浅谈如何提高抽油机系统效率

2013-08-15李文强

山东工业技术 2013年12期

李文强

(胜利油田滨南采油厂，山东滨州 256600)

0 前言

抽油机井采油的原理是将电能从地面传递给井下液体，从而把井下液体举升到井口。抽油系统工作时，就是一个能量不断传递和转化的过程，能量每一次传递和转化都将有一定的损失。从地面供入系统的能量扣除各种损失后，就是系统所给液体的有效能量，该有效能量与系统输入能量的比值称为抽油机井系统效率。

1 影响抽油机井系统效率的主要因素

抽油机井的系统效率与地面、井下两大系统能量损失有关，地面部分的能量损失发生在电动机、皮带一减速箱、四连杆机构中，而井下能耗损失主要与抽油杆运动能耗和深井泵的容积效率有关，由于杆柱运动能耗及深井泵容积效率均与杆柱和抽汲参数设计有关，因此，在地面抽油设备一定的条件下，杆柱和抽汲参数的优化设计成为影响抽油机井系统效率的主要因素。

1.1 抽油杆尺寸对能耗的影响

泵径38.1mm，在举升高度为1828.8m、产量为79.49m3/d时，随着冲程的增加，分别采用4种杆柱组合的能耗情况进行分析。较重的抽油杆柱能耗较大，25mm×19mm×16mm、25mm×22mm×19mm 杆柱能耗高，耗电费用也相应较高，但随着冲程的增加，四种杆柱能耗均下降，对于某一特定的杆柱存在某一最小冲程使其能耗较低。22mm×19mm、25mm×22mm×19mm×16mm、25mm×22mm×19mm 三种杆柱组合在冲程增加到4.2m时，电费降低明显，之后下降趋于平缓，因此冲程需保持合理的值，才可明显降耗。

1.2 冲程S和冲次n对系统效率的影响

对于同一有效扬程，不同抽汲参数(SN)，随着冲程、冲次的降低，系统效率下降，其中冲次越高系统效率降低明显，当冲程均为2.6m，冲次由每分钟6次增加到l2次时系统效率下降近9个百分点左右。

1.3 泵径对能耗的影响随着泵径的增加耗电费增加，但随着冲程的增加，能耗下降趋势减缓

其原因是大直径的泵，可以在较低的冲次下获得所要求的产液量，从而再使水利损失和摩擦损失减小，使系统损失减小。

1.4 管理工作对系统效率的影响

管理工作的好坏直接影响系统效率，例如抽油机平衡调整得不好，驴头与井口偏差过大，密封装置过紧，传动皮带过松等情况都会降低系统效率。

2 提高抽油机系统效率的措施和方法

2.1 提高地面系统效率的方法

2.1.1 提高电机效率

根据前面分析，提高电机效率要从三方面开展工作：提高抽油机平衡度、合理匹配电机功率、应用高效电机。

2.1.2 提高抽油机效率

提高抽油机效率主要是应用高效抽油机和做好维护保养。双驴头抽油机、皮带抽油机等节能型抽油机在各油田都有很好的应用。

2.2 采用特种抽油杆

近年来，国内外在新材料抽油杆和连续抽油杆方面有了很大进展，其中有铝合金抽油杆、玻璃钢抽油杆，加拿大Corod抽油杆、钢丝绳抽油杆等。玻璃钢、Corod、钢丝绳三种抽油杆在很多油田进行过较大面积的推广应用或试验应用，都取得了较好的效果。由于它们的单位长度重量轻、抗拉强度高，后2种抽油杆中间还无接箍连接，因此，将它们用于抽油系统，井下功率损失小，可增加有效功率，特别适合于深抽井。当然，使用中存在的问题还有待于进一步改进完善。

2.3 提高井下系统效率的方法

提高井下系统效率主要通过参数优化、杆管优化来实现，另外原油物性、盘根盒摩阻等对系统效率都有一定的影响。

2.3.1 优化生产参数

抽汲参数及杆管组合对地面效率及井下效率都有影响。研究与试验表明，在众多的抽汲参数中，抽油机冲次n和冲程S、泵径d、沉没度h以及杆管尺寸对系统效率(特别是井下效率)影响较大。一般来讲，对于一口具体的抽油机井，在满足提液需要的情况下，应选择最优化的参数组合方式，即选用提高抽油机井系统效率优化设计软件来实现。

2.3.2 防蜡降黏技术

对结蜡严重的油井实施清防蜡降黏，可提高管柱效率和抽油杆传动效率。

2.3.3 合理调整盘根盒

盘根盒密封过紧及偏磨都会增加抽油机悬点载荷，试验证明，摩阻的增加可引起驴头悬点负荷变化1t左右，功率损失增加8%～15%，电机功率增加0.5kW～1.5kW，系统效率降低1～3个百分点。因此，光杆的对中调整及松紧度适中的盘根对系统效率的提高具有重要意义。

2.4 采用配套措施

有些油田气油比较高，由于气体影响，降低了抽油泵的充满程度，使抽油泵的泵效很低，这必然使整个抽油系统的效率降低。为了克服气体对泵效的不良影响，根据油井产量、气油比大小及地层情况等，可以采用井下分离器、助流器等先进成熟的工艺技术，促使抽油机系统效率的提高。

2.5 提高日常管理水平

保证抽油机的平衡度要求，抽油机工作时平衡度应为85%～120%；适当调节皮带及盘根盒的松紧；加强对抽油机运动时的滑润，减少连杆机构的磨损等。已知影响井下效率的主要因素是深井泵排量系数、抽油杆柱的磨损和油井的非正常漏失，而提高有效功率主要是提高产液量，提高深井泵排量系数，而降低井下功率损失的主要途径是减少抽油杆柱的磨损和油井的非正常漏失。因此，要提高系统效率，就要解决油井的非正常漏失、抽吸参数的不匹配、泵的沉没度不合适及气体影响等矛盾。