于海山（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠）

抽油機(jī)降沖速節(jié)能裝置應(yīng)用

于海山（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠）

為了有效緩解嚴(yán)重供液不足井生產(chǎn)運(yùn)行狀況及減少能源浪費(fèi)現(xiàn)象，從實(shí)現(xiàn)超低沖速采油的角度出發(fā)，應(yīng)用了抽油機(jī)降沖速節(jié)能裝置。通過在電動(dòng)機(jī)與抽油機(jī)減速箱皮帶輪之間設(shè)置過度輪的方法，實(shí)現(xiàn)了抽油機(jī)超低沖速運(yùn)行。應(yīng)用抽油機(jī)降沖速節(jié)能裝置后，抽油機(jī)沖速可降至1.5 min-1，單井日產(chǎn)液基本保持穩(wěn)定，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)；供液不足現(xiàn)象有所改善，功圖顯示飽滿，沉沒度上升148 m，泵效提高18.3個(gè)百分點(diǎn)；有功功率降低1.2 kW，單井日節(jié)電31.2 kWh，投資回收期約為169 d，系統(tǒng)效率提高1.78個(gè)百分點(diǎn)。抽油機(jī)降沖速節(jié)能裝置在低滲透油田具有廣泛的應(yīng)用前景。

超低沖速；供液不足；泵效；節(jié)能；系統(tǒng)效率

大慶外圍“三低”油田開采普遍存在供液不足或嚴(yán)重供液不足的現(xiàn)象，具有產(chǎn)量低、泵效低、能耗高的特點(diǎn)，節(jié)能降本問題突出。嚴(yán)重供液不足的抽油機(jī)井地面運(yùn)行參數(shù)已經(jīng)調(diào)至最低，仍然解決不了供液不足的問題，給正常生產(chǎn)運(yùn)行帶來隱患的同時(shí)也浪費(fèi)了電能。對(duì)這部分井采用間抽制度，雖然供液狀況有所改善，也能節(jié)約一部分電能，但頻繁啟停井增加了工人勞動(dòng)強(qiáng)度、夜間及特殊天氣存在安全隱患、設(shè)備維護(hù)管理困難、間抽執(zhí)行不到位影響產(chǎn)量情況等諸多問題[1-5]。因此，為了有效緩解供液不足井生產(chǎn)運(yùn)行狀況及減少能源浪費(fèi)現(xiàn)象，從實(shí)現(xiàn)超低沖速采油的角度出發(fā)，應(yīng)用了抽油機(jī)降沖速節(jié)能裝置，取得了一定的效果。

1 結(jié)構(gòu)原理

抽油機(jī)降沖速節(jié)能裝置的結(jié)構(gòu)包括底座、過渡輪及其固定軸三個(gè)部分（圖1）。其運(yùn)行原理是在抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)與減速箱皮帶輪之間，增加1個(gè)過渡輪，通過更換不同型號(hào)過渡輪，調(diào)整過渡輪半徑的大小，進(jìn)而調(diào)節(jié)減速箱皮帶輪轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)超低沖速調(diào)節(jié)。

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2.1 試驗(yàn)選井

抽油機(jī)井參照運(yùn)行沖速參數(shù)已調(diào)至最低、產(chǎn)液量低于2 t、沉沒度低于150 m、功圖顯示供液不足且未安裝變頻控制裝置的原則選取。安裝前，利用系統(tǒng)效率測(cè)試儀器對(duì)耗電數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)期間采油隊(duì)進(jìn)行正常日常維護(hù)及加藥工作。

按上述選井原則選取10口抽油機(jī)井，應(yīng)用抽油機(jī)降沖速節(jié)能裝置進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)井測(cè)試情況如下：平均沖速3.8 min-1，沉沒度100 m，有功功率7.3 kW，系統(tǒng)效率5.24%，泵效17.6%（表1）。

表1 選取試驗(yàn)井測(cè)試情況統(tǒng)計(jì)

2.2 應(yīng)用效果

安裝抽油機(jī)降沖速節(jié)能裝置1個(gè)月后，應(yīng)用系統(tǒng)效率測(cè)試儀測(cè)試得到：平均沖速1.6 min-1，沉沒度248 m，有功功率6.0 kW，系統(tǒng)效率7.02%，泵效35.9%（表2）。

表2 應(yīng)用抽油機(jī)降沖速節(jié)能裝置測(cè)試效果統(tǒng)計(jì)

2.3 效果分析

對(duì)比抽油機(jī)降沖速節(jié)能裝置試驗(yàn)前后數(shù)據(jù)，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)試情況分析得出：

1）安裝抽油機(jī)降沖速節(jié)能裝置后，抽油機(jī)運(yùn)行沖速可降低至1.5 min-1，平均沖速降低2.2 min-1，可實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)超低沖速運(yùn)行。

2）平均沉沒度上升148 m，泵效提高18.3個(gè)百分點(diǎn)，流壓得到有效控制。由A2井的示功圖變化情況可知，應(yīng)用抽油機(jī)降沖速節(jié)能裝置后，功圖顯示飽滿，供液不足的現(xiàn)象明顯改善，并且日產(chǎn)液略有提升（圖2）。

圖2 A2井試驗(yàn)前后功圖對(duì)比

3）有功功率降低0.7～1.8 kW，平均1.3 kW，平均單井日節(jié)電31.2 kWh，節(jié)能效果顯著。

4）平均系統(tǒng)效率提高1.78個(gè)百分點(diǎn)，系統(tǒng)運(yùn)行更加平穩(wěn)、高效。

3 綜合評(píng)價(jià)

3.1 應(yīng)用

抽油機(jī)降沖速節(jié)能裝置適用于常規(guī)抽油機(jī)，安裝改造便捷，能夠?qū)崿F(xiàn)抽油機(jī)超低沖速運(yùn)行，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，泵效提高，系統(tǒng)效率提升，具有明顯改善系統(tǒng)運(yùn)行效果的作用。并且，應(yīng)用抽油機(jī)降沖速節(jié)能裝置可以避免間抽制度執(zhí)行不到位及停井帶來的產(chǎn)量影響，減少間抽人力物力的投入，也方便對(duì)抽油機(jī)井的日常維護(hù)管理。

3.2 效益

應(yīng)用抽油機(jī)降沖速節(jié)能裝置成本為3500元/套，可實(shí)現(xiàn)平均單井日節(jié)電31.2 kWh的節(jié)能效果，日節(jié)省電費(fèi)21.1元。每套抽油機(jī)降沖速節(jié)能裝置需要3根小皮帶，每根成本約15元，平均使用壽命約4個(gè)月，平均單井每日皮帶費(fèi)用0.4元；每套抽油機(jī)降沖速節(jié)能裝置的投資回收期約為169 d，投入少，回收成本快。

3.3 對(duì)比

相比于多功能變頻控制柜，抽油機(jī)降沖速節(jié)能裝置沒有工頻運(yùn)行和變頻運(yùn)行的區(qū)分，不需要將抽油機(jī)調(diào)整到功率平衡狀態(tài)[1]，就能實(shí)現(xiàn)超低沖速運(yùn)行。費(fèi)用相比于超過3萬元/套，投資回收期長(zhǎng)達(dá)3年以上的多功能變頻控制柜優(yōu)勢(shì)更為明顯。

4 結(jié)論

1）抽油機(jī)降沖速節(jié)能裝置能夠?qū)崿F(xiàn)抽油機(jī)超低沖速運(yùn)行，避免了間抽制度執(zhí)行不到位及停井帶來的產(chǎn)量影響，并且安裝便捷，日常維護(hù)管理方便。

2）抽油機(jī)降沖速節(jié)能裝置能夠提高泵效，提升系統(tǒng)效率，并具有明顯的節(jié)能效果，平均單井日節(jié)電31.2 kWh，投資回收期約為169 d。

[1]楊有為.變頻調(diào)速控制節(jié)能技術(shù)的油田應(yīng)用[J].石油石化節(jié)能，2014，4（5）：18-20．

[2]高志昌，張雙城.常規(guī)抽油機(jī)增設(shè)補(bǔ)充減速器后的效果[J].油氣田地面工程，1997，16（1）：57-58．

[3]袁麗妮，賀先勇，王延軍.降低抽油機(jī)沖速在采油生產(chǎn)中的現(xiàn)狀及分析[J].遼寧化工，2012，41（12）：1303-1304．

[4]王新偉，苗振寶，張素霞，等.降低抽油機(jī)沖速措施的探討及應(yīng)用[J].內(nèi)江科技，2004，25（2）：22-22．

[5]張彬，綦耀光，丁峰.游梁式抽油機(jī)實(shí)現(xiàn)低沖速的方法比較[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2010，6（4）：42-44．

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.04.015

2016-12-29

（編輯 張興平）

于海山，工程師，2008年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院（資源勘查工程專業(yè)），從事機(jī)采、措施管理相關(guān)工作，E-mail：yuhaishan@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶市大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠工程技術(shù)大隊(duì)，163514。