小、抽油机节能状况有关。
2.抽油机采油系统中的能量损失
抽油机采油系统将电能从地面传递给井下液体， 从而把井下液体举升地面到整个系统工作的过程， 就是一个能量不断传递和转化的过程，能量的每 一次传递和转化都会有一定的损失。
抽油泵容积功率损失主要是指柱塞与泵筒/衬 套之间的漏失量成正比，因此减少柱塞与泵筒/衬 套这间的漏失，可以降低该项损失。
抽油泵水力功率损失主要是指原油流经泵阀时 由于水力阻力引起的功率损失。
“八五”期间，大庆石油管理局与大庆石油学院 联合承担了国家级课题“提高抽油机系统效率研 究”。形成了抽油机系统效率与测试方法，探索出 了一整套提高抽油机系统效率的措施。继在大庆萨 南油田节能试验区取得了良好的节能效果之后，在 全国各大油国推广了提高抽油机井系统效率的配套 措施，较大幅度提高了抽油机井的系统效率，节约 了大量电能，并编写了与之配套的石油天然气行业 标准SY/T5266-2019《机械采油井系统效率测试 方
1.电动机损失
一般的电动机在输出功率为（60%~100%） 额定功率的条件下工作时，其效率接近于额定效
率，约在90%左右，即电动机损耗约占10%。
抽油机电动机的负荷变化十分剧烈而频繁。在 抽油机的每一冲程中，电动机的输出功率都将出 现两次瞬时功率极大值和两次瞬时功率极小值（ 一般这两次极大值、极小值的数值并不相等）。 瞬时功率极大值可能超过额定功率，而极小值一 般为负功率，即电动机不仅不输出功率，反而由 抽油机拖动而发电。因此电动机的输出功率的变 化远远超出了（60%~100%）额定功率的范围， 特别是当抽油机平衡不良时，其电动机甚至可能 在（-20~120%）额定功率的范围内变化，这时 电动机的效率降低，损耗也必然增大。从现场实 测看，电动机的损耗有的高达30%~40%。

Z1 2017-05~16T9：03 3.6 0.5 3.7 0. 98 35 109. 9
4. 1现场应用情况
与局计量监督站测试数据（简称局测）对比，标定 局测数据为标准值。因输入功率与无功功率、视在功
率存在功率三角形关系，因此仅对比输入功率（表2）。 测试27井次，除标号为Z5的1井次差异特别大外，两 种方法得出的输入功率差值均在±2. IkW波动，误差 率在士 10%的有20井次，误差率在士（10%〜20%）的 6井次，数据符合率96.3%。分析认为，仅Z5井属于 钟112井区，该区块油井为普通稠油，由于该井的胶质 含量高达到46.4%,因而粘度高，密度大，流动性差，井 筒举升和管线输送较困难。从现场经验来看，生产过 程中胶质聚集较多时，油井负荷增加，电机输入功率增 加。查询Z5井每小时的输入功率，发现也呈锯齿状波 动（图2）,说明生产中油井出胶质的不均性。
第32卷第2期2019年03月江汉石油职工大学学报journalofjianghanpetroleumuniversityofstaffandworkers基于pcs系统油井机采效率测试数据应用分析罗园园中石化江汉油田分公司江汉采油厂湖北潜江433123摘要抽油机井机采效率测试主要包括电参数测试和示功图测试因传统测试方法受限于仪器数量和人工效率低江汉采油厂提出了利用生产运行指挥系统中油井生产数据进行机采效率测试的设想
NP = 36OOW/T
（2）
式中:W为累计有功电量,kW • h；T为测试时间,s。
示功图测试是利用回声仪及示功仪测量抽油机井
的动液面和示功图，用来反映井下流体的供液情况和
抽油泵的工作状态。而电参数测试所需的效能测试仪
全厂仅5台，需8个下属单位轮换使用。随着测试井
数逐年攀升，测试时需要电工、测试工、工程技术员在

提纲
第一部分 系统效率的基本概念 第二部分 影响系统效率的主要因素 第三部分 系统效率的测试与分析 第四部分 提高机采系统效率的途径
三、系统效率的测试与分析
获1、得测抽油试机目井的单井及区块系统效率状况、分析目前系统设
备配置及工作参数设置中存在的问题及缺陷，寻找提高系统效 率的潜力点，最终实现降低设备的能耗，降低机采井举升成本、 提高经济效益的目的。
一、系统效率的基本概念
抽油机井的系统效率分解：
系地井
式中：η系 —抽油机井的系统效率； η井 —抽油机井的井下效率； η地 —抽油机井的地面效率；
一、系统效率的基本概念
抽汲过程中的能量分布: P入=P光+P机械损耗
P光=P有效+P井下阻力损耗
一、系统效率的基本概念
抽汲系统能耗分析 电能
3、设计和管理因素 （1）设计抽吸参数不匹配。抽吸参数的选择对系统效率的影响直接通过井 下效率的高低和油井免修期的长短反应出来。其中，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。 （2）抽油机设备保养不到位、不及时。地面设备润滑保养及传动皮带调整 不及时、盘根盒调整不到位也会降低效率。
一、系统效率的基本概念
2.抽油机井的系统效率分解：
光杆功率：
P光AS6d0 0fd0n0s
式中：P光—抽油机井光杆功率，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； ns—光杆实测平均冲次，min-1。
是指光杆提升液体和克服井下 各种阻力所消耗的功率。
抽油机井的输入功率
是指拖动机械采油设备的 电动机的输入功率。