樊文鋼 大慶油田采油工程研究院

大慶薩北油田抽油機(jī)降機(jī)型試驗(yàn)

樊文鋼 大慶油田采油工程研究院

針對(duì)常規(guī)的根據(jù)產(chǎn)能預(yù)測(cè)結(jié)果選擇抽油機(jī)機(jī)型偏大、載荷利用率低、投資高等問題，開展了抽油機(jī)降機(jī)型試驗(yàn)研究。薩北油田抽油機(jī)降機(jī)型后，電機(jī)總裝機(jī)功率下調(diào)了3.659 kW，平均機(jī)型降低1.3個(gè)級(jí)別，最大降低2個(gè)級(jí)別，保留38口對(duì)比井機(jī)型不變，節(jié)省投資415萬(wàn)元。對(duì)已投產(chǎn)的降機(jī)型試驗(yàn)井和對(duì)比井進(jìn)行隨機(jī)能耗測(cè)試，綜合節(jié)電率達(dá)到20.4%，系統(tǒng)效率提高了4.2個(gè)百分點(diǎn)，噸液百米耗電下降了11.8%，163口井年節(jié)約電量355.9×104kW·h。

抽油機(jī)；載荷利用率；柔性拖動(dòng)；降機(jī)型

薩北油田經(jīng)過了40年的開發(fā)調(diào)整，目前綜合含水達(dá)到92.04%，已進(jìn)入特高含水期開采階段。為減緩油田產(chǎn)量的遞減，控制含水，采取聚合物驅(qū)開發(fā)。抽油機(jī)是油井生產(chǎn)中的主要設(shè)備之一，通常情況下，1臺(tái)抽油機(jī)能夠滿足1口油井生產(chǎn)全過程的正常使用，其價(jià)格在10～20萬(wàn)元，占一口井總投產(chǎn)費(fèi)用的1/2以上。針對(duì)常規(guī)的根據(jù)產(chǎn)能預(yù)測(cè)結(jié)果選擇抽油機(jī)機(jī)型偏大、載荷利用率低、投資高等問題，開展了抽油機(jī)降機(jī)型試驗(yàn)研究，以達(dá)到降投資、節(jié)能降耗的目的。

1 抽油機(jī)柔性拖動(dòng)控制技術(shù)

通過分析游梁式抽油機(jī)作為負(fù)載的特殊性，并結(jié)合數(shù)字化的人工拖動(dòng)特性曲線表明，在功率較大時(shí)，可適當(dāng)降低電機(jī)轉(zhuǎn)速；在功率較小時(shí)，可適當(dāng)提高電機(jī)轉(zhuǎn)速。一方面使系統(tǒng)具有較高的工作效率，另一方面也保證了抽油機(jī)的沖程、沖次基本不變。這也就使得系統(tǒng)功率曲線的變化趨勢(shì)變緩，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的柔性拖動(dòng)控制。抽油機(jī)不同拖動(dòng)特性的扭矩曲線見圖1

1.1 柔性拖動(dòng)對(duì)峰值載荷和峰值扭矩的影響

試驗(yàn)井常規(guī)拖動(dòng)與柔性拖動(dòng)示功圖測(cè)試結(jié)果表明，峰值載荷從53.48 kN降到45.36 kN，下降了8.12 kN（降幅15.2%）。從示功圖圖形對(duì)比來(lái)看，懸點(diǎn)最大載荷明顯下降。

圖1 抽油機(jī)不同拖動(dòng)特性的扭矩曲線

根據(jù)示功圖做出曲柄速度及扭矩曲線圖，見圖2。

圖2 常規(guī)拖動(dòng)與柔性拖動(dòng)曲柄扭矩及速度曲線

從圖2看出，峰值扭矩從50.04 kN·m降到36.74 kN·m，下降了26.6%。從圖中曲柄扭矩曲線對(duì)比可以看出，柔性拖動(dòng)控制的峰值扭矩明顯低于常規(guī)拖動(dòng)，曲線變化平緩，更加趨向平均值；從曲柄轉(zhuǎn)速曲線對(duì)比可以看出，柔性拖動(dòng)控制的曲柄轉(zhuǎn)速變化明顯,而常規(guī)拖動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)速變化不大，基本是恒轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)。

1.2 柔性拖動(dòng)對(duì)電機(jī)實(shí)耗功率的影響

常規(guī)拖動(dòng)與柔性拖動(dòng)實(shí)測(cè)對(duì)比分析表明，同工況下，峰值功率由27.47 kW降到24.94 kW，下降9.2%；平均綜合耗電由11.189 kW降到9.272 kW，下降17.13%。

2 應(yīng)用及效益分析

2.1 應(yīng)用情況

對(duì)原設(shè)計(jì)的201口抽油機(jī)井中的163口井進(jìn)行抽油機(jī)機(jī)型調(diào)整，全部安裝抽油機(jī)柔性拖動(dòng)控制器，見表1。電機(jī)總裝機(jī)功率下調(diào)了3.659 kW，平均機(jī)型降低1.3個(gè)級(jí)別，最大降低2個(gè)級(jí)別，保留38口對(duì)比井機(jī)型不變。從生產(chǎn)井的載荷和產(chǎn)液情況看，能夠滿足生產(chǎn)需要，見表2。

2.2 效益分析

抽油機(jī)降機(jī)型后，節(jié)省投資415萬(wàn)元，見表3。對(duì)已投產(chǎn)的降機(jī)型試驗(yàn)井和對(duì)比井進(jìn)行隨機(jī)能耗測(cè)試，綜合節(jié)電率達(dá)到20.4%，系統(tǒng)效率高了4.2個(gè)百分點(diǎn)，噸液百米耗電下降了11.8%，163口井年節(jié)約電量355.9×104kW·h。

表1 抽油機(jī)機(jī)型調(diào)整前后對(duì)比

表2 生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

表3 降機(jī)型試驗(yàn)地面投資前后對(duì)比

3 結(jié)語(yǔ)

（1）薩北油田的試驗(yàn)結(jié)果表明，抽油機(jī)降機(jī)型滿足了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)要求，試驗(yàn)取得了較好效果，可為同類油田經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)提供借鑒。

（2）抽油機(jī)降機(jī)型試驗(yàn)降低一次性投資415萬(wàn)元，年節(jié)電355.9×104kW·h，節(jié)能、降投資效果顯著。

10.3969/j.issn.1006-6896.2011.11.016

（欄目主持 楊 軍）