抽油机节能技术在长庆油田中的应用

1、抽油机节能技术在长庆油田中的应用2008年第9期内蒙古石油化工95抽油机节能技术在长庆油田中的应用乔守武,梁旭,詹健,王哲(1.长庆油田第四采油厂;2.西南石油大学研究生院)摘要:随着国内对原油需求的不断增长,长庆油田石油开采勘探和开发工业得到飞速发展,但是长庆油田多为低渗透油藏,开采过程需要抽油机进行抽取,消耗了大量的电能,抽油机耗电量约占油田总用电量的4O,可见,抽油机节能是长庆油田推广”电机系统节能”的重点,所以,长庆油田十分重视节约电能,对现有的游梁式抽油机进行了改进,并不断引进新技术,新方法,降低了抽油机能耗,取得了良好的效果.关键词:长庆油田;抽油机;节能;新工艺;新技术1长庆油田

2、抽油机能耗情况简介随着我国经济的快速发展,我国对石油的需求飞速增长,过去难以动用的油藏开始开采以满足日益增长的需求,目前,长庆油田多为低渗透,低孔隙度和低地层压力的三低油藏,石油渗流能力比较差,油井无法靠地层压力实现自流,大部分油藏要靠注水压油入井,再用抽油机把石油从地层中提升上来,以水换油或者以电换油是长庆油田的现实.因此,长庆油田开采需要大量的抽油机,消耗了大量的电能,总耗电量超过油田总用电量的4O,电费在石油开采成本中占了相当大的比例.“十一五”期间,随着长庆油田油气建设规模的迅速发展和油气产量的跨越式增长,大量常用的常规游梁式油机能耗大,采油成本高,长床油田节能降耗面临的压力愈来愈大,

3、对现今使用的常规游梁式抽油机进行技术改造已成为迫切任务.2抽油机的能耗原因分析目前,长庆油田应用最为广泛的是游梁式抽油机,它是油田的耗电大户,其用电量约占油田总用电量的4o,且总体效率很低,据调查一般仅在3o左右.目前,长庆油田抽油机低效率高耗能主要有以下三个原因:2.1抽油机方面曲柄平衡式抽油机本身机械效率比较低,主要有:a,由于曲柄配重形成几何偏心,转动惯量极大,为启动必须配套大容量电机,运转时又是大马拉小车,造成很大的低功率因数空载能耗,无功损耗大,b,该机残余不平衡量大,运转中出现减速机较高的峰值和较低的谷值负扭矩,从而使均方根功耗大.游梁抽油机是一种带有冲击性的周期交变负载,启动转矩

4、大,在一个周期内负载波动很大,这种负载要求驱动电动机在选择容量时留有足够的余量,以保证带载起动时能克服抽油机较大的惯性扭矩,满足起动要求.在运行时有足够的过载能力,以克服交变载荷的最大扭矩,这就造成了运行过程中大多数情况下电动机处于轻载状态,运行效率和功率因数都很低.游梁抽油机在运行过程中,曲柄的角度是时刻变化的,不同的角度平衡效果是不同的.当相位角有大于9o.的情况下,有功电流为负,这就是发电状态,平衡效果越差,发电越多.但是从电动机原理上看,在电动和发电的转换过程中电动机正好处在效率最低段,整个过程中能量转换的效率特别低.2.2油井方面:长庆油田大多属低孔隙度,低渗透和低地层压力的三低油藏

5、,油藏油气流体渗透能力收稿日期:2OO8一O112作者简介:乔守武(1978-),2002年西安石油学院石油工程专业毕业,采油中级工程师,长庆油田第四采油厂杨米涧作业区技术责任工程师.96内蒙古石油化工2008年第9期较差,其工况表现为平均泵效不足38,空抽现象严重,泵的利用效率低,所用抽油机不能满足低渗透油藏的油井这一实际情况.2.3因抽油机系统抽汲参数冲程,冲次调整不合理,普遍冲程过大,没有满足井下液面动态平衡工况,致使空抽现象普遍,造成大量无功损耗,这也造成了抽油机效率较低.以上这些原因造成抽油机能耗过大,油井开采的电费成本居高不下,因此,对现今使用的常规游梁式抽油机进行技术改造已成为迫

6、切任务.3抽油机节能的实施为降低抽油机的能耗,长庆油田加大投入,对抽油机改进,不断引进抽油机节能的新技术,新工艺,并结合管理节能的新举措,主要工作有:3.1通过改造与引进实施抽油机节能抽油机节能改造包括使用节能型抽油机和抽油机节能电控装置两个方面,对此两大技术的研究至今方兴未艾,根据资料统计,这些改进机型的节电率可以达到2O9/5以上.采用节能型抽油机.节能型抽油机主要包括异相曲柄平衡抽油机,前置式抽油机,双驴头抽油机,直线电机式抽油机和渐开线抽油机等.这些新型节能型抽油机是在常规型游梁式抽油机的基础上发展的新一代抽油设备,不仅保持了常规机的优点,同时还具有低冲次,节能,系统效率高等优点.其中

7、,渐开线抽油机是新一代节能抽油机,不但节能效果有大幅度提高,而且曲柄轴净扭矩曲线变化平缓,消除了负扭矩,在相同参数条件下,该机减速箱额定扭矩下降3O以上,装机功率下降5O左右,具有显着的节电效果,是抽油机的发展方向.目前,长庆油田公司在新开发的西峰油田引进节能型抽油机共计1172台,占抽油机总数的95.9,年节约电费1100万元以上.采用继电接触器调压节能.抽油机起动时都是带载起动,惯性矩较大,且总在上下死点处起动,油田在选配电机时为了起动顺利,不影响生产,一般按最大扭矩选配电机,而抽油机起动后正常工作时平均转矩与最大扭矩相比又较低,所以电机输入功率仅有额定功率的三分之一,这是造成”大马拉小车

8、”的主要原因.用继电接触器对抽油机电机定子绕组进行切换,将每相绕组分成两部分,接成三角形一星形混和绕组,降低了相电压及输入功率,达到了节能的目的.3.2应用机采系统效率优化技术降低单耗.长庆油田在投产前,根据采油井抽汲液量的大小,选用相匹配的抽油机,避免了空抽;并通过系统优化软件对杆管柱组合进行优化,也起到了提高抽油机节能的效果.3.3针对长庆油田低渗透油藏的低产低效井比例较多,而开采过程中抽油机耗电量大的实际情况,长庆油田技术人员积极开展科技攻关,通过对泵效低于35的采油井,对冲程冲次进行了合理化调整;并对产量小于2t,泵效低于15以及间歇油井,摸索出油规律,分别实施16/8,12/12,8/16等不同小时数的间开制度.通过对低产低效井的工作制度的调整,不但提高了泵效,同时也降低了抽油机的能耗.长庆油田加大节能新技术,新工艺的推广,应用,并结合富有成效的管理节能,技术节能的新思路和新举措,对抽油机进行了节能改造,在石油产量快速发展的同时,在抽油机节能实施中取得了良好的效果.4认识和总结4.1坚持对现有抽油机改造和新技术,新工艺引进相结合,并实施有效的节能管理,才能取得良好的效果.4.2长庆油田投入大量资金用于节能技术改造,为提高节能效果作出了保证,在以后抽油机节能工作实施中,需要在以后的工作中不断加大投入,以