油井机采系统优化调整与技术改造

1、油井机采系统优化调整与技术改造摘要：机采系统效率是评价机采系统用能水平的重要指标，也是反映采油用能 水平的重要指标。提高机采系统效率是油田降本增效的重要途径。目前机械采油 设备动力不匹配，高耗能设备，油井生产参数不合理，系统优化措施落实不到位， 是导致油井平均系统效率低主要因素。系统优化与技术改造是提高油井系统效率 的主要途径。关键词：抽油机；机采效率；降本增效；途径机采井的系统效率是机采井能 源利用水平的主要指标。对以机采井为主要生产方式的油田而言，实现降本增效 的一个重要的途径就是提高机采井的系统效率。国内外研究资料表明：抽油机井 系统效率的理论上限为49%，理论下限41%。通过应用节能减

2、速装置、电泵转抽、 参数优化，合理沉没度等措施提高了机采井的系统效率，对油田节能降耗具有一 定的借鉴作用。抽油机井能量传递分为地面和地下多个环节，以光杆悬绳器为界，可将系统 分为地面和井下两部分。地面部分又可细分为电机、减速箱及皮带、四连杆四环 节；井下部分可细分为密封盒、抽油杆、抽油泵、管柱四部分，地面井下共八部 分，抽油机井系统的功率损失分布于八个环节之中。由于油藏构造的复杂性、地 层的非均质性和污染程度的不同，往往不能准确地预测油井产能。有些油井受注 采关系的影响，投产后能量下降很快；有些井注水见效，产能又有所回升。这些 动态变化都造成了一些油井供排关系的不协调，出现高沉没度或供液不足的

3、现象， 很大程度上影响着油井机采系统效率。1机采系统能源因素1.1地面因素分析：（1）井口：抽油机基础下陷井口不 对中，造成偏磨，增加抽油机的负荷，还容易造成断光杆，井口盘根盒过紧，也 会增加抽油机负荷，从而增加油井电量。（2）回压：油稠含水低、，流动速度 慢，回压增高。增加了驴头的悬点负荷。（3）减速箱：抽油机减速箱机油不合格，润滑不好，导致传动效率低，能 耗增大，存在异响，说明内部有损坏，齿轮啮合不好，造成能耗增大。减速箱轴 承润滑不好，扭矩增大，造成电机耗电量高。（4）四连杆：四连杆机构各部位 的轴承润滑要达到要求，连杆长度要一致，抽油机剪刀差要符合要求。（5）皮 带及四点一线：皮带松紧

4、、数量及质量达不到要求，皮带的传动效率低，增加电 机的负荷，皮带的单根和连带情况也不同程度的影响传动效率。（6）自控箱： 无电容补偿或补偿不够和补偿过量都会导致功率因数低。（7）电机：1）电机耗 电首先取决于负载大小，即驴头负荷及各系统的传动效率；2）功率因数的大小 即电机与负载的匹配关系与负载的平衡状况。3）电机有功功率的大小也是影响 电机功率利用率的主要因素，4）电机输入端的电压和电流的高低也直接影响电 机的功率。5）电机的转数损失的大小也是影响电机功率的因素，6）抽油机不平 衡，电机上下行电流差别很大，造成单井耗电量增加。7）电机三角型运转的电 流是星型运转的1.72倍，在其他条件不变的

5、情况下，耗电量也会增加0.72倍， 所以星型运转比三角形运转省电。8）节能电机的使用可明显降低电机耗电量。（8）毛辫子：毛辫子断股或打扭，造成两根毛辫子受力不均匀，驴头载荷增加， 或造成井口偏磨，增加电机能耗。（9）电网：电网是整个用电设备的枢纽，影 响系统效率的因素是电流的大小及线路损耗，保证系统电压的稳定性，合理匹配 自控箱电容并更换节能自控箱，减少无功损耗。（10）动力线：动力线要按要求 连接，电缆不能过长，增加电阻率，增加能耗。（11）生产参数：生产参数要达 到合理的规范内，对于泵不存在问题的井，泵效小于50%和大于100%的可适当 降低生产参数。1.2地下因素分析：杆泵组合：泵在油井

6、中的下入深度，是选择抽油机和 抽油杆的主要依据。也是使抽油井在合理的压差下生产，达到既不破坏油层的岩 石结构，又能高产的目的。沉没度：沉没度的大小决定油井生产是否做正功。沉没度大，杆、管弹性 伸缩，泵的冲程损失大。一般考虑沉没度300-400米，出砂：油井出砂严重， 防砂失败，泵筒内的砂增加了活塞与泵筒的摩擦阻力，增加驴头负荷，电耗增加。1.3系统节点潜力分析为摸清机采系统能源利用状况，按照节点分析的方法， 通过对部分油井进行分节点测试统计分析，能源消耗流分布及潜力情况见下图三 从能源流向分析可以看出，抽油机、电机、杆管泵以及变压器是能耗的关键节点。2节能设备在生产中的应用和评价针对机采系统针

7、对抽油机电机配备功率过 大，电机效率低、能源消耗高等现象，以供电线路为载体，降低线路网损为基准、 提高供电质量为目标，推广永磁电机、智能节能控制柜，变频器调速新技术，螺 杆泵采油技术，通过现场跟踪检测和对比分析，经过现场的运行实践和跟踪测试 分析，该系统推广应用永磁电机、皮带机、智能式及变频控制柜、螺杆泵技术、 等节电效果比较好、运行质量比较可靠，宜于推广。3技术措施3.1实施产液结构调整，控制特高含水低效液量，降低产油能耗 建立实施特高含水井月度分析机制，每月逐口井从井网、注采关系、注采比、综 合效益等方面论证、分析，提出综合治理建议，实施小幅度调参降液，降低低效 循环。实施注水结构调整，提

8、高有效注水，协调注采关系，恢复地层能量，从源 头上治理高单耗、低效率井。3.2实施节能技术优化改造，提高能源利用效率（1）优化泵型、泵径、杆管 组合，提高井筒效率。充分利用油井生产参数优化软件，对每口井进行优化设计， 寻找泵型泵径、杆管组合最佳优化方案，使油井生产参数保持中在良好的区域运 行。（2）优化生产参数，提高工况合格率.3.3加强机采系统细化管理、优化系统 运行效率（1）做好日常升温降压工作，调整好井口盘根的松紧度。（2）对基础下陷造成井口偏磨的抽油机及时进行调整。按时测电流及时调 整抽油机平衡。（3）按时清洗减速箱机油，保证其运转良好，减少磨损。（4） 及时标定两连杆长度和测定剪刀差

9、并及时汇报调整（5）皮带松紧合适，调整好 四点一线，提高传动效率。（6）定期检查保养电控柜，及时检测电容完好情况 确定合理的电容容量。（7）根据机型匹配合适功率的电机，保证需用电机性能 良好，功率因数高。（8）合理匹配自控箱电容并更换节能自控柜，减少无功损 耗，保障电网系统电压的稳定性。（9）根据油井的产液状况调整合适的生产参数，以减少能耗。3.4推进节能技术的应用，优化地面设备匹配，提高地面设备运行效率根据 目前抽油机油井现场电动机配置情况调查分析，按照油井的运行参数现场需求优 化设备。推广节能永磁电机节电技术。当油井抽油泵排量系数小于0.4时，抽油 机井应降低冲次运行，可采用变极多速电动机、超高滑差电动机。油井抽油机冲 次大于0.5次/分钟、小于2次/分钟时，可优先选用变极多速电动机。机采系统实施整体节能技术改造后，机采系统效率提高了 3.7个百分点，提 液用电单耗由原来的8.9 kwh /吨液降到7.15kwh /吨液，预计年节电量达到28 万kWh，年创经济效益15万元。4结束语（1）改善油井供排关系，是提高机采系统效率的首要因素，通过系 统科