宮曉薈

[摘 要]抽油機(jī)井的系統(tǒng)效率是抽油機(jī)井能源利用水平的重要經(jīng)驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)。本文從抽油機(jī)井供排關(guān)系方面分析了影響系統(tǒng)效率的主要因素，通過(guò)應(yīng)用節(jié)能減速裝置、電泵轉(zhuǎn)抽等措施提高了抽油機(jī)井系統(tǒng)效率。對(duì)油田節(jié)能降耗具有較好的作用。

[關(guān)鍵詞]抽油機(jī) 系統(tǒng)效率 沉沒(méi)度 治理對(duì)策

中圖分類號(hào)：TU113.6+43 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）06-0131-01

0 前言

抽油機(jī)井的系統(tǒng)效率是抽油機(jī)井能源利用水平的重要經(jīng)驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)。對(duì)以抽油機(jī)井為主要生產(chǎn)方式的油田而言，實(shí)現(xiàn)降本增效的一個(gè)重要的途徑就是提高抽油機(jī)井的系統(tǒng)效率。國(guó)內(nèi)外研究資料表明：抽油機(jī)井系統(tǒng)效率的理論上限為49%，理論下限42%。通過(guò)應(yīng)用節(jié)能減速裝置、電泵轉(zhuǎn)抽、參數(shù)優(yōu)化，合理沉沒(méi)度等措施提高了抽油機(jī)井的系統(tǒng)效率。對(duì)采油廠節(jié)能降耗具有一定的指導(dǎo)價(jià)值。

1 影響抽油機(jī)井系統(tǒng)效率的因素分析

抽油機(jī)井能量傳遞分為地面和地下多個(gè)環(huán)節(jié)，以光桿懸繩器為界，可將系統(tǒng)分為地面和井下兩部分。地面部分又可細(xì)分為電機(jī)、減速箱及皮帶、四連桿四個(gè)環(huán)節(jié)，井下部分可細(xì)分為密封盒、抽油桿、抽油泵、管柱四部分，地面井下共八部分，抽油機(jī)井系統(tǒng)的功率損失分布于八個(gè)環(huán)節(jié)之中。這里重點(diǎn)從供排關(guān)系方面分析影響系統(tǒng)效率的主要因素。

1.1 高沉沒(méi)度造成抽油機(jī)井系統(tǒng)效率低

對(duì)于供液能力充足的井，如果參數(shù)過(guò)低，會(huì)造成油井沉沒(méi)度高、生產(chǎn)壓差小，動(dòng)液面上升，影響產(chǎn)液。2014年對(duì)河口采油管理區(qū)15口沉沒(méi)度超過(guò)400m的抽油井進(jìn)行了測(cè)試，平均系統(tǒng)效率為35.4%，其中12口井采取了提液措施，平均系統(tǒng)效率則達(dá)到了44.6%。因此，無(wú)論從挖潛增油還是從提高系統(tǒng)效率的角度講，高沉沒(méi)度井實(shí)施有效提液都很有必要。

1.2 供液不足造成系統(tǒng)效率低

供液不足是指油井抽汲參數(shù)過(guò)高、泵徑偏大、泵掛較淺或采油方式欠合理。抽油井供液不足生產(chǎn)時(shí)，沉沒(méi)度相對(duì)較低，深井泵沉沒(méi)壓力過(guò)小，造成泵的充滿系數(shù)過(guò)低，泵效降低。泵效的降低直接導(dǎo)致系統(tǒng)有效功率降低，參數(shù)過(guò)高導(dǎo)致系統(tǒng)能耗增加，這些都會(huì)降低抽油井系統(tǒng)效率。供液不足井主要原因表現(xiàn)在以下方面：

1.2.1 機(jī)型過(guò)大

機(jī)型過(guò)大，部分井由于產(chǎn)量預(yù)測(cè)偏高或產(chǎn)量遞減速度快，出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象，使設(shè)備使用效率降低。因?yàn)闄C(jī)型越大，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)越大，相應(yīng)的軸承損失、齒輪損失以及組件變形損失也越大。在低產(chǎn)量井上，產(chǎn)液量與機(jī)型不匹配，會(huì)造成過(guò)多能量浪費(fèi)。

1.2.2 沖次過(guò)高

一些由于產(chǎn)量遞減快，泵徑小，或者是由于動(dòng)力設(shè)備性能的限制不能滿足下調(diào)要求，造成沖次過(guò)高。在相同液量及揚(yáng)程條件下，沖次過(guò)高，系統(tǒng)能耗就會(huì)增加，因?yàn)闆_次增高桿柱的摩擦載荷、振動(dòng)載荷，設(shè)備的機(jī)械損耗都會(huì)增加，引起系統(tǒng)效率的降低。

1.2.3 供液不足

油層埋藏深，深抽力度小，這些井表現(xiàn)為泵徑大、泵深淺，造成供液不足，使抽油井產(chǎn)能得不到充分發(fā)揮，有效揚(yáng)程小，系統(tǒng)效率低。深抽工藝由于受抽油機(jī)懸點(diǎn)負(fù)荷和抽油桿強(qiáng)度的制約，下泵深度受到一定的限制，難以滿足合理沉沒(méi)度需要。

1.2.4 采油方式不合理

采油方式不合理造成能耗高，系統(tǒng)效率低。一些區(qū)塊電泵井由于供液不足，造成產(chǎn)量下降。過(guò)測(cè)試8口電泵井平均系統(tǒng)效率僅為9.1%。

1.2.5 電機(jī)轉(zhuǎn)速高

普通電機(jī)轉(zhuǎn)速高，不能滿足供液不足井不調(diào)沖次要求，導(dǎo)致系統(tǒng)能耗高。一些抽油井供液不足而仍然維持高沖次生產(chǎn)，造成井系統(tǒng)能耗高，系統(tǒng)效率低。

2 提高抽油機(jī)井系統(tǒng)效率的對(duì)策探討

2.1 對(duì)供液不足井，提高系統(tǒng)效率

供液不足井一般為參數(shù)過(guò)高造成，通過(guò)利用合理沉沒(méi)度設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)抽油井的生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，選擇出最佳方案，通過(guò)降低參數(shù)減少地面、井筒損耗，達(dá)到提高系統(tǒng)效率的目的，根據(jù)抽油井產(chǎn)能、井筒及地面條件、地層因素主要采取了下調(diào)沖次機(jī)型優(yōu)化、采油方式優(yōu)化、合理深抽措施。

2.1.1 下調(diào)沖次優(yōu)化參數(shù)

供液不足井一般為天然能量開(kāi)采或注水不見(jiàn)效井，生產(chǎn)到一定期限后動(dòng)液面相對(duì)檢定，在沖程不變時(shí)，沖次越高系統(tǒng)效率越低，能耗越高。通過(guò)完善抽油機(jī)井沖次優(yōu)化技術(shù)，平均系統(tǒng)效率可提高6.1%以上。

2.1.2 節(jié)能調(diào)速裝置

在抽油機(jī)的電機(jī)和變速箱之間安裝一個(gè)減速裝置，通過(guò)加大傳動(dòng)比，降低中間傳動(dòng)皮帶輪的運(yùn)行速度，實(shí)現(xiàn)減速，進(jìn)一步降低抽油機(jī)的沖次，使抽油機(jī)的電機(jī)物人功率降低，實(shí)現(xiàn)節(jié)能功效。系統(tǒng)效率提高3.7%，收到明顯效果，超嚴(yán)重供液不足井通過(guò)大幅度下調(diào)沖次，對(duì)延長(zhǎng)檢泵周期非常有利。

2.1.3 抽油機(jī)機(jī)型優(yōu)化

對(duì)地層能量下降快，一部分原始地層能量高的井由于生產(chǎn)需要使用12型或以上大型長(zhǎng)沖程抽油機(jī)生產(chǎn)，能量下降后開(kāi)始在供液不足狀況下生產(chǎn)，出現(xiàn)了“大馬拉小車”現(xiàn)象，造成了設(shè)備浪費(fèi)和能耗升高。對(duì)嚴(yán)重供液不足且使用12型及以上長(zhǎng)沖程大機(jī)井實(shí)施了機(jī)型優(yōu)化措施，系統(tǒng)效率提高4.18%。

2.1.4 采油方式優(yōu)化

電泵井供液能力與潛油電泵的排量、揚(yáng)程不匹配，導(dǎo)致潛油電泵長(zhǎng)期在小排量下工作，使電泵運(yùn)行效率低。還有一部分井頻繁欠載，生產(chǎn)時(shí)率低，檢泵周期短，此時(shí)仍采用電泵采油方式生產(chǎn)，綜合效益較差。因此，對(duì)產(chǎn)液量低于60t的油井考慮用大泵深抽代替小排量電泵。

2.1.5 泵徑、泵深優(yōu)化，加大深抽力度

隨著泵深的增加，油井載荷增大，沖程損失增加，系統(tǒng)的井筒損耗將不斷增加但由于部分油井油層埋藏深，液面深，通過(guò)合理增加泵深可以滿足沉沒(méi)度要求，達(dá)到提高泵效，增加有效功率的要求。合理深抽，有效功率增加幅度較大，也可以達(dá)到提高系統(tǒng)效率的目的，節(jié)能深抽需要解決兩個(gè)問(wèn)題：

（1）油井深抽力度大時(shí)，沖程損失對(duì)生產(chǎn)的形響較明顯，有些井甚至因沖程損失過(guò)大達(dá)不到提液目的。

（2）減少桿柱沖擊載荷，提高桿柱安全性和抽油機(jī)平衡度。通過(guò)優(yōu)化桿管泵組合以及應(yīng)用深抽節(jié)能技術(shù)完成深抽措施8口井，系統(tǒng)效率提高4.2%。

2.2 對(duì)高沉沒(méi)度井果取提液拾施，提高系統(tǒng)效率

對(duì)于沉沒(méi)度大于300m的高沉沒(méi)度抽油機(jī)井，優(yōu)先實(shí)施投入較低的調(diào)參提液措施，通過(guò)增加油井產(chǎn)夜量，降低動(dòng)液面提高有效揚(yáng)程，雖然使輸入功率有所上升，但系統(tǒng)效率得到提高，且增產(chǎn)效果明顯。利用優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)實(shí)施提液，平均單井系統(tǒng)效率提高2.2%。

2.3 應(yīng)用節(jié)能型抽油機(jī)

勝利油田己經(jīng)逐步使用節(jié)能抽油機(jī)，節(jié)能抽油機(jī)具有明顯示的優(yōu)勢(shì)，功率曲線平穩(wěn)，易于調(diào)整平衡，對(duì)電機(jī)的容量需求小，具有明顯的節(jié)能效果。通過(guò)對(duì)一二型抽油機(jī)進(jìn)行改造，使原一二型抽油機(jī)的沖程由3m多增加到改造后的5m，將曲柄平衡改為下偏杠鈴復(fù)合平衡，增大沖程，優(yōu)化參數(shù)，提高系統(tǒng)效率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

2.4 其它措施

優(yōu)化抽油機(jī)的沉沒(méi)度。沉沒(méi)度不合理會(huì)造成抽油機(jī)上下行程懸點(diǎn)載荷增加，摩阻增大，能耗增加。這一點(diǎn)需要特別注意。為減緩負(fù)荷增加，減小結(jié)蠟對(duì)井下系統(tǒng)效率的影響，還要進(jìn)行油井防蠟技術(shù)研究，對(duì)藥劑種類、加藥量、加藥周期優(yōu)化，藥劑有效時(shí)間比例加大研究，從而有效地扼制抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷上升。最后還要合理調(diào)整盤(pán)根盒，對(duì)盤(pán)的材質(zhì)的選擇、松緊度的調(diào)整進(jìn)行研究，從而提高抽油機(jī)的系統(tǒng)效率。

3 結(jié)論

（1）改善抽油井供排關(guān)系，是提高系統(tǒng)效率的首要因素，通過(guò)系統(tǒng)科學(xué)的研究抽油井產(chǎn)能與抽汲參數(shù)的關(guān)系，可以做到合理開(kāi)發(fā)，挖掘抽油井生產(chǎn)潛力。

（2）應(yīng)用節(jié)能新設(shè)備、新工藝可以一定程度的減少設(shè)備損耗，應(yīng)用節(jié)能減速裝里、低速電機(jī)、節(jié)能抽油機(jī)均使抽油機(jī)井系統(tǒng)效率提高，適用于大幅度下調(diào)沖次，現(xiàn)場(chǎng)推廣效果良好。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙海英，郭慶云，林軍.抽油井系統(tǒng)效率低的原因分析與對(duì)策.中國(guó)科技博覽.2012，（2）.