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影响机采井系统效率的因素分析与对策探讨

作者:佚名 来源:科学与财富 202019期 时间:2020-11-17

摘要:机械采油是利用机械方法将原油从井筒泵提升到地面的生产过程。目前,胜利油田采用的极大部分是机械采油,其中又以有杆泵机械采油所占比重最大,而且绝大部分为抽油机井。...

  摘要:机械采油是利用机械方法将原油从井筒泵提升到地面的生产过程。目前,胜利油田采用的极大部分是机械采油,其中又以有杆泵机械采油所占比重最大,而且绝大部分为抽油机井。提高机械采油系统的运行效率,已成为节能降耗、降低生产成本、提高经济效益的一个重要的途径。本文分析了影响机采井系统效率的因素,阐述了提高机采井系统效率的对策。

  关键词:机采井;系统效率;因素;对策探讨

  机采井系统效率在原油开采作业中发挥着非常重要的作用,其性能将直接影响到石油开采效率。目前国内油田大都已经进入了高含水期,所以我们需要从优化机械采油系统、革新采油技术着手提高采油效率,进而促进国内石油工业的战略转型。这一环节的改革中既需要提高机械采油效率,又需要推进新技术、新工艺的创新改革,两者需要兼顾并做好权衡。

  1.? 机采井系统效率的基本概念

  抽油机采油系统效率为系统输出功率与电动机输入功率的比值。通过计算或测试油井产量、泵的有效扬程,可计算得到系统的输出功率;通过悬点运动分析,根据其他参数计算悬点载荷、曲柄轴净扭矩等,求得系统的输入功率,进而求得系统效率。抽油机采油系统效率是指有效功率与输入功率的比值:

  其中:有效功率Pe是指将井内液体举升到地面所需的功率;抽油机的输入功率Pi是指拖动机械采油设备的电动机总的消耗功率。

  2.? 影响机采井系统效率的因素

  2.1???? 电动机损失的功率

  电动机是抽油机的动力源。一旦电动机失灵,就会导致整个抽油系统瘫痪。当抽油机工作时,由于负载的巨大变化,电动机的功率损耗很大。在抽油机上、下冲程过程中,电动机的工作差异很大。必须采取有效措施解决这一问题,以保证电动机正常工作,降低电动机的功率损耗,提高电动机的效率。如果电动机没有合理设置,小功率电动机驱动非常大的抽油机,很难达到预期的系统效率。相反,如果选用大功率电动机驱动小负荷抽油机,则浪费电动机功率。为保证抽油机正常运行,选择最佳电动机作为动力传递装置,为抽油机提供可靠的能量。

  2.2???? 抽油机系统的管理水平欠缺

  在实际生产过程中,由于抽油机工作人员管理措施不当,造成抽油杆和油管局部磨损,严重的情况下甚至会出现抽油杆断开等故障,影响抽油系统的正常运行,降低泵效。井口也可能出现错位,减速器漏油故障,都会对系统的效率造成不利影响。抽油机的漏油现象也会降低系统的效率,这是由地面的盘根磨损严重造成的。所以要提高工作人员的管理水平,防止根漏,保证正常生产。

  2.3???? 由于腐蚀而影响到系统效率

  抽油机系统的各个机械部件,由于腐蚀而失去原有的机械强度,在超大载荷的作用下,很容易发生金属疲劳的现象,影响到抽油机的使用寿命。由于油流的腐蚀作用,油井出砂及结蜡的影响,使抽油泵的部件产生严重的漏失,影响到抽油泵的效率,进而降低抽油系统的效率。抽油机系统的机械部分由于腐蚀而失去其原有的机械强度。在超负荷作用下,容易发生金属疲劳,缩短抽油机的使用寿命。由于油流的腐蚀作用,油井出砂和结蜡的影响使抽油泵的部件嚴重泄漏,影响油泵的效率,进而降低抽油系统的效率。

  2.4???? 对节能降耗的控制不到位

  抽油机系统的电耗极为严重,在油田生产过程中,抽油机系统和连续运行,电动机能量使用不当,能量就会在抽油机下冲程时巨额浪费,如果不采取措施,将会造成能源消费的增加,油田生产成本增加的情况,对抽油机系统效率产生影响。

  3.? 提高机采井系统效率的对策

  3.1???? 优化系统

  如果能够将发动机功率利用率提高20%,并使抽油机载荷利用率保持在60%—80%之间,便可以有效提升机械采油系统的效率。实际工作中,我们可按照平均功率法对具体的平衡技术进行调整,需要对皮带的传送效率进行优化调整并及时更换状态不好或存在质量隐患的皮带。需要强调的是,不同型号的抽油機对应的皮带松紧程度也各不相同,因此进行调整时需要做好区分。

  3.2???? 提高泵效

  具体措施如下:①确定合理沉没度。②尽可能使用大冲程、小冲饮,减少悬点载荷以及气体对泵体正常工作产生的负面影响。增强诱喷作用,并尽力避免不利作业区域。③借助于油气管锚减少泵体的冲程损失。④加大研发力度,进一步优化泵体结构,强化泵体的抗磨损以及抗腐蚀能力。

  3.3???? 减少杆管弹性损失

  需要在确定泵挂深度的前提下对其进行锚定,从而减少杆管的弹性损失并提升井下作业效率。为避免偏磨,可在实际作业中使用尼龙扶正器或滚轮扶正器。而防蜡工作则可以采用磁性防蜡器来完成。此外,工作人员需要重点关注井下气锚的防气工作,要配合使用地点套管防气阀和防气泵。特定情况下要合理的使用井下防砂泵以及防腐液。

  3.4???? 提高电动机的效率

  电动机的电容补偿技术进行了改进,提高了电动机的功率因数,以此提高电动机的效率。选用节能电动机,采用变频调速技术措施,更改电动机的转数,满足抽油机上下冲程要求。提高抽油机的平衡性,利用高效电动机,合理匹配电动机功率,可以提高电动机的运行效率。

  3.5???? 优化抽油机井的生产参数

  优化抽油机井生产参数并制定科学严谨的抽油机井工作制度可以实现采油系统作业效率的最大化,这一环节的改革将降低油田的生产成本、提高其经济效益。首先要充分发挥出地面采油设备的效率,提升井下油层的供液能力。这其中确定抽油机井的合理生产参数是关键,主要包括泵径、冲程等要素的确定,并尽力避免抽油泵抽空问题的发生。此外,还需要对抽油机设备进行及时有效的保养与维护,应延长检泵周期、提高检泵频次,进而降低抽油机井的生产成本。合理控制运行状态下的抽油机的生产参数,确保系统的高效运行。

  3.6???? 提高井下系统的效率

  清防蜡技术的实施,防止了井筒结蜡,对抽油机生产造成的不良影响。提高抽油杆柱的传递效率,有效地将地面能量转移到抽油泵上。优化井口盘根盒,选择优质盘根材料,避免井口盘根盒泄漏,提高抽油井产量,减少能源损失。通过结合测试技术,可以掌握井下动态液面的恢复和变化规律,确定抽油泵是否达到合格的沉没度,规范泵的深度,保证泵的丰满度,从而提高井下泵的工作效率。

  3.7???? 提高抽油机系统的管理水平

  根据工作人员的技术培训,不断提高生产工人的职业素质,完善抽油机管理系统,保证三泵设备正常运行,是提高抽油系统效率的先决条件。使采油作业人员掌握抽油机系统的结构和工作原理,维护系统的各个组成部分,能够识别和处理常见故障,保证抽油系统的正常运行。通过日常巡检,第一时间发现问题,及时记录油井生产动态数据。经过动态分析,提出了提高产量、提高效率的技术措施,并在生产现场实施,以取得最佳的油井产能。

  4.? 结语

  通过提高抽油机效率的措施,掌握提高抽油系统效率的途径,为提高抽油机的效率奠定基础,从而提高油井的生产效率,建立最佳的经济效益。在分析影响抽油系统效率的因素后,采取必要的纠偏措施,满足了油田生产的基本条件,有效地提高了抽油机系统的工作效率,提高了油田的生产效率。影响抽油机效率的因素是多方面的,通过降低电动机功耗,提高电动机效率,减少泵漏,提高抽油泵效率,保证抽油系统高效运行,提高最终采收率。

  参考文献:

  [1] 李修文.抽油机井系统效率低效井的分析方法[J].油气井测试,2012(04)

  [2] 杨泉疆.抽油井降低系统能耗的综合治理方法[J].内蒙古石油化工,2018(10)

  作者简介:

  周瑾(1986—),女,助理工程师,从事采油工艺技术工作。

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