抽油机井耗能及节能措施分析

摘 要 随着油田生产的动态变化，油井储量的变化定会影响到抽油机井的工作效率，原始设定的抽汲参数会随着生产变化而呈现逐渐不适应的态势，因此，在不同的生产阶段，采用不同的节能措施，成为研究重点。文章主要通过描述目前常用的各项节能技术，通过对各节点能耗及节能潜力进行分析，总结出较合理的节能组合。

关键词 抽油机井；能耗；节能措施；合理匹配

中图分类号：TE933 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）16-0147-02

1 目前石油工程中抽油机井常用的节能技术

石油工程中石油生产的过程主要集中在地下和地上两个部分，目前常用的节能方法主要集中在地上部分，节能的实践方向也是在抽油机的结构、拖动装置性能等部分。根据石油工程开发的不同阶段，抽油机节能可分为两类，一类是节能抽油机的选择，另一类是对常规抽油机进行改造。抽油机拖动装置的节能技术同样分为两类，一类是节能电机，另一类是节能电箱。

1）节能抽油机。目前抽油机井常用的节能抽油机类型主要有三种，分别为：双驴头抽油机、下偏杠铃抽油机、摩擦换向抽油机，其节能原理与节电性能见表1。

2）节能拖动装置。目前常用的抽油机电机运行效率普遍低于80%，造成这一问题的原因主要是梁式抽油机驴头悬点载荷是交变的，造成电机的电流、功率、功率因数都会变动。为改变这种现状，在实际作业中，通常会采用高转矩电机、超高转差电机、永磁同步电机、一体化拖动装置等来实现节能降耗的目标，其节能效果如表2。

2 抽油机井的节能潜力分析

1） 从抽油机井节能降耗的影响因素来分析，其影响因素很多，主要集中在井下和地面，目前我们相对较易实现节能降耗的部分为地面部分。在地面部分，节能研究的方向应在抽油机上，这一部分是石油功能节能降耗的敏感影响因素，比如抽油机类型的选择、电动机类型的选择和配置等。井下部分同样具有节能的影响因素，比如管、杆柱组合、泵深、运行磨阻、原油粘度、地层供液能力等，但相对于地面，这部分实现节能降耗还需很长的路要走。正确把握抽油机井节能的影响因素有助于更好的挖掘和开发其节能潜力。

2）从抽油机井的平衡方式来分析，抽油机井的平衡方式会随着作业的进行儿发生改变，因此研究抽油机井实现随动平衡，使抽油机系统在整个石油开采过程中，随着井况变化而变化，始终保持平衡状态是节能降耗研究的又一个重要方向。

3）从降低抽油机井悬点载荷来分析，合理驱动、软性驱动，降低惯性载荷和振动载荷，是抽油机井节能的有效研究方向。

3 节能技术在抽油机井上的合理应用及优化

3.1 抽油机选择上尽量选取合理节能产品

每一款节能产品、每一项节能措施在合理的环境下都能起到节能降耗的效果，但是节能产品或者节能措施需要再合适的工作环境下，采用合理的配合方式才能使节能效果达到最大化，不合理的组合可能会导致节能效果下降甚至没有节能效果。因此在实际的作业中，需要谨慎的考虑节能组合，使其发挥1+1>2的效果，带来更高的经济效益。合理选用节能抽油机和节能拖动装置的优化组合，属于地面节能部分，是传统且实用的节能手段。

选用不同节能电机和节能拖动装置的配合，经评价试验，得出节能效率曲线图如图1。由效率曲线可看出，并非随意的组合节能产品技能获得节能效果，因此在选择节能组合上，一定要经过模拟试验，确保节能效果后在进行组合优化。

3.2 供液不足井的节能

在供液不足井上作业时，抽油机的选择具有针对性，比如模拟试验选用抽油机智能间歇节电控制装置，利用短波吸收原理，设定一个合理的气液比值，以此比值作为标准，通过自动采集到的实际气液比值，进行自动调整停、开机。CJZ-1抽油机智能间歇节电控制装置试验结构如表3。由试验资料可知，采用此项节能技术，不仅实现了抽油机井节能的目的，而且在工作中，还达到了降低抽油机损耗的效果，使抽油机工作周期缩短，使用寿命增加，使生产管理更具有科学性。

表3 供液不足井不同生产方式对比

3.3 非节能抽油机的改造

就目前我国油田采用工程中，抽油机方式实现机井采用是最主要的方式，占总井数的约94%，并且抽油机基本采用供电模式，其耗电量占据整个机采系统总耗电量的92%左右，抽油机是石油工程中最耗电的设备。在我国油田生产中，绝大部分油井使用的都是非节能型抽油机，因此对非节能抽油机的改造，实现节能省电是目前摆在面前的主要问题。

下偏杠铃游梁复合平衡抽油机实在普通游梁抽油机的基础上，对其杠铃质量中心与回转中心的连线，和游梁中心水平线的角度进行调整，使其下偏一个角度，下偏一个角度的质量中心其运转圆弧半径不变，加大了力矩，进而减少了连杆大传动角时抽油机性能损耗。另外在进行改造之前，根据油井生产的实际情况，选择使用寿命长、能耗大、性能系数低的机型，这样不仅提高了节能效果，而且还降低了改造的平均成本。

3.4 从整个系统出发实现节能降耗

石油工程是一个系统庞大的工程，抽油作业是其中一个环节，而抽油机又是抽油作业其中的一个环节，因此为实现节能降耗的目的，还需从整个系统着手。首先，根据油井地面和井下双重因素，选择合理的油泵；其次，从技术上进行节能研究是一个方面，从制度上进行节能则是另外一个有效的方面。制定合理严肃的节能制度，严格要求抽油机使用，避免“大马拉小车”的状况出现。另外制定适合整个工程进程的制度，保证在每个作业环节都有与之匹配的制度，使作业施工有规可循。

参考文献

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