提高抽油井的系统效率

1、LOGO石油开发中心2009年 Q C 成 果 材 料单 位 名 称 ：石油开发中心胜科管理区小 组 名 称 ：生产管理室 QC小组前前 言言石油开发中心胜科管理区位于广饶北部10公里，生产区块包括草4块、草104块、草109块、草128块、草705块等五个区块，主要含油层系为S2、S3、S4等三套含油层系，油藏为高孔、高渗构造岩性稠油油藏，开发方式以蒸汽吞吐为主。胜科管理区96%以上的井，为抽油机井采油，所用设备为高原皮带抽油机，因此提高抽油机井系统效率是我们节能降耗的关键。目目 录录小组概况小组概况 1选题依据选题依据 2原因分析原因分析 5现状调查现状调查 3确定目标确定目标 4要因确认

2、要因确认 6制定对策制定对策 7对策实施对策实施 8制定巩固措施制定巩固措施 10效果确认效果确认 9总结回顾和今后打算总结回顾和今后打算 11一、小组概况一、小组概况小组名称小组名称胜科生产管理室胜科生产管理室QC小组小组建组时间建组时间2008.9注册编号注册编号SYKF-002-2009注册时间注册时间200905小组类型小组类型攻关型攻关型活动日期活动日期2008.92009.9TQC教育教育24小时小时活动次数活动次数12次次活动时间活动时间60小时小时TQC获证率获证率活动方式活动方式集中活动与分散活动相结合集中活动与分散活动相结合活动主题活动主题提高抽油井的系统效率提高抽油井的系

3、统效率小组成员情况小组成员情况序号序号姓名姓名性别性别年龄年龄职务职务(称称)组内分工组内分工1李李 明明男男工程师工程师组长组长2常学义常学义男男高级技师高级技师协调实施协调实施3张学全张学全男男工程师工程师组织实施组织实施4彭彭 辉辉男男技术员技术员方案实施方案实施5崔崔惠惠 池池男男工人工人方案实施方案实施二、选题理由二、选题理由油井308口开井213口抽油机井为206口年耗电量1818万kwh，电费1135万元，占电费使用的35%，是采油生产的主要成本构成之一。降低耗电量提高抽油机井系统效率，是实现节本降耗的关键。下面就针对如何提高抽油机井系统效率进行分析研究，找出原因，制定对策并组织

4、实施，这是我们QC小组活动的课题。 三、现状调查三、现状调查胜科管理区胜科管理区2008年系统效率测试图年系统效率测试图首先我们对胜科管理区系统效率进行了统计，下图为管理区2008年系统效率统计图:胜科抽油机系胜科抽油机系统效率为统效率为18.71%，系，系统 效 率 低 。统 效 率 低 。 四、确定目标值四、确定目标值 目目 标标 值值目标值制定依据目标值制定依据 、根据周边采油、根据周边采油厂系统效率，以及我厂系统效率，以及我们生产现状。们生产现状。、中心系统效率、中心系统效率考核指标为考核指标为20%20%。 我们我们QCQC小组小组通过对油井生产的全过程通过对油井生产的全过程进行分析

5、进行分析 ，根据机抽系统工作特点，根据机抽系统工作特点,将机将机抽系统的效率分为两部分抽系统的效率分为两部分,即地面系统效即地面系统效率和井下系统效率。以光杆悬绳器为界率和井下系统效率。以光杆悬绳器为界,悬绳器以上的机械传动效率和电机效率为悬绳器以上的机械传动效率和电机效率为地面效率地面效率;悬绳器以下到抽油泵悬绳器以下到抽油泵,再由抽油再由抽油泵到井口泵到井口(包括井口回压包括井口回压) 的效率为井下的效率为井下效率。显然效率。显然,提高机抽井的系统效率即是提高机抽井的系统效率即是提高地面系统效率和井下系统效率。下图提高地面系统效率和井下系统效率。下图反映了抽油机井系统效率各节点的影响因反映

6、了抽油机井系统效率各节点的影响因素。素。五、原因分析五、原因分析对影响抽油机系统效率各对影响抽油机系统效率各末端因素进行了逐个确认末端因素进行了逐个确认 六、要因确认六、要因确认序号末端因素确认内容确认方法标准负责人完成日期1励磁耗能电机自身消耗电能现场确认电机型号，功率功率高的励磁电机自身消耗电能高常学义2008.92抽油机上下行负荷负荷相差过大造成电机多做功，消耗能量现场录取抽油机上下行电流通过计算上下行时电机做功量比较张学全2008.93皮带松紧度皮带过松或过紧造成能耗损失现场确认皮带过松时打滑过紧时发热张学全2008.104四点一线的调整皮带轮四点不一线造成摩擦损失现场确认观察皮带是否

7、出现侧边偏磨发热现场张学全2008.105设备润滑状况抽油机润滑不好造成摩擦损失现场确认在减速箱润滑油缺失时，减速箱温度升高常学义2008.106井口不对中井口不对中造成摩擦损失现场确认不对中时光杆偏磨，温度高常学义2008.117抽油杆负荷抽油杆与油管、原油摩擦粘滞阻力现场确认在油稠时是否存在电流升高情况常学义2009.18冲次影响冲次高时载荷增大现场对比比较调节冲次并测取载荷应冲次高时载荷大彭 辉2009.29泵漏失耗能增加现场确认与计算抽油机单井吨液耗能增加常学义2009.110供液不足耗能增加现场确认与计算抽油机单井吨液耗能增加 常学义 2009.1六、要因确认六、要因确认要因确认一：

8、励磁部分耗能要因确认一：励磁部分耗能 电磁调速电机它的工作原理是调节电磁调速电机的转差率来改变输出转速的.它励磁耗能大，工作效率低。 结论：胜科管理区开发初期所有抽油机所配的电机均为37千瓦电磁调速电机，励磁部分的耗能大，效率低，严重影响系统效率。确认为要因。要要 因因六、要因确认六、要因确认要因确认二：抽油机不平衡要因确认二：抽油机不平衡 抽油机运转在不平衡时，会造成无功消耗增加，浪费电能，降低系统效率。 结论：草桥油田是靠热力开采的稠油油田，需要定期转周期注气，油井在每个周期的不同时期负荷差别严重，如不及时调整，会造成平衡率低，无功损耗大，确认为要因。要要 因因非要因非要因 皮带松紧不合适

9、会造成滑差损失，降低其传动效率，在过紧的情况下，加大电机轴承的摩擦，降低系统效率。 结论：滑差损失对耗能影响较小，而且通过现场调查，皮带松紧大都符合要求，确认为非要因。要因确认三：皮带松紧不合适要因确认三：皮带松紧不合适六、要因确认六、要因确认非要因非要因要因确认四：四点一线的调整要因确认四：四点一线的调整 皮带四点不一线会造成额外的摩擦损失而影响系统效率。 结论：现场工人在安装皮带时采用四点拉线的方式确认，经过现场调查，大都符合四点一线要求，确认为非要因。要因确认五：设备润滑状况要因确认五：设备润滑状况 抽油机的传动效率主要取决于设备的润滑状况，抽油机润滑状况不好会增加摩擦阻力降低传动效率，

10、降低系统效率。 结论：现场检查，胜科管理区现场设备润滑率达到了100%，因设备润滑造成耗能少，确认为非要因。非要因非要因六、要因确认六、要因确认要因确认六：井口不对中要因确认六：井口不对中 其主要的功率损失为光杆与盘根盒中填料产生偏磨，摩擦损失增大。 结论：光杆与盘根摩擦耗能对系统效率影响较小。确认为非要因。非要因非要因要因确认七：抽油杆负荷要因确认七：抽油杆负荷 抽油杆除承担自身与液体重负荷外，还受系统压力，粘滞阻力等因素影响，这些情况会增加抽油杆负荷，导致耗能增大。 结论：胜科管理区为稠油开采，相对稀油，井口回压高，粘滞阻力大，增大了抽油杆负荷。确认为要因。要要 因因六、要因确认六、要因确

11、认要因确认八：生产参数影响要因确认八：生产参数影响 冲次对系统效率有影响。冲次越高, 抽油机悬点承受的动力也越大,因为惯性载荷与冲次的平方成正比，抽油杆与液体间的粘滞阻力也越大, 特别在斜井及稠油井中杆管间的摩擦力及摩擦次数增加, 相应的损耗明显增加。 结论：同一周期内供液情况变化大，如不及时调整生产参数，会造成不必要的电能消耗，确认为要因。要要 因因要因确认九：供液不足，泵、管漏失要因确认九：供液不足，泵、管漏失的影响的影响 在泵、管漏失或供液不足时，使得抽油机做的无用功增加，增加了吨液能耗，降低了系统效率。 结论：稠油转周生产末期，油井供液不足是一个必然现象；泵、管漏失会造成泵效低，产液低

12、，泵效低导致系统效率低。确认为要因。要要 因因七、制定对策七、制定对策针对造成抽油机系统效率低的要因 小组成员经过反复讨论制定了相应对策，并编制了对策表要因对策目标措施负责人完成时间地点励磁部分耗能优化电机组合使电机消耗电量降低30%在油井试验三速电机，变频+30KW普通电机组合，优化皮带轮组合武斌杰2009.3胜科各采油平台与单井生产参数影响优化抽油机生产参数通过降低生产参数，降低惯性载荷和杆管摩擦对处于转周生产末期，沉没度低，泵效低油井进行参数调整彭辉2009.5胜科各采油平台与单井抽油机不平衡优化抽油机平衡率保证每口油井平衡率在85%以上。加强资料录取，保证每口油井每天录取电流一次，采取

13、动态调平衡。李明2009.2胜科各采油平台与单井抽油杆负荷加强地面流程管理降低井口回压使油井回压保持0.8mpa以下采取地面掺水方式，降低井口回压常学义2009.5胜科各采油平台与单井泵效低1、及时转周2、加强洗井提高泵效，提高产液能力控制油井套气，加强洗井，加强低效井提液措施张学全2009.8胜科各采油平台与单井八、对策实施八、对策实施泰峰三速电机长安电机+泵业变频组合群峰减速电机+泵业变频组合长安整套（电机+变频组合）瑞奇曼整套（电机+变频组合）胜利泵业整套合计采油1队1891542采油2队6251010289采油3队33合计62181428102134更换电机统计表 8.18.1、优化电

14、机组合、优化电机组合 针对电磁调速电机耗电多的情况，我们积极与中心协调，先后跟换各类节能电机134台（套），用于替代以前使用的电磁调速电机。电磁调速电机 泰丰三速电机电机+变频组合 由于以上各类电机在工作原理上与电磁调速电机不同，由于以上各类电机在工作原理上与电磁调速电机不同，均克服了电磁调速电机励磁部分耗能较大的弊端，故与以前均克服了电磁调速电机励磁部分耗能较大的弊端，故与以前使用的电磁调速电机相比，具有明显的节能效果。具体情况使用的电磁调速电机相比，具有明显的节能效果。具体情况如下：如下：8.1优化电机组合优化电机组合型号型号拥有台数拥有台数平均日耗电量平均日耗电量（kwhkwh）平均日节

15、电量平均日节电量（ kwhkwh ）节电率节电率效果排序效果排序三速电机三速电机6464145145484824.8%24.8%3 3变频变频+30KW+30KW普普通电机组合通电机组合5656131131787837%37%2 2变频变频+ +减速电减速电机组合机组合1414122122919142%42%1 1管理区平均管理区平均134134136.75136.7565.0365.0332.23%32.23%134134台套节能电机，按台套节能电机，按80%80%的开井时率计算，每日可的开井时率计算，每日可节约用电节约用电6971kwh6971kwh，此策效果显著。，此策效果显著。 在三速

16、电机使用过程中我们发现使用低档位由于电机功率较小，负载率高，电流高可达50A，导致电机噪音较大。高档位功率较大，转速大，既不节能又无法满足低冲次要求。所以正常使用档位选择在中档。但为了满足冲次在0.5-1.5之间的要求，我们将抽油机514mm、414mm的皮带轮更换为614mm皮带轮，然后中档运行，电流大幅下降，一般在25A左右，耗电量明显下降平均日节电10kwh。我们先后更换皮带轮42个。下面是更换皮带轮照片与前后日耗电对比表。8.1优化电机组合优化电机组合井号514皮带轮614皮带轮节电（kwh）档位日耗电kwh中速日耗电kwhCQC4-9-X422低速137中速1289CQC4-9-X4

17、23低速134中速1289CQC4-10-X312低速145中速13015CQC4-5-X328低速140中速12911CQC4-6-X327低速140中速12713CQC低速135中速12015CQC4-8-X325低速137中速1298 8.2优化生产参数优化生产参数井号调参前生产数据5.11调参后生成数据5.14泵深 m日节电KWH 冲次液量 t沉没度液面 m日耗电kwh系统效率冲次液量 t液面 m日耗电kwh系统效率CQC4-6-X325 1.155810910012.5%0.74.510489012.6%114910CQC4-6-X326 1.14.71509891809.2%0.7

18、4.7101612010.9%113960CQC4-7-X325 1.14.3881011505.7%0.74.59061206.7%110030CQC4-8-X427 1.46.6161102406.2%1.16.610941609.0%112180CQC4-10-X426 1.44.4361161808.4%1.15.5116315010.8%120330CQC4-7-X315 1.52.5719501503.0%1.12.89501404.0%102110CQC4-8-X314 1.57.54096012014.2%1.17.392511012.1%100010CQC4-12-X426

19、1.25.1651131409.4%17.5116911512.4%120325CQC4-7-X323 12.71191002015.1%0.539751509.6%112051调参前后效果对比 部分油井由于处于转周生产末期，沉没度低，泵效低，我们对其生产参数进行了优部分油井由于处于转周生产末期，沉没度低，泵效低，我们对其生产参数进行了优化调整。通过调整生产参数，降低惯性载荷和杆管摩擦，还减少了杆管漏失机率。相应化调整。通过调整生产参数，降低惯性载荷和杆管摩擦，还减少了杆管漏失机率。相应降低参数后，产液量和产油量几乎没有变化，耗电量明显减少，系统效率提高。降低参数后，产液量和产油量几乎没有变化

20、，耗电量明显减少，系统效率提高。 8.3优化抽油机平衡率优化抽油机平衡率 抽油机不平衡将增加无功损耗浪费电能，还影响设备的正常运转。稠油热采井的每个周期内的前后负荷差异很大，如不及时调整，会增加电能消耗，降低系统效率，针对这个原因我们采取了动态平衡方案，每口井每天测一次电流，发现平衡率小于85%就及时调整，一般每口井在每个周期初期、中期、后期至少调三次平衡，有效的保证了平衡率，提高了系统效率，今年以来，共调抽油机平衡75井次，使我管理区油井平衡率保持在95%以上。井号调前调后节电效果kwh电流 A日耗电kwh电流 A日耗电kwhCQC4-6-X42623/3017326/2515716CQC4

21、-7-X42628/2116425/2515311CQC4-8-X32537/2818931/2917514CQC4-8-X32615/1111713/1210512C Q C 4 - 1 0 -X43013/1812314/1310716C Q C 4 - 1 1 -X43047/3723740/3921126 井口回压高会影响产液量和增加抽油杆的负荷，液量低会降低系统效率，抽油杆负荷增加，会增加耗电量，同样降低系统效率，针对的此种情况，我们对回压大于0.8MPA的油井采取了地面掺水的措施，有效的降低了井口回压。对偏远井站我们采取了螺杆泵降低回压的措施。 8.4加强地面流程管理降低回压加强地

22、面流程管理降低回压掺水降回压TEXTTEXTTEXTTEXT 8.5供液不足井及时转周供液不足井及时转周 对由于供液不足造成沉没度低的油井，根据稠油特点及时转周作业补充地层能量。提高供液能力，提高泵效，提高系统效率。注汽转周 8.6加强洗井加强洗井 对负荷重和沉没度高但泵效低的油井进行洗井：我们每周对所辖油井工况分析一次，发现不正常井及时洗井，降低油井负荷，提高泵效，提高不正常油井系统效率，今年累计维护洗井23井次。泵效低洗井井号洗井时间洗井前生产情况洗井后生产情况对比洗井原因液量日耗电电流液量日耗电电流日增液t日节电kwhATACQC4-11-X4142009-1-2 6.216035/32

23、8.7 14827/252.512负荷重CQC128-X122009-1-84.315733/304.914526/240.612负荷重CQC104-92009-2-1916.616135/3317.814626/251.215负荷重CQC104-X632009-4-168.917353/519.215645/430.317负荷重CQC20-12-182009-7-86.415348/4910.314646/463.97泵效低CQC 4-8-X2152009-1-3 4.514947/489.114545/464.64泵效低CQC4-8-X3132009-8-22.814243/426.513940/393.73泵效低 8.7加强地面管理（非要因治理）加强地面管理（非要因治理）为了更好的提高系统效率，我们对非要因也进行了治理：确保油井“五率一线”符合要求，我们采取不定期抽查与月度检查相结合