提高抽油机采油系统效率研究

提高抽油机采油系统效率研究

刘艳红 黄秀梅 陈小利

大庆油田有限责任公司第九采油厂 黑龙江省大庆市 163000

摘 要：我国对于石油的需求在不断地增大，工业的发展需要石油不断地提高产量，在这种情况下有效的提高抽油机系统的效率是非常重要的。本文主要研究的就是抽油机系统效率提高的重要性，以及影响抽油机效率的几个不同因素，比如说日产液量和抽油机平衡等等。

关键词：抽油机系统；效率

抽油机的工作过程就是一个能量转化的过程，但是能量在经过抽油机进行转化和传输的时候，一般来说都是会损失掉一些，这部分被损失的能量就是一种浪费。对于有效能量的说法，通常指的是地面供入系统在接收到机械采油机传输的能量后，还要减去系统当中出现的各种损失，这才是系统对于液体的有效供给能量，而抽油机的效率也适合能量有紧密联系的，将液体升入到地面的有效作功量和系统的输入能量两者的比值就是抽油机系统的效率。但是目前所关注的一个关键问题就是抽油系统在工作时所产生的大量的损耗。

1 目前抽油系统损耗的现状

我国的很多油田都经历了长时间的开采，本身的含油量已经非常小了，这会使得在采油时造成更大的损耗，并且由于其地质特征的复杂性，也会使得抽油系统工作的难度加大。一般来说由于复杂低渗油藏自身的地质特征可以看出，这些原因导致了油田在开发的过程当中遇到如下的问题，比如说液量较低、油井的液面比较低以及抽油系统的效率比较低等等，除此以外，不同的油藏以及不同的油区，包括不同的低渗单元之间都有很大的差异，这些差异所产生的同一作用就是加大了开采的难度，降低了开采的效率，使得全部油田的抽油机采油系统的工作效率降到了20%以下。

2 影响抽油系统工作效率的因素

抽油系统的效率主要指的是在井下的液体被举升到地面后所产生的有效功率和抽油机采油系统的输入功之间的比。对于输入的抽油机采油系统当中出现的能量，在进行传递的过程中没经过一个环节，都会损失一定的能量，将这些被扣除的能量全部减去，就是抽油机采油系统在一定时间内所产生的主要有效能量。

由于要求数据的准确，以便于找到真正的问题原因，需要对相关的数据监测力度进行加大，对于油井测试的监测力度也在加大。针对这一分析，采取到了208次的数据综合进行分析。以某一油田的某一采油阶段为例，油田采油系统的采油效率在工作时的效率是19%左右，这是远远低于其他的油田大都百分之二十的大概水平的。以各种油田采油系统当中，地面的采油工作效率和地下的采油工作效率也是不同的，在地上的采油工作效率，大概是在60%左右，而在地下的系统进行工作时的效率，大概是地上的工作效率的一半左右，两者的差距是非常大的。对于相关的数据，在研究当中都是采取规定的计算方式进行的，公式当中的数据计算都是影响结果的不同因素，比如说油井的液量以及动液面，包括油井冲次等。其中的影响因素也是受到别的数值影响的，比如说，油井液量以及动液面，和油井的油层埋藏深度和物性差以及压力水平低等的多种因素有着直接的关系。从以上的内容能够看出的是在进行油井开采效率提高的操作时，可以通过对油层的供液能力和优化机杆的改善来提高系统的效率。

3 改善抽油机系统效率的措施以及方式

3.1 尽量采取具有节能性能的技术装备

在抽油机系统内部就有很多设备具备节能的性能，比如说电动机和抽油机，当然还有抽油杆等等。

（1）节能电动机，我国曾对节能方面进行过一些简单的测试研究，可以从文留去的测试情况当中看到一些实验的数据，得出一些简单的结论。抽油机在实验当中所出现的实际损耗的功率在整个装置设备的功率的三分之一，因此在电动机的工作状态当中，可以看出的是有很多的功率是处于一个浪费的状态的，一个很好的形容词就是“大马拉小车”，其产生的结果非常容易造成利用率差距，使得网络无功损耗比较大，从而浪费较多的电能。

超高的转差电机和其他的电机相比，是具有其独特的性能的，比如说其独特的软特性，这一特性可以提高转子的电阻，从而获取转差率，这一数值是非常高的，达到了15%。转差率得到了提高可以使得电机的性能转变的更加软，简单来说就是抽油机负载的扭矩被增大的时候，电机的转速可以迅速的下降，这可以促使电机的效率变化包括电流的变化变得更加的平稳，有效的对耗电量进行降低，提高采油系统的工作效率。

（2）节能型抽油机，在我国多个大型油田的开采当中，常规性抽油机以及异相曲柄平衡抽油机，还包括气平衡抽油机等等。分析这些抽油机型，其中常规性的抽油机在进行工作时，整个过程当中上冲程和下冲程所使用的时间是完全相等的，这属于对称的循环机构抽油机，其余的两个抽油机都是属于非对称的抽油机。对于这两种抽油机来说，悬点上冲程所使用到的时间和下冲程所使用到的时间是比较长的，在经过一些技术人员的改善之后，也就是对机构的尺寸进行简单的优化设计，抽油及工作时的动力性能会发生明显的改变，和常规的抽油机相比，其性能会明显变得更加的强大，异相曲柄平衡抽油机可以节能功率范围在15%到20%，而前置式的抽油机可以节能的范围在20%到30%，前置抽油机也就是气平衡抽油机，这种抽油机所具备很多有点，比如说平衡的效果比较好，所浪费的能耗比较少，其重量还比较轻等等

3.2 加强对抽油机井的科学管理

（1）对机械装置进行结构优化。在抽油系统运行时还有一定的规定，比如说油井的产量是一定的，但是其不同的抽吸参数组合，抽油机在进行工作时的系统运行的效率可以差距到5个百分点，甚至超过了5个百分点。从以上的内容可以看出的是，在常规的情况下，也就是说保证泵一定沉没度的情况下，应该做的就是尽量的减少下泵的深度。除此以外，对于一些抽吸参数不合格的井，比如说动液面非常浅的井，首先应该对抽吸参数进行优选，对于冲程和冲次进行调整，改善其生产参数，这样可以使得生产参数变得更加的合理。从目前的情况可以看出的是，大多数的采油厂对于一些深抽的井，需要采取用足抽油机最大冲程，合理的降低最小冲数的方法，这样可以使得油井工作时的可靠性以及对泵检查的周期提高的效果，这些方法都是有助于抽油机系统工作效率提高的方法，可以对其进行扩散和推广。

（2）加强对电动机的管理。电动机目前出现的主要的问题就是功率损耗过大，以一种大马拉小车的方式来进行工作，造成了过度的浪费，在对相关技术进行改善时主要解决的问题就是这一问题。对此普遍的方法是，以采油厂或者是采油矿作为一个单位建立一个调剂库，主要是抽油机电动机调剂库，简单来说就是需要适量的购买一些不同型号的抽油机用电动机，多个设备形成一个电机库，以周期性为单位测试不同电机的耗电功率，之后进行分类，分类的主要标准是功率和利用率，对于其中出现功率浪费严重的电机，可以对电机进行置换，换上一个功率等级合适的电动机，换下的电动机放入库里，可以当作备用。

（3）尽量采取配套的措施。不同的油田的具体开采情况不一样，但是针对其抽油机开采设备的不同，还是需要相关的管理人员在进行操作的时候采取配套的措施。比如说某一油田的汽油比较高，但是这一汽油受到了气体的影响，这回降低抽油泵的充满程度，从而使得抽油泵的泵效变得比较低，这样的情况肯定会影响到抽油系统的效率，使得整个抽油系统的效率降低。为了解决这一问题，可以直接根据具体的油田情况，采取井下分离器，以及助流器等比较成熟的工艺技术，帮助抽油机系统提高工作运转的效率。

4 结束语

影响抽油机系统效率的因素有很多种，工作过程当中也有很多环节容易受到影响，想要解决这些问题，有效的提高抽油机系统的工作效率，就必须对症下药，找到解决的办法。我国对于原油的需求量在不断地扩大，原有对于未来社会的发展具有重要的作用，因此提高抽油机系统的效率是至关重要的。

参考文献：

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[2] 李炳超. 抽油机曲柄平衡的调整计算及效果预测[J].石油矿场机械, 2016, 35(2) .

[3] 张琪. 采油工程原理与设计[M].山东: 中国石油大学出版社, 2016.