張曉磊（大慶石油管理局技術(shù)監(jiān)督中心）

長期以來，傳統(tǒng)抽油機(jī)以其成熟的技術(shù)、可靠的性能被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外各油田，但是傳統(tǒng)機(jī)型所固有的采油的方式造成“空抽”現(xiàn)象嚴(yán)重，使得噸液能耗增加，噸油成本不能得到有效控制。針對(duì)這一普遍問題，大慶榆對(duì)林油田根據(jù)自身油田的特點(diǎn)進(jìn)行了積極的研究和探索，技術(shù)人員進(jìn)行了大量現(xiàn)場試驗(yàn)，通過采用智能型提撈抽油機(jī)可以有效地降耗采油系統(tǒng)能耗、提高機(jī)采系統(tǒng)效率及提升采油效率都具有重要作用，可以有效的解決該問題。

1 智能型提撈抽油機(jī)

1.1 裝置結(jié)構(gòu)

智能提撈式抽油機(jī)主要由3部分構(gòu)成：智能地面主機(jī)、復(fù)合鋼絲繩及井下抽油器組成，見圖1。

圖1 提撈式抽油機(jī)結(jié)構(gòu)圖

地面主機(jī)由減速電動(dòng)機(jī)、柔性抽油桿卷筒、排繩器、井架、剎車器、及自動(dòng)化控制裝置等部分構(gòu)成。滾筒的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過鏈傳動(dòng)帶動(dòng)排繩器主動(dòng)鏈輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)鏈條回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，鏈條上的滑塊，隨同鏈條帶動(dòng)滑槽架往復(fù)運(yùn)動(dòng)，滑槽架帶動(dòng)鋼絲繩同步在滾筒上纏繞，減少了因裝置排繩紊亂造成鋼絲繩擠壓的問題。

復(fù)合鋼絲繩采用?°6+1?±結(jié)構(gòu)，單根、單股鋼絲編織時(shí)均采用復(fù)合材料完全填滿鋼絲繩內(nèi)部縫隙，并采取特殊工藝在鋼絲繩主體外層整體包覆耐磨復(fù)合材料，使鋼絲繩內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密，強(qiáng)度高，外部光滑，井口密封可靠。

井下抽油器在內(nèi)外壓壓縮膨脹密封方式的基礎(chǔ)上，采用內(nèi)襯金屬環(huán)彈性補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，通過密封材料的優(yōu)化，選用多種橡膠材料制作膠筒。

1.2 工作原理

當(dāng)智能提撈式抽油機(jī)工作時(shí)，制動(dòng)器松開，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，在加重桿的作用下，井下抽油器帶著鋼絲繩勻速下行。當(dāng)井下抽油器到達(dá)液面時(shí)，地面控制系統(tǒng)根據(jù)井下液位傳感器檢測到的鋼絲繩負(fù)荷變化，判斷井下抽油器是否已到達(dá)液面，并將液位傳感器所檢測抽油器當(dāng)前距離設(shè)定為井下液面深度，地面控制系統(tǒng)根據(jù)用戶設(shè)置的遇液下行距離，并且在不超出用戶設(shè)定的下行停車距離的前提下，控制井下抽油器繼續(xù)下行至指定深度，電動(dòng)機(jī)停止，剎車制動(dòng)，井下抽油器停留在該位置，此時(shí)，制動(dòng)器松開，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，抽油器在鋼絲繩的帶動(dòng)下上行抽油，當(dāng)井下抽油器上行至已設(shè)定的上行深度時(shí)，控制系統(tǒng)控制電動(dòng)機(jī)停止，制動(dòng)器制動(dòng)，完成一次抽油。地面控制系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)液面恢復(fù)速度確定抽油的間歇時(shí)間，待液面恢復(fù)到一定程度后，控制系統(tǒng)便控制抽油器下行，開始下一個(gè)工作循環(huán)。

2 現(xiàn)場試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)方法

按SY/T 5264—2012《油田生產(chǎn)系統(tǒng)能耗測試和計(jì)算方法》采用“效果比較測定法”，即在可比的條件下，將應(yīng)用智能提撈抽油機(jī)前后的能耗指標(biāo)進(jìn)行比較，用節(jié)能率表示其節(jié)能效果，并按相關(guān)標(biāo)注進(jìn)行評(píng)價(jià)[1]。

2.2 試驗(yàn)區(qū)塊

根據(jù)試驗(yàn)需要本次測試主要選擇2個(gè)區(qū)塊進(jìn)行測試，即樹322與樹16，試驗(yàn)區(qū)塊為低滲透地層，由于地層為低滲透油層，地層供液不強(qiáng)，單井產(chǎn)液量不高。樹322區(qū)塊，面積為4.5 km2，共有油井64口，其中游梁式抽油機(jī)59口，智能提撈抽油機(jī)5口，占總數(shù)的7.81%；樹16區(qū)塊，面積為4 km2，共有油井59口，其中游梁式抽油機(jī)52口，智能提撈抽油機(jī)7口，占總數(shù)的11.86%。

本次測試共選擇6口井進(jìn)行對(duì)比測試，其中樹322區(qū)塊4口井，樹16區(qū)塊2口井，見表1。

表1 游梁式抽油機(jī)基礎(chǔ)參數(shù)

從表1可知，試驗(yàn)井平均檢泵周期為626 d，定期加清防蠟劑，沒有熱洗。

2.3 現(xiàn)場測試

2.3.1 抽油機(jī)運(yùn)行狀況現(xiàn)場測試

在大慶榆樹林油田樹322區(qū)塊及樹16區(qū)塊應(yīng)用提撈抽油機(jī)之前對(duì)原6口抽油機(jī)運(yùn)行狀況進(jìn)行現(xiàn)場測試，在正常生產(chǎn)情況下，每口井油井測試3次，測試結(jié)果：游梁式抽油機(jī)運(yùn)行時(shí)，平均電動(dòng)機(jī)輸入功率為5 kW，平均含水率為12.02%，平均沖速為3.6min-1，平均產(chǎn)液量為1.43 t/d，見表2。

2.3.2 應(yīng)用提撈抽油機(jī)現(xiàn)場測試

對(duì)榆樹林油田樹322區(qū)塊及樹16區(qū)塊6口抽油機(jī)應(yīng)用提撈抽油機(jī)之后，現(xiàn)場加藥、熱洗及運(yùn)行狀況進(jìn)行測試，在正常生產(chǎn)情況下，每口油井測試3次，測試結(jié)果見表3。

表2 游梁式抽油機(jī)測試數(shù)據(jù)

表3 智能提撈抽油機(jī)加藥及熱洗測試情況

測試6口提撈抽油機(jī)油井的上行平均有效功率為5.92 kW，平均電壓為235.98 V，平均含水率為4.85%，平均沖速為4.7min-1，平均產(chǎn)液量為2.08 t/d，見表4。

表4 智能提撈抽油機(jī)測試數(shù)據(jù)

3 試驗(yàn)結(jié)果

依據(jù)SY/T6422—2008《石油企業(yè)節(jié)能產(chǎn)品節(jié)能效果測定》，從能耗及產(chǎn)液情況2個(gè)方面，對(duì)游梁抽油機(jī)與提撈抽油機(jī)運(yùn)行效果進(jìn)行比較[2]，比較結(jié)果見表5。

從表5可以看出，安裝智能提撈抽油機(jī)后，平均噸液單耗由83.75 kWh/t降到13.57 kWh/t，平均年節(jié)約電量約為5.43×104kWh。

表5 游梁式抽油機(jī)與智能提撈抽油機(jī)運(yùn)行比較

4 經(jīng)濟(jì)核算

從節(jié)能及管理2個(gè)方面來對(duì)抽油機(jī)改造后的生產(chǎn)運(yùn)行成本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及核算。

1）投資費(fèi)用：該裝置沒有抽油桿、抽油泵、無需扶正器等，節(jié)省一次性投資＝抽油機(jī)裝置費(fèi)用－智能抽油裝置費(fèi)用＝28.4－24＝4.4萬元；

2）維護(hù)費(fèi)用：年節(jié)省維護(hù)費(fèi)用＝年維護(hù)材料費(fèi)用＋年調(diào)參及易損件更換工時(shí)費(fèi)＋年熱洗費(fèi)用＋年加藥費(fèi)用＋年檢泵作業(yè)費(fèi)用＋年檢泵作業(yè)工具費(fèi)用，經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算平均單井年節(jié)約費(fèi)用約為3.07萬元；

3）節(jié)電費(fèi)用：抽油機(jī)年運(yùn)行天數(shù)按330d計(jì)算，電費(fèi)按目前油田統(tǒng)一現(xiàn)行價(jià)格0.554元/kWh計(jì)算，所測6口改造抽油機(jī)井平均單井年節(jié)約電費(fèi)約為3.26萬元。

4）投資回收期

油田公司抽油機(jī)財(cái)務(wù)統(tǒng)一折舊年限為8年，凈殘值按原值的3%處理。榆樹林油田所測6臺(tái)抽油機(jī)井，均采用該辦法進(jìn)行折舊并計(jì)算投資回收期，經(jīng)過詳細(xì)計(jì)算，測試區(qū)塊抽油機(jī)改造平均投資回收期約為3.9年。

5 認(rèn)識(shí)

1）提撈井特點(diǎn)是全井油管當(dāng)做抽油泵筒，將膠桶當(dāng)做抽油柱塞，具有沖程長、泵效高的特點(diǎn)對(duì)于低滲透油田具有一定負(fù)壓解堵作用；

2）低能耗軟拖動(dòng)抽油技術(shù)適用于低滲透油田低產(chǎn)液井的開采。該技術(shù)采用了合理流壓下的間歇采油，節(jié)能效果明顯，并且結(jié)構(gòu)簡單，方便管理，可以降低檢泵作業(yè)、日常維護(hù)費(fèi)用。有效地解決低滲透油田能耗高、系統(tǒng)效率低的問題。

3）可適當(dāng)延長疑難井的免修期，對(duì)治理由于油里含沙、含泥、結(jié)垢、含蠟等導(dǎo)致頻繁作業(yè)的疑難井具有較好應(yīng)用效果。

4）存在漏失量微觀上無法準(zhǔn)確評(píng)估，只能宏觀上粗略判斷。

[1]SY/T 5264—2012 油田生產(chǎn)系統(tǒng)能耗測試和計(jì)算方法[S].北京:石油工業(yè)出版社,2012.

[2]SY/T 6422—2008 石油企業(yè)節(jié)能產(chǎn)品節(jié)能效果測定[S].北京:石油工業(yè)出版社,2008.