姬塬油田提高机采井系统效率技术研究和推广.pdf

吴铁光

[摘 要]分析了机采设备整体损耗对系统效率的影响。抽油机井的系统效率主要与地面和井下两大系统能量损失有关。抽油机井系统效率的降低，吨油成本增加主要受机械部分的老化和磨损，井下泵的漏失，油井生产参数与地层的供液能力不相匹配的影响。

[关键词]系统效率；摩擦；损耗；措施

中图分类号：TE232 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）25-0355-01

目前机械采油方式的目的是将电能从地面传递给井下液体，从而把井下液体举升到井口，整个机械采油系统工作时，就是一个能量不断传递和转化的过程。能量的每一次传递和转化都将损失一定的能量。影响机械采油能量传递的因素很多，它不仅受机采设备和运行参数的影响，而且还受油井管理和井况的影响。

1 系统效率

1.1 机采设备整体损耗对系统效率的影响

抽油机工作过程中负荷是不断变化的，因而，它的瞬间输入功率、光杆功率、输出功率也是不断变化的，而根据抽油机系统工作的特点，将抽油机系统的效率分为两部分：地面效率和井下效率。抽油机井的系统效率的地面部分的功率损失又可以把有杆抽油系统的功率损失分为以下几个部分：电机部分的损失、带传动部分的损失、减速箱部分的失、四连杆部分的损失、盘根部分的损失等。

（1）电机的功率损失。一般的异步电动机在输出功率为额定输入功率的条件下工作时，其效率等于或略高与额定工况下的效率；较高，但有杆抽油系统中电机负荷的变化十分剧烈而频繁，这将导致输出功率的变化范围大，有时电动机不仅不输出功率，反而由抽油机拖动而发电。这时电机的效率降低，损耗也必然增大。

（2）皮带传动的功率损失。在实际生产中，皮带传动损失也分为两类：一类是与载荷无关的损失，它包括饶皮带轮的弯曲损失，它与皮带的结构、种类及皮带的直径有关；皮带进入与退出轮槽的摩擦损失，它与拉力、皮带轮安装误差、皮带与轮槽尺寸误差等因素有关；多条皮带传动时，由于皮带长度误差及轮槽误差过大造成的各条皮带问载荷不均而造成的能量损耗；皮带的松紧度不适合，另一类是与载荷有关的损失：它包括：弹性滑动损失；打滑损失；皮带与轮槽间径向滑动摩擦损失等。

（3）减速箱的功率损失。减速箱中有三副轴承，一般为滚动轴承，根据文献提供的数据，一副轴承的损失约为1%，于是减速箱三副轴承的损失约为3%。减速箱中一般还有三对人字齿轮，齿轮在传动时，相啮合的齿面间有相对的滑动，因此在轴承运转和齿轮传动时，就要发生摩擦与损失，增加动力消耗，损失能量，降低传动效率。根据文献提供的数据可知，一对齿轮传动功率损失约为2%，于是抽油机减速箱三对齿轮传动共损失6%。所以减速箱功率的总损失约为9%-10%，也就是说，在润滑情况良好的前提下，减速箱的传动效率为90%，如果润滑不好减速箱的损失还要增加，效率降低。

（4）四连杆机构的功率损失。在抽油机四连杆机构中共有三副轴承和一根钢丝绳，它的损失主要包括摩擦损失及驴头钢丝绳变形损失。

（5）盘根盒功率损失。抽油机工作时，由于光杆与盘根盒中的填料有相对运动而产生摩擦，故会产生功率损失。盘根盒密封属于接触密封，接触密封的接触力使密封件与被密封件接触处产生摩擦力，一般说，摩擦力随工作压力、接触面积的增大而增大。如果抽油机安装不对中，光杆与盘根盒的摩擦力将成倍增加。

2 对策及措施

（1）为了尽量减小电机的损耗，除了应使抽油机保持较好的平衡外，还应尽可能选用额定效率高，而且高效范围宽的电机，同时要提高其工作时的平均效率。如电机工作时的负载与装机功率相比过小，则应换用额定功率较小的电机。在无小型电机可换的情况下，可将电机绕组从“△”形接法改为“Y”形接法。

（2）为了尽量减少皮带传动中的能量损失，除加强日常管理外，还应定期检查传动装置，使传动皮带松紧要适中，皮带与轮槽之间的配合协调紧密。

（3）要减少能量在减速箱处的损耗，应注意随时处理减速箱渗油等各类问题，定期更换减速箱内机油，已提高其在传动中的效率。

（4）要减少四连杆机构的能量损耗，除加强日程管理，保证四连杆机构的稳固外，还应注意轴承的润滑保养。

（5）为了尽量减少能量在盘根盒处的损耗，除应使光杆盘根盒松紧适度外，还应注意设备的调整，使驴头、光杆与井口对中。

3 应用实例

3.1 调参

根据油井的动态情况进行参数优化，适时调参。由表1可知，调参后的系统效率为13.89%，较调参前提高了1.8 个百分点，吨液节电2.00KWH。抽油机井合理调参后，使其工作参数与地面能量相匹配，从而提高了系统效率。

3.2 加强设备的维护保养

加强油井日常管理，发现设备问题及时更换维修，确保抽油机正常平稳运行。设备经过维修或更换后，系统效率由原来了20.68%提高到23.23%，提高了1.7個百分点，吨液节电1.22KwH。

4 经济评价

通过对有杆系统地面设备12口井参数的调整，以及对22口设备的维修保养，统计表明：吨液平均节电2.6KwH，而其日产液共为559吨，则每天可节电1453.4KWH，每度电按0.7元计算，折合人民币1017.4元。

5 结束语

通过分析我们认为：可以通过提高系统效率达到节能降耗的目的；只要我们加强抽油机井的日常管理，就能够提高经济效益；加强抽油机井的动态分析，确定出合理的工作制度，并及时进行调整，能够有效地提高抽油机井的系统效率。

参考文献

[1] 罗英俊.采油技术手册[M].北京：石油工业出版社，1990.