提高抽油机系统效率的方法及措施简介.ppt

闫宇

[摘  要]抽油机井的系统效率主要由四个高能耗的重点部位影响，对其进行集中分析，即将抽油机井泵抽装置的总系统效率组成划分为：从变压器到电动机输出轴的动力输出部分效率;从电机输出轴到抽油泵的活塞的动力传动部分效率，深井泵的输入能量与深井泵的输出能量的比值即泵抽效率和泵的排出口到地面转油站的泵排效率;总效率等于以上四部分的乘积。本文对这四部分各自进行单独分析，通过控制变量的方法，分别从泵效、参数、电机、平衡率等不同因素对系统效率的影响进行了试验，并得出了影响系统效率的重要因素，提出了相应的解决措施。

[关键词]机采井;系统效率;节能

中图分类号：TE933.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）23-0005-02

0 引言

目前油田所采用的采油方式主要是机械式采油，在油田含水日益上升的今天，节能降耗就成了我们必须要坚决贯彻的任务，目前抽油机井的系统效率仅有25～30%，因此其系统效率的提升潜力很大，所以研究如何降低油田电能消耗就成为了一项重要的节能增效措施。

可将机采井系统效率分为四个部分：动力输出部分—从变压器到电机输出轴;动力传动部分—从电机输出轴到抽油泵的输入能量，泵抽效率部分—泵的输入能量到泵的输出能量，泵的排出部分—从泵排出口到地面转油站，总效率是四个部分能量损耗的积。因此要研究如何降低各个环节的能量损失，从而提高系统总效率，降低总能耗。

1 管线排出能量损失

抽油机井在正常工作时，液体经泵的出口排出后，还要经过油管、井口、地面管线、转油站最终送到联合站，液体从泵排出口输送到转油站的能量全部由抽油泵提供。这部分能量的减少，会降低能量损耗，其能量损失主要包括：液体在垂直管流中的磨擦损失和油井回压。就磨擦损失来说，φ62mm的管线每千米管长压损至少在70m。而用φ76mm管线就相对较低，从而实现节能。而转油站回压高原因有二：一是出油管线的直径小，或抽汲液粘度大;二是站内压力过高，影响所有集输井抽汲设备的效率及能耗。这时就需加强管理和做好集输设计，降低油井的回压。在计算油井的系统效率时，如果油井流压下降，泵的举升压头变大，抽油泵做的大部分是有用功;而在相同的液量下，如果回压升高，磨擦压损变大会使泵的举升压头变大，使得电机作较大无用功。尽量通过定期清理管线和调节转油站回油压力的方法，来降低抽油泵所作的无用功。这方面可以通过制度和工艺改造来达到的。

2 电机能量损失

指的是电能转化成机械能过程中的损失，分为变压器的能量损失与电机效率，在变压器方面，我们可做的不多，电机效率就是输出功率与输入功率的比值，在电动机内部的主要能量损失是定子铁损、铜损，转子的铁损和铜损，异步电动机在负荷较小时，效率很低，负载增加时，效率随之增高。

抽油机在运行过程中电机的负荷变化大，如果抽油机的平衡调整不好，负荷的波动更大，使利用率就较低。当抽油机的平衡率在85%～100%之间时，抽油机的能耗最低，此时抽油机处于欠平衡状态，较过平衡时要节省电能。

抽油机是靠电机把电能转化成机械能，通过皮带、变带箱、连杆等部件把能量从电机把能量传送到驴头，其中，能量损失的主要部分是皮带，效率为75%左右，四连杆效率为90.5%，地面上、电机、变速箱、连杆等从供电岗路电能转换成光杆马力的效率是52%。因此调平衡与皮带，电机的日常管理是提高抽油机井的系统效率的主要因素。

2.1 提高电机功率利用率的有效手段

1）可控硅调压，加入可控硅调压可以减少铁损及无功电流损耗。

2）超高转差电机，实测结果是只有在轻载30%以下的负载情况下有节电效果。

3）应用永磁电机，这种电机能大幅降低抽油机井电动机的装机功率，提高功率因数和电机功率利用率，目前已经成功在普通电机的转子中通过镶入钕铁硼永磁材料，进行普通电机永磁化改造，节电效果很好。

3 光杆到抽油泵的能量损失

这部分的能量损失也就是光杆功图与泵功图的差值，其主要影响因素有以下两方面：

1）油井井口盘根过紧，会使抽油机的负荷变大，下负荷变小，使驴头多做一部分功来克服这个摩擦力。

2）抽油泵能量损失，容积效率对柱塞泵效率起着决定性的作用，在相同条件下，泵的容积效率越高，泵效越高，所做的功就越多。

对泵效降低的井，应检查抽油泵是否正常工作，如发现漏失严重，应及时检泵。我们统计10口井检泵前后效果对比，检后产液量增加了19t，平均举升高度增加了163m。平均系统效率为28.5%，比检前的23.4%，提高了5.1个百分点。

由此可见，泵的效率也是影响系统效率的重要因素，对于泵况差的井进行检泵，确实能有效地提高油井的系统效率。因此油井做好防气，防砂，防蜡工作，提高泵的工作效率，进而提高抽油机井系统效率。

4 抽油机参数对系统效率的影响

为了找出冲次调整后，油井耗能变化，我们在一口CYJY10-3-53HB井中利用环空灌注的方法，保持油井液面保持在700m左右，控制油井举升高度不变情况下，进行冲次调整，取得以下试验数据：

可见，在举升高度一定的时候，抽吸参数在4.2m、12次/min时的吨液百米耗电最高，系统效率最低，而在4.2m、6次/min时的吨液百米耗电量最低，系统效率最高。

5 结论

1）抽油机井参数、平衡率、泵效、皮带及盘根松紧等都是影响油井耗能的重要因素，在日常管理中不容忽视，同一举升高度下，低冲次比高冲次要节能，应在合理的举升高度时，努力降低油井冲次。

2）油管、井口、及外输管路压力损失是抽油机能量损失的一个重要组成部分，应在投产和改造设计中重点考虑，努力减少这部分的损失。

3）搞好电机的选择和更换，要选好电机，尽可能应用节能电机。加强抽油机电机的管理，调整好电机负荷，使负载在0.75～0.8倍的额定负荷之间，减少大马拉小车，能使系统效率得到一定提高。

参考文献

[1] 胡博仲著.大庆油田机械采油配套技术.北京. 石油工业出版社.1998年.