抽油机井机采系统效率影响因素分析

1、抽油机井机采系统效率影响因素分析摘要 机采系统效率的高低受多种因素影响 ,主要包括 地面因素、井下因素和管理因素。本文主要从这几个方面展 开,分析机采系统效率的具体影响因素。关键词 抽油机 ;机采系统效率 ;影响因素中图分类号 TE933 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2010)31-0066-020 引言抽油机井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系统输入能量之比,系统效率值的高低直接反映一个单位抽油机井管理的好坏,已经成为抽油机井的一样重要指标 ,它的值每提高一个百分点 ,将为 单位 ,为国家节省大量的能源 ,我们有必要也迫切需要提高抽 油机

2、井系统效率。根据有杆泵抽油机井系统效率的构成 ,可以知到 ,在油井 地层条件一定的情况下影响机采系统效率的主要因素包括 地面因素、 井下因素和管理因素等方面 ,而且这三者之间是相 互联系与制约的。1 地面因素对机采系统效率的影响1) 目前 ,油井常用的电动机一般为 Y 系列普通三相异步 电动机。 由于其机械特点的硬特性 ,与抽油机的交变载荷运动 特点匹配性差 ;而且为满足抽油机的启动和修井要求在选择 电动机时都留有足够的容量裕度 ,而电动机在正常运行时均 以轻载运行 ,“大马拉小车”现象比较突出。总体而言 ,普通 三相异步电动机负载率低 ,节能效果差 ,机采系统效率受到较 大影响。2）传动皮带

3、和减速箱对机采系统效率的影响 传动皮带和减速箱对机采系统效率的影响主要体现在 传动过程中摩擦造成的功率损失。目前,抽油机传动皮带多为普通三角皮带 （一般为 3 根8 根不等）和窄 V 联组皮带。由于制造工艺水平的限制 ,几根皮 带组合使用的普通三角皮带松紧程度很难保持一致,传动时会造成皮带间因受力不均而引起相互错动、 打滑和振动 ,因而 降低了传动效率。减速箱的功率损失包括轴承摩擦损失和齿轮摩擦损失。 目前在用的多数是长期运转或修复拼合使用的减速箱,由于轴承、齿轮磨损 ,以及配件间的传动配合、润滑状况等原因,增加了传动摩擦损失 ,对减速箱输出功率有着明显的影响。3）抽油机四连杆机构对机采系统效

4、率的影响 主要在于摩擦传动过程的功率损失和毛辫子在往复运 动过程中的弹性变形所造成的损失 ,其损失率与和毛辫子的 质量与保养等有直接关系。2 井下因素对机采系统效率的影响1）盘根盒的影响突出表现在密封填料的材质、产出液含 水率的高低和井口对中程度等方面。 现场功图测试结果证明 部分油井盘根盒密封填料过紧或盘根盒与光杆的对中性差 , 造成光杆上、 下行程中的磨阻增加 ,引起抽油机悬点负荷变化 1t2t 左右 ,最大、最小悬点载荷差值变大 ,光杆功率损失增加 0.8%1.5%, 造成井下系统效率降低 ;2）抽油杆的影响在于抽油杆功率的损失 ,主要包括抽油 杆与油管的摩擦损失、抽油杆与井下液体之间的

5、摩擦损失、 杆柱弹性伸缩损失。杆、管、泵之间的磨擦阻力是影响抽油 机井系统效率的关键因素。 在油藏开发中后期 ,由于含水的不 断上升 ,加上油井出砂加剧 ,造成井下抽油设备砂磨严重 ,使得 抽油杆与油管间的摩阻、油管、杆与流体间的摩阻、抽油泵 与柱塞间的滑动摩阻增大 ,杆、管变形加剧 ,对系统效率的影 响增大。据计算 , 1 000m 深抽井冲程损失最高可达到 0.6m0.8m, 抽油杆有效冲程降低 ,抽油泵容积损失增加 ;而偏 磨对管柱的影响主要是造成油管漏失和弹性伸缩损失。因此 管杆偏磨会严重影响井下系统效率 ;3）抽油泵效率做为机采系统井下效率重要的一部分,其功率损失主要为抽油泵柱塞与衬

6、套之间的摩擦损失、泵漏失 损失、产出液流经泵阀时由于水力引起的功率损失。由于目 前油田开发进入后期阶段 ,所开采区块 ,油层多 ,各层特点不同油层供液能力差异大 ,砂、蜡、水、稠、气、偏磨、结垢等各 种复杂因素对深井泵的工作带来诸多不利影响,导致抽油泵泵效较低 ,影响了井下系统效率 ;4）油管柱功率损失会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、油管弹性伸缩损失等。3 管理因素对机采系统效率的影响1）日常管理工作中 ,地面设备润滑保养及传动皮带调整 不及时、盘根盒调整不到位会降低电动机、减速箱、四连杆 机构和盘根盒的效率。2）抽油机平衡度的影响

7、 :抽油机平衡度调整不理想将会 增加抽油机悬点动载荷 ,不仅影响到连杆机构、 减速箱和电动 机的效率与寿命 ,而且会使油井能耗增加 0.15 kW?h/h0.25kW?h/h, 系统效率降低。如果调整好抽油机平衡 度,则可以有效减少电机耗电 ,而且可以将系统效率提高 0.6%2.6%;3）抽汲参数 （泵径、泵深、冲程、冲次、抽油杆组合 ） 的 选择对机采系统效率的影响会直接通过井下效率的高低和 油井免修期的长短反映出来。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。如果冲程冲次与泵径泵深参数值配合太低或太高 都会降低机采系统有效功率 ;在举升高度和产量一定的情况 下 ,较重的抽油杆组合耗能较大 ;对同一种杆柱 ,随冲程的增加 和冲次的降低 ,其耗能下降 ,而系统效率得到提高。对于提高机采系统效率 ,我们主要从以下方面开展。 针对 井下因素的影响我们提出 “优化设计方法” ,针对地面因素我 们坚持加强设备配套和管理 ,来提高抽油机井系统效率。 即在 满足油井产量的前提下 ,以能量消耗最低或机采成本最低为 原则 ,通过优化作业井杆柱设计、 改造地面配套