蘭正昕大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠第二油礦

淺析如何降低抽油機(jī)井的綜合能耗

蘭正昕
大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠第二油礦

摘要：眼下，油田采油機(jī)械設(shè)備所消耗的資源不斷上升，而且油井單油井出油數(shù)量不斷下降，因此在是由采集過程中的節(jié)約資源就成為了一個(gè)相當(dāng)重要的問題。在確保油井產(chǎn)油數(shù)量不變的情況下，尋找具備節(jié)能空間的采油機(jī)械設(shè)備，尤其是投入使用時(shí)間不長的機(jī)械采油井，選取性價(jià)比最高的資源配置方式以及相關(guān)參數(shù)、優(yōu)先選取低能耗采油設(shè)備，在采油過程中必須要用到大量消耗資源的機(jī)械加以改進(jìn)等手段來盡可能的將石油采集設(shè)備的能源消耗量降到最低。

關(guān)鍵詞:抽油機(jī)；節(jié)能；措施；效果

在2014年，對抽油機(jī)井采油系統(tǒng)的工作效率進(jìn)行測試，所測的的采集系統(tǒng)平均工作效率25.34%，測試所得該采油系統(tǒng)單位時(shí)間功耗為7.1 kWh/t，在這之中有92%系統(tǒng)的平均工作效率為25.16%，測試所得該采油系統(tǒng)單位時(shí)間功耗為7.02 kWh/t。在實(shí)際測量過程當(dāng)中，單位時(shí)間功耗超過8.3 kWh/t的高耗能抽油機(jī)井設(shè)備數(shù)量在測試機(jī)井總數(shù)當(dāng)中占據(jù)的比例為48%，測試所得平均單位時(shí)間功耗為14.12kWh/t，這些單位時(shí)間功耗較高的機(jī)井在節(jié)約能源方面有相對較大的空間，因此在降低抽油機(jī)井綜合能耗的過程中成為節(jié)能的主要目標(biāo)。

1　影響抽油機(jī)井系統(tǒng)能耗因素分析

1.1抽油機(jī)機(jī)型偏大

在抽油機(jī)機(jī)型較大的情況下，減速箱的軸承以及齒輪等零部件不可避免的會承受較大的壓力，并由于受力面承受壓力過大因此會進(jìn)一步導(dǎo)致摩擦力增加，從而增加摩擦損耗，也就會帶來單位時(shí)間之內(nèi)的較高功耗。抽油機(jī)載荷的有效比例越低，無無效損耗占據(jù)消耗功率的比重就會越高，抽油機(jī)功率的實(shí)際應(yīng)用效果就越差[1]。由于要排除參數(shù)以及泵效對于單位時(shí)間功率損耗可能產(chǎn)生的影響，因此在選擇統(tǒng)計(jì)樣本的時(shí)候優(yōu)先選取泵效超過50%、沖速低于5 min-1的采油機(jī)井，在選取的這一部分統(tǒng)計(jì)樣本當(dāng)中載荷的實(shí)際利用比例不高于30%且單位時(shí)間功率損耗高于8.3 kWh/ t的采油機(jī)井設(shè)備。

1.2電動(dòng)機(jī)裝機(jī)功率偏大

在電動(dòng)機(jī)額定功率較大情況下，電動(dòng)機(jī)在工作過程中產(chǎn)生的熱損失以及機(jī)械損失同樣較大，無效功率比例也相對更高，單位時(shí)間功率損耗也同樣較高[2]。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在電動(dòng)機(jī)功率的有效功率低于30%的情況下，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作效率會低于70%，功率因數(shù)也不會高于0.6，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中自身的無效耗損比例同樣會提升，因此整個(gè)機(jī)械會處在低效能運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。為了在數(shù)據(jù)分析當(dāng)中排除其余的影響因素，因此將有效荷載比例大于65.21%、泵效不低于50%、沖速超過7 min-1的設(shè)備作為本次統(tǒng)計(jì)分析的主要目標(biāo)。在選取的這一部分統(tǒng)計(jì)樣本當(dāng)中載荷的實(shí)際利用比例不高于30%且單位時(shí)間功率損耗高于8.3kWh/t的采油機(jī)井設(shè)備。對得到的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)加以分析我們可以發(fā)現(xiàn)這是由于油井單油井出油數(shù)量下降、液體供應(yīng)能力欠缺、生產(chǎn)參數(shù)不具備改進(jìn)空間、選取的電動(dòng)機(jī)裝機(jī)功率過高所導(dǎo)致的。在這種情況下，可以考慮更換小電動(dòng)機(jī)，從而盡可能將無用功耗比例降到最低，全面提升有效功率的比例，以確保電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程當(dāng)中處于高效工作狀態(tài)。

2　降低能耗主要優(yōu)化措施及效果

2.1針對設(shè)備利用率低的抽油機(jī)井，優(yōu)化設(shè)計(jì)配套措施

2.1.1機(jī)型偏大

在處理由于選擇機(jī)型過大而導(dǎo)致能耗較高的采油機(jī)井設(shè)備時(shí)，應(yīng)該機(jī)型過大的設(shè)備替換為小型設(shè)備。在通過此種手段來治理抽油機(jī)井耗能過高問題之后，每一機(jī)井平均每日可以節(jié)約電能28 kWh。

2.1.2應(yīng)用節(jié)能電動(dòng)機(jī)

在處理由于電動(dòng)機(jī)裝機(jī)功率過高而導(dǎo)致能耗較高的采油機(jī)井設(shè)備時(shí)，采取更換裝機(jī)功率小的節(jié)能型電動(dòng)機(jī)或?qū)ΤＲ?guī)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造，存在此類問題的設(shè)備數(shù)量共有8%。在改后與之前相比較，平均裝機(jī)功率下降了8.3 kW，有效功率占據(jù)的比例提升了2.5%，每一臺設(shè)備平均每天可以節(jié)省電能41.4 kWh，電能節(jié)約比例為24.1%。

2.2針對抽汲參數(shù)不合理的抽油機(jī)井，優(yōu)化匹配參數(shù)

2.2.1優(yōu)化匹配泵徑、地面參數(shù)

在處理正常生產(chǎn)過程當(dāng)中沉沒度較高、泵效相對較高、沖速相對較高高耗能機(jī)井時(shí)，應(yīng)該在檢泵時(shí)機(jī)使用大泵來進(jìn)行替換、采取相應(yīng)方法將沖速盡量調(diào)小。在采取上述措施之后，平均泵徑上升了6 mm，沖速下降了3.1 min-1，因此理論平局排量上升了3.2 m3/ d，沉沒度下降83.1m，泵效與改進(jìn)之前相比提升了9.4%，一臺設(shè)備平均每天可以節(jié)省電能42.1 kWh。

2.2.2調(diào)小參數(shù)

在處理由于沖速過高而導(dǎo)致沉沒度較低、泵效相對較低、因此耗能較高的抽油機(jī)井時(shí)，將其中8.4%口井沖速調(diào)小，其余口井將沖程下調(diào)。在調(diào)整相應(yīng)參數(shù)之后，此類設(shè)備平均每一臺沖速均降低了3 min-1，沉沒度上升了224.1 m，泵效與調(diào)整之前相比提升了6.1%，單位損耗下降了2.51kWh/t，耗損功率同樣降低了3.0 kW，一臺設(shè)備平均每天可以節(jié)省電能52kWh。

3　經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)過對耗能較高的抽油機(jī)井加以改進(jìn)，到年底為止，抽油機(jī)井系統(tǒng)效率與去年同期相比上升了0.07%，采集每一噸液體所耗費(fèi)的電能下降了0.31kWh/t。自2014年至今，在對抽油機(jī)井系統(tǒng)當(dāng)中耗能設(shè)備改進(jìn)的過程中，經(jīng)過對單井能耗水平以及對能耗產(chǎn)生影響的各個(gè)因素進(jìn)行分析，對功耗較大設(shè)備加以改進(jìn)，起到了較好的效果，預(yù)計(jì)年度可以節(jié)約的電能為341.18×104kWh。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉野.降低抽油機(jī)井井口回壓工藝方案[J].石油石化節(jié)能, 2013,(8):49-50

[2]李鶴.降低抽油機(jī)井能耗方法的探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2013,(1)

[3]王曼,王林平,魏立軍等.降低抽油機(jī)井地面能耗技術(shù)在安塞油田的應(yīng)用[J].節(jié)能技術(shù),2013,31(3):281-284