抽油机井系统效率影响因素与提高对策
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经济与社会 Ｉ■ 抽油机井系统效率影响因素与提高对策 仲卫芳 （中石化胜利油田分公司胜利采油厂三矿二十队） ［摘要］目前油田生产中广泛使用抽油机采油，抽油机机械采油的系统效率主要包括地面效率与井下效率。在实际生产中，地面效率容易检测、计算和调整 井下效率则取决于产液量、动液面泵效以及管柱的状况。本文分析了抽油机井系统效率影响因素，提出了治理对策，为优化设计抽油机运行参数提供参考。 ［关键词】抽油机；系统效率；影响因素；对策 中图分类号：ＴＫ２１２．＋４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１４）０６—０４８８—０１ １系统效率的理论计算 将抽油机井的地面设备（抽油机）与井下设备（杆、管、泵）作为一个系统，抽 油机井系统效率ｎ是系统的输出功率Ｐ２与系统的输入功率Ｐ１之比ｎ＝Ｐ２／ Ｐ１．。而任何一个功率变换系统都会存在着功率损失，系统的输入功率Ｐ１是系 统的输出功率Ｐ２与损失功率Ｐｓ之和。ＰＩ＝Ｐ２＋ＰＳ综合上式系统效率可以表示 为：从式中可以看出，提高系统效率的途径有两个：一是减少损失功率ｔ二是增 加有效举升的功率。 ２影响抽油机井系统效率的因素 根据抽油机井工作特点，抽油机功率损失主要是抽油机正常生产时井下杆 柱和液柱重量加载给电动机的负荷引起的功率损失；同时也包括抽油机传动磨 损、电动机自损耗以及井下杆、管、泵液体间的磨阻造成的功率损失。 ２．１抽油机井地面部分的影响因素 ２．１．１电动机自损耗 电动机本身发热引起温升增加，降低了电动机的输出功率。安装电动机功 率过大，出现“大马拉小车”现象，电动机自损耗增加。 ２．１．２电路线损 供电线路老化以及配电箱设计不合理时线路损耗会；ｋｉ增加。电动机进行 电容无功补偿的容量值设置不合理时会出现过补或欠补，为克服过补或欠补， 电机运行时能耗也会增加。目前运行的节能配电箱都具有电容自动补偿功能， 电路线损大大降低。 ２．１．３设备传动损耗 设备传动损耗包括皮带传动损失、减速箱损失、四连杆机构损失和井口密 封盒功率损失。皮带传动效率较高，可达９８％，其传动损失仅为２％，减速箱传动 效率为９Ｏ％，在润滑良好的情况下，其损失在ｉ０％左右；四连杆机构传动效率为 ９５％，在润滑保养良好的情况下，其损失在５％左右。以上三部分总的传动效率 在８４％左右，在润滑保养到位的情况下，进一步提高传动效率的潜力不大 在传 动部分井１２１密封盒功率损失是比较小的，只有当油井含水达到９５％以上时，盘 根容易漏失，此时密封较紧，缺少润滑，盘根密封的有效期缩短，此时的功率损 失才稍微大一点。 ２．２井下部分影响因素 ２．２．１抽油杆与油管间的磨阻。由于井身结构和杆管应力变化的影响，抽 油杆运动时，杆管弯曲接触部位会产生摩擦阻力。・ ２．２．２抽油泵机械磨阻。抽油泵柱塞与衬套间的机械摩擦所产生的阻力， 砂 蜡等异物也会造成柱塞表面光洁度变差而大大增加磨阻。 ２．２．３杆管与流体间的磨阻。抽油井生产时井筒内流体与杆管间存在一 定的流动摩擦阻力，当杆管表面结蜡、腐蚀时会造成磨阻增加，抽油机负荷增 加，能耗上升。 ２．３其他影响因素 ２．３．１生产参数不合理。当地层能量一定时，生产参数过小，违背了效能 最大化原则，生产参数过大，泵效较低，无功损耗上升 ２．３．２举升方式不合理。对于地层条件差，特别是低产液井，抽油机举升 受到杆柱重量的限制，进一步降低装机功率，降低抽油机能耗，降低吨液耗电的 潜力不大。 ４８８｛科技博览 ３影响整体系统效率的主要因素 ３．１电动机自损耗大，电机功率利用率低。目前还有普通Ｙ系列３０ＫＷ以 上电机３５台，普通Ｙ系列电动机自损耗大，无用功消耗大。普通配电箱无补偿装 置，功率因数低，电能利用率低 ３．２井口密封盒功率损失。目前油井含水９５％以上井盘根与金属光杆的 磨阻大，盘根密封的有效期缩短。 ３．３生产参数不合理。参数不合理井主要有四方面影响，一是参数偏大， 泵效偏低；二是泵径偏小，地面参数调整余地小，三是抽油机机型偏大，地面参 数调整难度大；四是控制高含水井的产液量，个别井不易放大生产压差。 ３．４举升方式不合理。目前日产液在＜ｌＯｔ的井平均系统效率１５．７％，现有 抽油机举升系统对进一步降低能耗难度很大。 ４提高系统效率对策 通过抽油机井动态测试数据，油井管柱结构，生产参数和地层能量状况进 行综合分析， 针对不同影响因素应采取相应的治理方法。（１）合理优化匹配抽油机电机 的运行。为了提高设备运行效率，降低设备耗电，加大了对悝【电机的更换力 度，首先，普通电机改造为多功率一体化节能电机前后测试数据对比，平均单井 系统效率提高４．５２％。其次，更换高转差双速电机，安装前后测试数据对比，平 均单井系统效率提高６． 。但仍有部分油井仍未进行更换，为了进一步提高平 均系统效率，剩下的抽油机的电机就需要给予及时的更换。（２）对参数不合理， 地面参数无调整余地的采油井采取间抽生产。（３）实施“五率”动态调整。根据抽 油机运行情况，定期对电流资料进行抽查，要求单井平衡比在９０－１００￣／ｏ之间，对 电流变化大和措施井，及时对平衡率进行调整，降低无效功消耗。调整平衡１２４ 井次，调整前后测试平均单井日耗电下降２０．２ＫＷ．ｈ，系统效率提高１．８％。（４） 优化调整生产运行参数。按照“大泵径、长冲程、低冲次”的参数调整原则，对高 冲次井调小参数１４Ｅｌ井、对泵径偏大井换小泵、对低冲程、高冲次抽油杆弹性变 形和惯性损失大的井，调大冲程、调小冲次，平均消耗功率下降２．９ＫＷ．ｈ，平均 系统效率提高１３．４％。（５）改变举升方式，进一步降低机采能耗。从举升方式看， 基本都是采用有杆泵、抽油机连续举升方式采油，而对于日产液小于１０ｔ的井通 过调整工作参数和更换节能电机等很难取得较好的经济效益，可以通过改变举 升方式，建议采用成熟的小排量（１０－２０ｍ３／ｄ）螺杆泵进行连续采油。 ５结论与认识 （１）在电机、抽油机改造工作量大，而耗资大不易执行的情况下。可以通过 加大油井的日常管理力度来达到提高系统效率的目的。（２）对抽油机系统进行 综合分析和治理，找出其影响的主要因素，才能在提高抽油机系统效率，降低单 井能耗上取得较为理想的效果。（３）对油稠产量低的井，可以通过更换螺杆泵来 提高系统效率。
