在保持合理供采關(guān)系的情況下，分析常規(guī)抽油機的特點、使用現(xiàn)狀及負載特性，探索其節(jié)能潛力，降低油井故障率、檢泵率，減少能耗、降低成本、提高經(jīng)濟效益。從生產(chǎn)參數(shù)調(diào)整、降低懸點載荷、提高泵效、平衡方式等方面提出了提高常規(guī)抽油機系統(tǒng)效率的對策。
《機械職業(yè)教育》主要刊登有關(guān)職業(yè)教育研究及教育教學(xué)改革的理論探討和實踐總結(jié)，傳遞國家關(guān)于職業(yè)教育的方針政策，推動職教改革，促進我國職教事業(yè)的發(fā)展。
合理調(diào)整抽油機井生產(chǎn)參數(shù)，控制故障率有效降低油井檢泵率;統(tǒng)計某隊常規(guī)抽油機井生產(chǎn)參數(shù)及節(jié)能特點，精確調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)。常規(guī)抽油機結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、維修方便、使用可靠、可以長期在油田全天候運轉(zhuǎn)等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用。但是抽油機也有其自身的缺點，如慣性載荷大、動載大、平衡困難、上下沖程扭矩波動大、效率較低、在長沖程時體積較大和笨重以及設(shè)備投產(chǎn)后更新難度大等。統(tǒng)計某隊目前在運抽油機井80口，平均沉沒度169米，平均泵效約為50.7%，系統(tǒng)效率平均在32.45%左右。充分利用沖程及精確沖次調(diào)整方法，對于地面參數(shù)已調(diào)至最小的抽油機井，設(shè)計研制合理的減速裝置。通過對抽油機井生產(chǎn)參數(shù)合理調(diào)整，盡量保持合理沉沒度，保證長沖程慢沖次節(jié)能效果。
1沉沒度不合理對抽油機井正常生產(chǎn)的影響
1.1沉沒度過低
(1)如果油井的沉沒度過低，泵在供液不足的狀況下抽汲時，可產(chǎn)生液擊現(xiàn)象，并導(dǎo)致額外的沖擊載荷。液體的沖擊載荷與泵徑的關(guān)系很大，泵徑越大沖擊載荷越大，液擊使桿管最大載荷與最小載荷的差值增大，螺旋扭矩也越大，桿、管斷脫的可能性越大。
(2)沉沒度太低，油套環(huán)形空間內(nèi)的液體就少，對油管的徑向束縛力就小，油管的徑向擺動就會相對劇烈，抽油桿運動時與油管接觸產(chǎn)生偏磨，這種磨損不僅傷害抽油桿接箍，也嚴(yán)重損壞油管，進而導(dǎo)致桿斷或油管漏。
(3)沉沒度太低，生產(chǎn)壓差大，地層容易出砂，當(dāng)泵進行抽汲的時候，沉沒度偏低，當(dāng)泵來回抽汲時，液體產(chǎn)生渦流而使從地層出來的砂礫懸浮在泵底吸入口，容易被活塞抽到泵筒里而卡泵。
1.2沉沒度過高
沉沒度越高，油井的流壓越大，當(dāng)超過了合理界限后，相對一些薄差油層由于滲透率低或者地層壓力低，壓制該層不出液，使該井的產(chǎn)液層層問矛盾突出。而且，當(dāng)沉沒度超過合理的沉沒度后，油井的產(chǎn)量不再增加，系統(tǒng)效率下降。綜上所述有必要控制抽油機井的合理沉沒度，為保持其在合理范圍內(nèi)，需對地面參數(shù)進行調(diào)整。
2精確調(diào)整沖次的方法
首先應(yīng)計算出合理的沖次，泵徑一定的情況下，根據(jù)預(yù)測產(chǎn)量和抽油井的泵效情況確定該井的精確沖次，其次精確調(diào)整皮帶輪的直徑，根據(jù)皮帶傳動的計算公式及減速箱傳動原理得出公式：沖次=電機帶輪外直徑×電機轉(zhuǎn)速/減速皮箱帶輪直徑×傳動化，根據(jù)抽油機現(xiàn)有的沖次得出，預(yù)調(diào)沖次=電機帶輪外直徑×原沖次/原電機帶輪外直徑。
N=
式中：N—沖次，min;qf—預(yù)測產(chǎn)量，t/d;d—抽油泵的泵徑，mm;r—抽汲液體的密度，kg/m3;S—沖次程，m。
3長沖程慢沖次相結(jié)合與節(jié)能效果分折
現(xiàn)場實際生產(chǎn)過程中沖次越大，則對抽油設(shè)備的損壞越嚴(yán)重，尤其是使抽油桿的疲勞程度加劇，加劇抽油桿的偏磨，提高抽油機井故障率，因此在能夠保證單井正常泵效，保持合理供采關(guān)系的情況下，實際工作中應(yīng)采取長沖程、慢沖次的工作制度。
(1)常規(guī)抽油機井的負載特點。抽油機靠抽油桿的上下運動將原油抽汲到地面的管網(wǎng)中，抽油機的上沖程提起液柱時需要的功率大，而下沖程時勿需動力可自行下落，為了使負荷均勻，抽油機一般配有平衡機構(gòu)，如平衡塊，電機軸上形成的總負荷轉(zhuǎn)矩為油井負荷扭矩和平衡矩之和，沒的油井其負荷曲線不同，主要與油井的工作制度、工況和平衡有關(guān)，抽油機的負荷曲線特點：抽油機的負荷呈周期性波動，波動頻率常用沖次表示，常規(guī)抽油機沖次一般說來為6～12次/min，即波動周期5～10s，平衡扭矩是一正弦曲線，而油井負荷扭矩不規(guī)則，形成的總負荷扭矩曲線常出一、二次負功率。負載扭矩平均值約為最大值的l/3。
(2)長沖程、低沖次時抽油桿的受力狀況分析。抽油機在不同抽汲參數(shù)下工作時，抽油機懸點所承受的載荷也不一樣，隨著抽汲參數(shù)的增大，抽油機懸點最大載荷增加，最小載荷降低，交變載荷增加，但是隨著沖次的增加，載荷是以平方的形式增加和降低，因此沖次增大對桿的損傷越大。隨著沖次的增加，上沖程時，懸點載荷增大，增加抽油桿的伸長量，使抽油桿疲勞程度加大;下沖程時，懸點載荷降低，下行阻力增大，抽油桿的收縮量增加，抽油桿彎曲程度增加，易產(chǎn)生桿管偏磨;沖次越大，抽油桿柱循環(huán)應(yīng)力次數(shù)越多，抽油桿易發(fā)生疲勞破壞，當(dāng)抽油桿最大應(yīng)力值超過允許應(yīng)力值時，開始形成裂紋，裂紋在反復(fù)交變應(yīng)力作用下發(fā)生擴展，最終導(dǎo)致抽油桿斷。
(3)長沖程、低沖次時泵筒充滿程度及系統(tǒng)效率分析.抽油機在長沖程、低沖次下運行，隨著沖次降低，最小載荷上升，下行阻力減少，抽油桿收縮量減少，有效沖程增加，增加泵排量;沖次降低，可增加油層液體向泵筒內(nèi)流動時間，泵筒充滿程度增加，提高油井的泵效，增加油井的產(chǎn)量，進而提高油井的系統(tǒng)效率。對單井來說抽汲參數(shù)不同，抽油機系統(tǒng)效率不同，而且差別很大;同一沖程下，系統(tǒng)效率隨沖次的增加而降低。對10年我隊沖次下調(diào)的4口抽油機井進行了調(diào)參前后能耗對比，通過數(shù)據(jù)對比得出，沉沒度由55.78m提高到131.74m，系統(tǒng)效率由38.4l%提高到41.58%。結(jié)果表明，百米噸液耗電由1.98kw•h降至1.83kw•h，節(jié)電率為7.75%。
4常規(guī)抽油機的節(jié)能潛力分析及認(rèn)識
影響抽油機井系統(tǒng)效率的因素包括地面部分和井下部分多方面的因素，地面部分因素包括抽油機類型、電動機類型和特性、沖程、沖次、平衡度、皮帶、減速箱、井口油樂、套壓、盤根盒，井下部分因素包括管、桿柱組合、泵深、沉沒度、運行摩阻徑、充滿系數(shù)、桿管偏磨、原油粘度、氣體、結(jié)蠟狀況、地層供液能力。找出影響系統(tǒng)效率的關(guān)鍵性因素，地面、井下各環(huán)節(jié)綜合考慮才能使抽油機系統(tǒng)達到更好的運行效果。通過調(diào)參降低懸點載荷，常規(guī)抽油機工作制度的合理調(diào)整在考慮其負載特點的同時，還要有利于機、桿、泵系統(tǒng)的配合，因此為改變常規(guī)抽油機的交變載荷，盡可能采取低沖次運行，從而可以減緩換向加速度，降低慣性載荷和振動載荷，大大降低減速器的峰值扭矩。
(1)通過放大沖程提高抽油泵充滿系數(shù)、提高泵的容積效率來達到提高系統(tǒng)效率的目的。
(2)通過合理調(diào)整沖次降低沖程損失，提高泵效。
(3)以系統(tǒng)效率最大為目標(biāo)，開展不同_T況參數(shù)條件下常規(guī)抽油機井的系統(tǒng)效率試驗。控制抽油機井平衡率隨著生產(chǎn)時問和工況的變化，抽油機井的平衡狀態(tài)也發(fā)生變化，抽油機井系統(tǒng)的平衡率對抽油機井的系統(tǒng)效率影響較大，保持較高的平衡率是抽油機井節(jié)能降耗的有效手段。
5結(jié)論
(1)可利用推算合理沉沒度、估算調(diào)參后產(chǎn)量，再跟據(jù)計算進一步確定合理地面參數(shù)。
(2)長沖程、慢沖次可改善抽油桿受力狀況，減少抽油桿斷裂幾率，提高系統(tǒng)效率、降低能耗。
(3)通過對抽油機井普遍性因素分析、提高抽油機平衡率、降低抽油機井懸點載荷、提高泵效率等技術(shù)，可以實現(xiàn)抽油機井節(jié)能降耗，運轉(zhuǎn)工況合理。
(4)在確保產(chǎn)液、產(chǎn)油穩(wěn)定的同時，通過調(diào)整工作參數(shù)保持合理的沉沒度，可以提高單井的泵效，降低單井日耗電量，提高系統(tǒng)效率，減少生產(chǎn)成本投入。
參考文獻：
[1]羅英俊，萬仁溥.采油技術(shù)手冊[M].北京：石油工業(yè)出版社，2005.
論文指導(dǎo) >
SCI期刊推薦 >
論文常見問題 >
SCI常見問題 >
