技术创新与管理创新相结合与提高抽油机井系统效率

【摘要】油田可持续发展战略要求企业实现低能耗发展、高效率发展。本文分析了抽油机井系统效率低的原因，介绍了提高抽油机井系统效率的方法及效果，论述了技术创新、管理创新与提高抽油机井系统效率之间的关系。

【关键词】油井 系统 效率

抽油机井采油是我国各油田的主要生产手段，约占油井总数的90%左右。目前，抽油机井采油过程中存在的主要问题是系统效率偏低、能耗高。因此，必须对原有抽油系统能耗情况进行全面分析，重新进行设计调整，采取技术创新与管理创新相结合的方法，使抽油系统适应现阶段井液举升的要求，大力降低能源消耗，这是油田可持续发展的需要。

1 抽油系统各环节能耗测试与分析

抽油机井系统工作时，就是一个能量不断传递和转化的过程，在这个转化过程中由于受砂、蜡、气、腐、垢、摩阻等的影响，使得每个环节都发生一定的能量损耗，从而降低了整个抽油系统的效率。这些损耗总体上可分为以下几方面：

（1）电能转换系统损耗：可分为控制柜损耗和电动机损耗等。

（2）抽油机系统损耗：可分为皮带传动系统损耗、减速器系统损耗、四连杆机构损耗、平衡度的损耗等。

（3）井筒供、排液系统损耗：可分为深井泵及管、杆、液摩阻损耗、抽油杆柱负载损耗、低泵效损耗、光杆密封器摩阻损耗，集输系统回压造成的损耗等。

2 措施应用及效果对比

现场采取的提高抽油系统效率的措施主要有：

2.1 电能转换环节

（1）采用节能型电机。在现场已经批量投入使用的节能型电机主要有高转差电动机、转矩可调式电机、稀土永磁电机、高压电机等，经测试，新型电机抽入使用后，电机功率因数平均提高了41%。

（2）变频控制柜的使用。由于变频器成本大幅度下降，目前变频技术已普遍应用于各单井的配电系统。变频技术的使用，提高了油井配电系统的电能转换率，做到了“用多少电就从电网取多少电”，当电机做“负功”时，可将电机发出的电反馈回供电网络。变频器具有的“软启动”特点降低了电机功率，比如原75KW电机现改为45KW，原55KW电机现改为37KW，使电机功率利用率平均提高了32%。

2.2 抽油机系统环节

窄V型联组带。目前抽油机已普遍采用了窄V型联组皮带，这项措施使皮带效率提高了15%。

节能型抽油机。现场投入应用的节能型抽油机有几十种之多，仅游梁式抽油机就有前置式、异相型、双驴头、多连杆等等，其中异相型抽油机使用较为普遍。

对原抽油机进行局部改造。由于不能大面积更新抽油机，在原抽油机上进行技术革新就成为一个很好的选择。比如在曲柄平衡的抽油机游梁上加装平衡装置，就成为曲柄、游梁两种平衡共存的复合平衡，改善了抽油机的平衡效果，达到了节能的目的。

2.3 井筒供、排液系统环节

（1）降低抽油杆柱摩阻。现场应用的有采用高强度、高光洁度抽油杆接箍，抽油杆柱扶正技术，抽油杆自旋转装置，电热抽油杆技术等。

（2）提高泵效。采用小泵径抽油，平均降低抽油杆柱载荷40%，提高泵效66%。现场还通过采用油管锚定技术、使用强制开关式抽油泵、加装井下分离器、使用防气泵等技术和设备来提高泵效。

（3）降低光杆摩擦阻力。我油田使用平行翼式光杆密封器具有承压高，密封压力预紧自补偿，能够持续自助等特点，在保证良好密封性的同时可降低光杆摩擦阻力40%。

2.4 管理创新环节

（1）建立抽油机平衡动态管理台帐。地层供液和含水、含气是在不断变化的，这使悬点载荷也在一定的范围内变化。据统计，50%以上的抽油机大部分时间工作在悬点载荷小于配重的欠平衡状态中。有30%以上的供液不足井在50%-80%的运行时间处于空抽状态。建立抽油机平衡动态管理台帐的核心就是要对抽油机的平衡状况实施跟踪监控，进行动态管理，对平衡不佳的抽油机及时调整平衡，根据油井出油情况制定间开计划，使抽油机始终运行在合理的平衡状态下，使电机耗电平均下降23%。

（2）构建抽油机井冲次分析调控系统。因为泵效低而使油井系统效率下降的幅度较大，占效率损耗的21.5%，构建抽油机冲次分析调控系统的目的就是根据油井产量变化情况，达到即时调整油井冲次，提高深井泵效率。该系统是将地质资料及工程资料共享，利用计算机数据库，建立专用冲次调控平台，对符合冲次调整的油井进行即时分析，及时向管井人员发出冲次调整指令，由管井人员在变频器上轻松完成冲次调整操作。该系统的应用使泵效平均提高了37%。

（3）降低集输系统回压。利用现有的气站进行扩建，增加抽气设备，将气管网内的天然气抽出，大幅度降低气管网压力，进而使井口回压降低。目前井口回压由平均0.5MPa下降到0.25MPa，使抽油系统效率提高5.1%。

在各项措施中，通过更新节能型抽油机来提高系统效率，由于资金投入巨大，适用空间较小。在皮带传动系统中传统的三角形皮带已经普遍被联组窄V型皮带代替，即使有更新的技术如轴传动，也只处于试验阶段，即使能够应用仍需要大量的资金支持。新型电动机的更新换代同样需要大量资金投入。相比而言，通过管理创新途径提高抽油系统效率所需要资金投入小，见效快。管理创新是以现有的技术和设备为目标，通过创新管理方法来挖掘现有设备和技术潜力，小投入大产出。

3 结语

如果把前三项措施归结为技术创新，在提高抽油机井系统效率方面，采用管理创新方法贡献率为44.3%，略低于技术创新；从其特点上看，应用技术创新投资大、周期长、更新换代难度大是其硬伤，而管理创新一旦有所突破，用较小的投入也可以获得良好的收益；从具体操作上看，任何一项技术创新都是以管理创新、科学分析为前提的，否则新技术、新设备的应用就可能是盲目的，所以管理创新、科学分析是发挥技术、设备优势的基础，同样，管理创新也要以技术和设备为支撑，离开技术和设备，管理创新也就失去了目标。

大力提高抽油机井系统效率是油田可持继发展的必然要求，而技术创新与管理创新相结合则是必由之路。

参考文献

[1] 万仁溥，主编.采油工程手册[M].北京：石油工业出版社，2000

[2] 张自学.国内外新型抽油机[M].北京：石油工业出版社，1994