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关于如何提高抽油机井系统效率的对策研究

2021-09-10张波

油气·石油与天然气科学 2021年7期
关键词:抽油机井效率系统

张波

摘要:科学化管理是提高抽油机井系统效率的有效手段。针对降低抽油机生产能耗,在不增加成本的情况下,优化生产管理方式是提高抽油机井系统效率的有效方法。只要把日常工作做严,做细,原因分析清楚,措施实施得当,就能实现向管理要效益,油井系统效率得到提高的目的。

关键词:抽油机井;系统;效率

抽油机井系统效率是衡量油井工作水平的重要因素,也是一项反映油井工作效率和用电损耗的重要指标。提高抽油机井系统效率已经成为各油田节能降耗、降低生产成本、提高经济效益的一个重要途径。

1抽油机井系统效率的组成

抽油机井举升过程是一个能量不断转化和传递的过程,在每一次转化和传递中都将损失一部分能量。从地面供入系统的能量扣除系统的各种损失以后,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。根据抽油机系统工作特点,可将抽油机井的系统效率分为地面和井下两部分。

2提高抽油机井系统效率方法

2.1优化组合地面节能设备

提高抽油机工作效率。推广应用下偏杠铃抽油机、双驴头抽油机和塔架式抽油机等高效节能抽油机。通过对抽油机四连杆结构的优化设计和平衡方式的完善来改变抽油机曲柄轴净扭矩曲线的形状和大小,使其波动平坦,减少负扭矩,从而减少抽油机的周期载荷系数,提高电动机的工作效率,达到节能的目的。强化抽油机日常维护保养,做到“五及时”,即及时调整抽油机平衡、及时调整光杆对中率、及时调整盘根和皮带松紧度、及时润滑保养轴承和齿轮等部件和及时紧固地面设备部件。

提高电动机工作效率。推广应用高效节能电动机。常规游梁式抽油机设计使用传统异步电动机驱动,电动机的平均负载率很低,电能浪费巨大,通过应用高效节能电动机,降低了能量损耗,提高了电动机输出效率。推广应用抽油机井多功能调速控制箱。该控制箱具有软启动功能,可有效降低启动功率及电流,同时具有无级调节冲速功能,能够使参数无法下调井实现供采平衡。在应用过程中体现出调参方便,可节省大量的人力物力。

2.2合理调整井下工作参数

提高抽油泵泵效。提高抽油泵质量,主要措施是改进抽油泵结构、提高柱塞和泵筒的表面处理工艺、提升材料强度等级,降低柱塞和泵筒的间隙等。加强生产管理,对于供液严重不足的抽油机井,在保证产液量不降前提下,应通过完善注采关系、调小生产参数、加深泵挂和改变工作制度等措施提高抽油泵泵效;对于非正常漏失严重的油井,需要及时检换抽油泵来提高抽油泵泵效。

优化油井沉没度。加强低沉没度井治理,治理措施包括加强注水、调小生产参数、检换小泵、油层压裂酸化和加深泵挂等;加强高沉没度井治理,治理措施包括连通水井控水、调大生产参数、检换大泵、堵水和上提泵挂等。

优化抽汲参数及杆、管选型配套。优化抽汲参数方面,按照“大泵径、长冲程、低冲速、合理沉没度”组合原则优化生产参数;优化抽油杆选型配套方面,采取连续抽油杆、高强度抽油杆和添加抽油杆扶正装置等措施,提高抽油杆传送效率;优化油管选型配套方面,通过油管及螺纹处添加密封脂、选用摩擦系数低的内衬管增加油管表面光滑度和油管锚定等措施,提高油管传送效率。

2.3优化油井工艺设计,提高井下效率

(1)提浅泵挂:由以上分析,在保证合理沉没度的前提下,抽油机井提浅泵挂可减少抽油杆、节箍与油管、液柱发生磨擦造成的功率损失;可减少油管柱部分的漏失损失和水力损失;可减少上冲程时的抽油机的负荷,减少泵的漏失,提高泵效,从而提高系统效率。

(2)合理选择泵径:在目前设备状况和油井要求产液量一定的情况下,选用目前设备的最大冲程,合理的选择泵径抽油泵,而采用较低的冲次,可减少抽油系统中各个磨擦部分的功率损失,从而提高机采系统效率。

2.4精确平衡实现节能

实验表明,当上冲程电流与下冲程电流的比值在80%一100%之间时能耗最低,而普通抽油机往往不能达到上述平衡效果。通过在常规抽油机上增设机构实现对抽油机的精确平衡,从而使抽油机的复合平衡曲线与负荷曲线更相似,分散了峰值扭矩,减小扭矩,使净扭矩曲线更加平滑,达到节能目的。

2.5提高井下系统效率的途径

1)提高泵效。泵效是影响系统效率的重要方面。一般而言,在保证产液量的前提下,应尽可能选择较大泵径、长冲程、低冲速、合理泵深;但对于供液严重不足的油井,在保证产液量不降前提下,应通过调小生产参数(冲速、冲程、泵径)、加深泵挂、间歇开抽、油管锚定等措施提高抽油泵效,提高系统效率;对于非正常漏失严重的油井,需要及时检泵提高泵效。泵效处于20%—80%之间的抽油机井,系统效率多数在20%以上,系统效率合格率较高。

2)优化沉没度。沉没度对泵效及系统效率影响很大,沉没度过大造成抽油机上下行程悬点载荷增加,磨阻增大,管柱效率降低,地面能耗增加;沉沒度过小会降低泵效。泵挂深度变化时,油井产液量随下泵深度的增加,有先上升后降低的规律。沉没度过大,不但对提高产量无益,反而会增加悬点载荷,增大电动机负荷,降低系统效率。因此,合理选择沉没度对油井系统效率的提高十分重要。

3)优化抽汲参数及合理管杆组合。对供液充足的油井,按照大泵径、长冲程、低冲速、合理沉没度的组合原则优化生产参数;供液严重不足的油井,按照小泵径、深泵挂,低冲速的原则,对现有抽油机井进行重新优设计。杆管组合也是优化设计的重要方面,不合理的杆管组合对系统效率有一定影响。

2.6合理调整盘根盒松紧度

光杆与盘根盒间的磨阻大小直接影响功率损失。当盘根盒密封过紧或盘根盒与光杆的对中性差时,光杆上、下行程中磨阻的增加可引起驴头悬点负荷增大,这样最大、最小悬点载荷差值变大,抽油机功率损失增加,引起系统效率降低。因此,理调整盘根的松紧度是降低悬点载荷,提高系统效率的重要措施。

结语

抽油机电动机效率、抽油泵效率、抽油杆效率及管柱效率为影响系统效率的主要因素。抽油泵效率优化上,可以通过参数调整、管柱调整等措施调整供排关系,将沉没度调整至200—300m,系统效率最高,能耗效率最高。合理安排洗井周期,可以降低抽油机运行电流,降低交变载荷,从而降低杆管摩擦阻力,进而提升杆管效率,提升系统效率。地面平衡调整、盘根调整虽然对系统效率影响占比较小,但仍是不可忽视的部分,依然存在较大节能潜力。

参考文献:

[1]付玉佳。提高抽油机井系统效率的方法研究[J].石油石化节能,2018,8(7):3.

[2]宋福昌。节点理论在抽油机系统节能中的应用[J].中外能源,2010,7(15):101.

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