节能型提捞式抽油机的现场应用

2016-06-28杨丽蔡晗奇大庆油田有限责任公司第三采油厂大庆钻探工程公司地质录井一公司

石油石化节能 2016年12期

杨丽蔡晗奇（.大庆油田有限责任公司第三采油厂；.大庆钻探工程公司地质录井一公司）

节能型提捞式抽油机的现场应用

杨丽1蔡晗奇2（1.大庆油田有限责任公司第三采油厂；2.大庆钻探工程公司地质录井一公司）

对于低产抽油机井，存在着设备负载率低、能耗高等不易解决的问题，也存在着机型老化、维修困难、故障点多等生产管理问题。提捞式抽油机具有节电效果显著，易于生产管理的优点，其举升工艺具有智能控制系统，采用间歇式提捞采油，设备维护方便，实现了自动启停、自动量油、自动测量动液面等智能化运行功能，应用节能型提捞式抽油机能有效地避免上述问题。现场应用表明，提捞式抽油机举升方式能够达到正常生产的需求，平均单井百米吨液耗电降低12.22 kWh，日节电率高达86.06%，具有广泛的经济和社会效益，具有良好的应用前景。

提捞式抽油机；节能；智能提捞；提捞抽子；间歇采油

在油田现有的机采方式中，常规游梁式抽油机[1]应用时间最长，范围最广，设备老化日益严重，造成设备效率下降，致使能耗不断增加。当地层供液能力下降时，不能及时调整抽油机以适应油井的生产，造成能源的浪费。同时，常规游梁式抽油机井在杆管偏磨、清防蜡等方面也存在不易解决的问题。因此，现场应用了提捞式抽油机举升新工艺，以此解决低产井能耗及管理问题，为今后低产井的合理采油方式提供了依据。

1 提捞式抽油机工作原理

提捞式抽油机举升工艺是将油管作为泵筒，采用软性连续抽油杆连接提捞抽子进行间歇式提捞采油。将提捞抽子下入到井下预定深度，当提捞抽子上方液柱达到一定高度时，提捞抽子在钢丝绳的带动下上行抽油；当提捞抽子上方液体完全进入回油管线后，提捞抽子下行到预定深度，完成一次抽油过程（图1）。

2 举升技术应用

提捞抽子由胶筒构成，由于普通油管内壁不够光滑，两根油管连接处有空隙，提捞抽子在油管内往复运动时，容易使提捞抽子磨损，造成漏失，影响提捞抽子使用寿命，因此开展了提高油管密封性的研究。

图1 提捞式抽油机结构原理

2.1 环氧粉末油管

新油管经过检验后，进行喷砂除锈，然后喷镀塑化改性环氧粉末。环氧粉末是一种热塑性和热固性粉末的混合体，在静电涂覆固化时，热固性环氧粉末在高温下固化在油管表面形成防腐层，热塑性树脂粉末在高温下不固化，于涂层表面形成防护层。环氧粉末涂层油管具有防腐防蜡的作用，且使油管内壁相对光滑，可以延长提捞抽子的使用寿命。

2.2 油管接口密封装置

通过在油管接箍内管壁锥度中心位置，加工环形凹槽，将与其形状相配合的密封环镶在凹槽内，连接油管即可。它可有效地提高两根油管连接处的密封性，提高油井泵抽吸量，可以使油管达到微缝密封，近似于连续油管的效果，减少漏失量，提高生产效率，并达到节电的目的。

应用这两项技术后，提捞抽子平均使用寿命可以达到221 d，比原来未应用这项技术时，提捞抽子寿命延长了196 d。

2.3 产量计量

通过安装在井口的压力传感器判断出管线何时进液，再根据每次进液时，提捞抽子距井口的距离计算出产液的体积。控制系统将质量和体积数据加以计算、处理，并装入数据存储器，以累计产量的形式在控制屏上显示，其计算公式如下：

式中：

V——提捞一次井液体积，m3；

R——油管内径，m；

r——钢丝绳外径，m；

L——当次提捞进液点，m。

利用罐车称重与控制系统录取数据进行了对比：提捞5次罐车称重6.18 t，而通过控制系统计算为5.87 t，计量误差5%。证明该计量软件能较准确计量单井产量，解决了提捞式抽油机间歇生产带来的量油问题。

2.4 泵况分析诊断

提捞抽子作为提捞式抽油机的“抽油泵”，与普通抽油泵不同，是以油管为工作筒来工作的，因此，对其泵况诊断方法进行研究后，得出以下两种方法：

1）监测进液点。在地层供液能力没有较大变动，提捞抽子启动压力一定的情况下，进液点深度一般不会变化。当提捞抽子发生漏失时，由于在提捞抽子提升过程中井液漏失，进液点与泵况正常时相比升高，据此来判断泵况。

2）监测提捞式抽油机生产运行时压力和电流的变化判断泵况运行状况，其基础仍是进液点的变化。提捞抽子上行时，压缩油管内的气体，此时井口单流阀尚未打开，作用在提捞抽子上的压力增大、抽油机运行电流上升；当接近进液点时，压力和电流上升至最高，然后井口单流阀打开，开始进液，此时压力、电流曲线出现拐点。如果该拐点的出现与泵况正常时相比滞后，则说明提捞抽子出现漏失（图2）。

图2 提捞式抽油机生产运行曲线

2.5 耗电量计量

提捞式抽油机控制系统采用间歇式采油方式，每口油井产量不同，间歇提捞生产制度也不同，给每口井日消耗电量的测量带来了困难。为解决能耗测量，在每口提捞式抽油机井口安装了电能表，可以通过每天读取电能表的度数来记录每口井的日耗电量，既方便又准确。

3 现场应用

3.1 生产状况

A区块共完成10口井的安装，投产后产量基本与转前持平，转为提捞式抽油机后平均单井日增液1.6 t，日产油下降0.3 t，综合含水上升2.6个百分点，含水略有上升。从转为提捞式抽油机井后的

表1 提捞式抽油机生产情况统计

产量可以看出，提捞式抽油机井可以达到普通抽油机井的举升能力，适用油井的正常生产（表1）。

3.2 提捞式抽油机清防蜡效果

提捞式抽油机在运行过程中，提捞抽子与油管之间的环空被密封装置封闭，提捞抽子与油管壁之间没有空隙，而提捞抽子在油管内做往复运动，起到一次彻底清蜡的作用；所以，提捞式抽油机无须清蜡，热洗周期长。

10口提捞式抽油机井，平均热洗周期可达到180 d以上。

4 节能效果

为了更精确地测量提捞式抽油机井的能源[2]消耗状况，每天对每口提捞式抽油机上安装的电能表读数进行定点记录。在提捞式抽油机正常生产的状态下，每隔24 h，读取电能表显示的数值，测量出提捞式抽油机井的日耗电量。通过跟踪10口井的生产，测算出提捞式抽油机井平均单井日耗电量为35.56 kWh，平均单井百米吨液耗电1.98 kWh，与转提捞式抽油机井前能耗对比，平均单井百米吨液耗电降低12.22 kWh，日节电率达86.06%，节能效果显著。