油田抽油机范文

时间:2023-11-30 14:54:34

油田抽油机

油田抽油机篇1

关键词:抽油机 节电 方式 效果

一、抽油机的工作原理及特性

油田抽油机的工作原理大致可以看成是物体的活塞运动,即以将空气或水压入井下抽出石油的一种采油设备。是利用油井内采油器械的采油柱的机械往复运动,产生对石油层的吸抽压力使地下石油沿着采油管道向上运动已达到出油的效果。现阶段各大油田普遍采用的采油机是游梁式采油机(磕头机),在电动机的驱动下,以平衡杆一端的标配平衡块带动抽油杆,使井下的抽油泵做往返活塞式运动,将石油从井下抽出地面。

二、抽油机作业过程中能量消耗过大的相关因素

现阶段油田采油消耗大量的电力,这些电力的一半是被采油机的电机所消耗掉。如果采油机出油率低,再消耗大量的电力,这会给油田效益带来很大的阻力。节约能耗,提高效率即节约生产成本,又能减少资源的浪费。

抽油机的电能损耗因素很多,具体有以下几方面:

1.电动机自身的损耗

电动机是驱动抽油机工作的主要设备,是抽油机耗电的主要设备。它在电力损耗上主要表现在自然损耗和不当操作损耗。自然损耗是机器本身因长时间工作所出现的机械疲劳和自然磨损所呈现的一定程度电量的增加状态。另一种是操作人员没有按照正确方法和操作顺序进行采油作业所造人为电动机电量的增加。这两种电动机损耗电量现象都应及时对其进行维护处理,以免长期工作造成电能过度消耗。

2.机械附件的磨损所造成的电力浪费

抽油机机械附件包括皮带、减速箱、连杆、齿轮。皮带是带动部分部件,经长时间运转产生摩擦造成损耗;减速箱内部齿轮的摩擦变形;联动连杆轴承相互间的摩擦变形,这些机械运动装置经长时间工作损耗,其工作效率已经大为减小,要保持原有工作效率就会对电量的消耗大幅增加,长此以往会不但加大电量消耗,而且容易引起严重的机械故障,造成生产设备损坏,影响油田采油进度。

3.新油区连接采油机的输电线路设计安装所造成的电力损耗

老油田的相关基础设施因长时间建设已经日趋完善,而新开发的油井基础条件相对单一,采油配套设施远没有老油田齐全。采油机远离居住地,采油效益也会因所架设输电线路长和采油机数量少而形成电力能耗高的原因。这样的能耗对比在采油机逐渐增多的同时减少。

三、解决减少采油机耗电过多的有效方案

采油机要将地层深处数千米岩层中石油抽出地表,需要强大的电力供应方可进行实施。减少电力和设备都是不可行的节电方案,只有在设备使用技术上加以科学的改进,才可以有效的节省电力,提高采油效益。

1.利用补偿电容器对抽油机供电线路进行技术补偿

抽油机的驱动设备装置,大多采用先进的感应设备进行作业控制,在长时间使用过程中会因环境等相关因素制约,导致操纵感应失灵致使供电线路效率低下,线路损耗过高等问题。解决措施就是在相关线路上,安装补偿电容器进行调节,使工作电压保持一个正常的水平。

2.根据实际情况科学更改采油机电动机的容量

不同采油区采油机的电机能耗比不同,在电动机开始工作后如果能有效降低电动机的容量,就会在采油机作业中减少电量使用,产生很好的经济效益。即降低了电能消耗,又达到了提高工作效益的最大化。其方法是将采油发动机的接线方式由启动初期的角接连接到正常工作时的星接方式。经过这种导线连接方式的变换,可有效的节省电力在抽油机工作中的使用量。

3.安装自动调节电动机电压装置

通过测量电动机电压的正弦波动值来调整电动机功率因数和运行电流数。来设定电动机控制晶闸管的控制深度,以此来调整电机电压大小,以得到节能的效果。

4.安装全自动感应检测间歇抽油控制装置

此装置的安装使用,可以最大限度的控制抽油机的工作状态,当地下油层厚原油供应充足时,此装置可以加大采油机电机功率,加快采油进度。当地下原油供应不足时,可以控制采油机使其停机处于待命状态,当检测到地下原油积累可抽取时,自动启动采油装置进行采油作业。此装置可有效节约电能,并在采油不足的同时停机保护采油机不做无效的运转,节省电能、保护机器。

5.对采油操作人员进行系统的岗位培训和安全节能教育

采油机在大量采用先进科学技术的同时,也不能忽略人工操作培训的意义,不能把一切采油运作都交由机器来完成。采油现场工人要熟练掌握相关规章制度和手工操作方法流程,要认清责任事故的严重性,工作期间要严格遵守各项规章制度,要对采油机的各项采油数据和自身控制数据进行实时观测记录,以便出现为题能够及时处理。对一些无关设备的运行要做到及时的关停,以减少电力资源的浪费现象。

抽油机的节电、节能效果的实现不仅要应用现代化的科学技术,同时采油机操作人员丰富的操作经验和思想道德品质教育也是不可或缺的。在大力挖掘本地人力、设备资源的同时,还要大力引进先进技术和人才,使不断涌现的新的节约能源措施应用在采油设备上。从而实现抽油机的节能效果。

三、结论

现阶段我国在各行各业所提倡的科学发展观,其中最主要的方面就是要利用先进的科学理念合理的利用资源。从抽油机采油过程中的养护、使用都能够遵循这一科学理念。使开发、挖潜、增效成为油田不断进步的主题,使抽油机在油田节电方面能够作出更大的贡献。

参考文献

[1]张建军.《游梁式抽油机设计计算》[J].上海工程大学学院院报.2009.6.

[2]赵鹏飞.《油田抽油机节能综述及解决方案》[J].建筑规划论坛.2008.10.

油田抽油机篇2

[关键词]油井偏磨 HDPE内衬油管 油杆断脱

中图分类号:TQ172.75 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)12-0016-01

一、油田抽油机井偏磨及防偏磨概况

油田开发进入高含水开采阶段,油井的井况发生了很大的变化,加之强注强采,致使管杆工作环境日益恶劣,抽油井的偏磨腐蚀问题变得越来越突出。偏磨与腐蚀相互作用,加快了管杆磨损速度。据统计2009年度,胜利油田因为管杆偏磨造成油井维护工作量占到维护量的1/3左右,偏磨造成的管杆报废率达到60%以上,仅作业费用和管杆投入达数亿元,有效治理偏磨亟待解决的问题。

二、杆管偏磨的机理危害及治理

(一)偏磨的机理分析

抽油机井的管杆泵在井下时刻受到拉压弯扭挤等组合变形的影响,在这个复杂的受力运动系统中,造成管杆偏磨的因素太多,主要有:

(1)井液介质的因素。据资料显示,油井产出液含水大于75%时,由油包水型转换为水包油型,管、杆表面则失去了油性介质,磨损程度加重。矿化度明显增大Cl-、HC03-和H2S的含量的普遍较高。管杆的偏磨,表面生热,铁原子活化。具有强腐蚀性的产出液,使偏磨处优先被电化学腐蚀,使得管杆偏磨表面更粗糙,磨损更为严重。

(2)井身结构的影响:随着油田的开发斜井、定向井越来越多,井身结构更加复杂。造斜点附近,管杆受井眼轨迹的影响产生弯曲,管杆发生强烈摩擦磨损。

(3)油管受压弯曲的影响:有封隔器等工具的管柱,尾管较短时,泵上油管受压弯曲,造成抽油杆与油管偏磨。

(二)偏磨引起的危害

随着油田开发的不断深入,综合含水逐年上升,加之多年的强注强采,致使杆、管在井下的工作条件日益恶劣,偏磨腐蚀加剧,各种原因引起的断脱、漏失问题也就日趋严重。

(1)偏磨引起断脱、漏失

井斜引起的偏磨及原因造成井斜的因素很多,有自然井斜,人工井斜和地层蠕动等。由于井斜或套管变形形成“拐点”,使油管产生弯曲。在油井生产时,抽油杆的综合拉力F或综合重力W产生了一个水平分力N(正压力)的作用,油管和抽油杆在“拐点”处接触,产生摩擦。

在“拐点”弯曲度较小的地方,油管内壁和抽油杆接箍产生摩擦,油管偏磨面积较大,而弯曲度较大的地方,不仅油管内壁与抽油杆接箍产生摩擦,油管内壁与抽油杆本体也产生摩擦,油管偏磨面积较小,磨损较严重。

(2)“失稳”对偏磨的影响

首先,分析杆、管在上下冲程过程中每一点的受力状况。在上冲程过程中,有杆柱向上的拉力,该点以下杆柱在液体中的重力,该点以下杆柱在上行中与液体的摩擦力,活塞与泵筒的摩擦力。由于向上的拉力远大于向下的阻力,因此,杆柱在向上的拉力作用下向上运动,完成上冲程。在这个运动过程中,杆柱每一点在合力作用下都被拉直,不与油管接触,从而不会发上偏磨现象。中性点(即合力为零的点)以下油管受力时,有上部油管在井液中的重力形成向下的压力、下部油管在液体中的重力以及管内介质对油管和活塞对泵筒向上的摩擦力[1]。在上述力的作用下,下部油管发生摆动与抽油杆接箍产生摩擦。这种偏磨较轻,通常为双面偏磨。中性点位置与泵以下尾管的长度有关。若尾管长,则泵以下的重量加大,就可以把弯曲应力抵消。

在下冲程过程中,油管每一点的合力都是向下,油管被拉直,不会发生偏磨现象。杆柱每一点的受力以该点以下杆柱在液体中的重力,杆柱下行时与液体摩擦产生的向上的阻力,活塞与泵筒摩擦产生的向上的阻力,该点以上杆柱在液体中重力作用于该点形成的向下的压力。下冲程时各点受力比较复杂,而且处于变化中,下冲程运动开始时,还受到杆柱向上的惯性力的作用。各点合力向下,杆柱向下运动。中性点以上的抽油杆始终处于拉伸状态,不会弯曲变形,发生偏磨现象。而中性点以下的抽油杆,由于该点以下杆柱的重力较小,不足于克服其他各种向上的阻力,而该点以上杆柱的重力较大,作用于该点形成向下的压力较大,下部杆柱在强大的压力作用下完成下冲程,容易弯曲变形,发生偏磨现象。由于杆柱的塑性较强,上部的重力不会很快对下部形成压力,而下部杆柱在上冲程的惯性力作用下还在向上运动,大大增加了中下部杆柱的弯曲程度。杆柱发生弯曲的这种现象称“失稳”,杆柱“失稳”是偏磨的主要原因,而中性点越低,杆柱的“失稳”越轻,杆柱偏磨现象也越轻。“失稳”引起的偏磨均为双偏磨,使抽油杆强度变低,加之交变载荷的影响,抽油杆容易疲劳。因此,底部抽油杆出现断脱的情况较多。

从理论上讲,“失稳”与如下因素有关:冲程、冲次越大,“失稳”越严重;多级组合中,细杆比例越大,“失稳”越严重;同一深度,三级组合比二级组合“失稳”严重;泵的间隙越小,活塞与泵筒的摩擦力越大,“失稳”越严重。

三、综合治理对策

对偏磨井采取综合治理措施,形成了以“扶正、加重、锚定”为主导的偏磨井综合治理技术。

(一)自动防偏磨抽油杆加倒拉锚治理技术

综合利用HW自动防偏磨抽油杆和管柱锚定技术这两种工艺技术,对偏磨较严重的井进行治理,采用管柱锚定技术可以减轻和预防管柱弹性伸缩弯曲造成的管杆偏磨损伤,自动防偏磨装置可实现油管、抽油杆隔离不接触,降低抽油杆柱下行阻力,最终达到满意的防偏磨效果。

(二)特殊接箍防偏磨技术

对抽油杆接箍进行特殊处理,提高其光洁度、硬度及抗腐蚀能力,减小摩擦系数,达到减轻抽油杆磨损的目的。目前常用的特殊接箍主要有镀铬接箍和双向保护接箍。

(三)小电泵采油工艺技术

采用小电泵采油工艺技术可以彻底解决偏磨问题。该技术适应井况较好、供液能力强、不出砂的井。之前在四矿偏磨严重的几口井采取了小电泵采油工艺措施,由于小电泵质量问题,成功率仅为50%,但成功的井目前仍正常生产,免修期均达到了600天以上。

(四)采用防偏磨采油工艺管柱

该工艺是依据“同心圆”理论开发的防偏磨采油工艺技术。其特点一是采用泵下加重装置,将抽油杆柱的中和点下移至泵筒以下,使管杆始终处于拉伸状态;二是对油管采取双向锚定措施,防止油管蠕动弯曲;三是采取自动旋转扶正装置,减轻油管抽油杆之间的摩擦。

参考文献

油田抽油机篇3

关键词:油田;废旧抽油机;经济效益;社会效益

废旧抽油机拆解与配件再造利用对油田开采企业而言是一项十分重要的工作,废旧抽油机的有效利用,可以准确地反映石油开采企业的经营成果和业绩,保证油田企业资产的保值增值。在油田生产过程中形成的大量废旧抽油机,部分可以修复再利用,部分可以降级使用,部分可以通过拆解配件进行组装,因而还存在着一定的价值。加强废旧抽油机拆解与配件再造利用,有助于减少财务支出;有助于石油企业的正常经营与管理;有助于企业资产的保全,尤其是在当前金融危机席卷全球的情况下,加强油田废旧抽油机的有效利用,可以在一定程度上缓解油田目前面临的成本压力,具有重大的经济效益和社会效益。

一、当前油田废旧抽油机再造利用的现状

从目前油田的情况来看,废旧抽油机拆解与配件再造利用的手段和方式落后,利用率低下。

1 对油田废旧抽油机拆解与配件再造利用的重视程度不够。长期以来一些油田对废旧抽油机拆解与配件再造利用的重要性认识还有待于进一步提高,没有把油田废旧抽油机拆解与配件再造利用看作是资源供应的重要来源,仅作为废品处理,对废旧抽油机再造利用的重要性和迫切性的认识有待进一步提高。

2 废旧抽油机拆解与配件再造利用手段落后,管理职责不清,没有充分发挥创造力。缺乏自主知识产权的技术力量,重大带动作用的共性和关键技术得不到有效的开发,许多废旧抽油机得不到再生和利用,一些油田对废旧抽油机综合利用方面没有充足的技术和资金支持,从而导致废旧抽油机再利用方面存在技术含量低,附加值不高,竞争力不强。

3 统计分析存在一定缺失,再造能力滞后。在油田经济发展统计体系中缺乏对废旧抽油机拆解与配件再造利用基础数据的统计,统计数据不完整、方法单一,基础数据匮乏,信息交流不畅,难以实现资源的二次利用。

二、废旧抽油机拆解与配件再造利用的必要性

1 加强废旧抽油机再造利用是油田企业发展的要求。近年来,各油田为了适应社会经济发展和稳产、增产等产能建设的需要,资金投入巨大,资产规模大幅度增加,由于去年以来的金融危机导致成品油销售迟滞,原油价格长期低位运行,股份公司不得已给各油田下达了大幅压缩投资计划和成本费用指标,再加上资产折旧、财务费用等因素,使各油田面临前所未有的经营压力,降本增效成为油田各项活动的主题。在这一形势下,如何控制投资成本、加强废旧抽油机再造利用是我们面临的重要课题,废旧抽油机再造利用与企业提高经济效益、控制投资成本有着紧密的关系,加强废旧抽油机再造利用是一项十分重要的工作。

2 加强废旧抽油机再造利用是企业精细化生产的需要。从现实情况来看,油田废旧抽油机再造利用还是比较粗放的,精细化生产的理念几乎没有涉及到废旧抽油机再造利用的领域,由于加强废旧抽油机再造利用不被管理部门所重视,形成了很多的管理漏洞,造成了很多的浪费,并且这种浪费很难引起人们的重视。如果对废旧抽油机不能进行科学的鉴定,势必影响废旧抽油机再利用的效果,形成新购抽油机的增加,造成浪费;对回收的废旧抽油机再造利用不完善,就会造成废旧抽油机的损失浪费,并产生违法乱纪行为。

3 加强废旧抽油机再造利用是油田节能降耗,提高经济效益的需要。对废旧抽油机进行科学、合理、高效的鉴定,提高废旧抽油机的再利用水平,可以减少不必要的重复采购,促进油田节能降耗,提高经济效益。

三、加强废旧抽油机再造利用的措施

通过对废旧抽油机可用部件的再造利用,可以有效降低生产成本,变废为宝,实现油田生产过程中废旧抽油机的综合开发和利用,取得最大的经济和社会效益。

1 转变观念,提高认识,高度重视废旧抽油机再造利用工作。勤俭节约、挖潜增效,是油田会战一贯的优良传统,在当前,更是应对全球金融危机,共克时艰的重要举措,是油田经营发展的必然之路,必须努力做好这项工作。各油田要以提高对废旧抽油机再造利用的认识为突破口,积极宣传废旧抽油机再造利用的重要性,努力扭转员工,特别是领导管理层的观念,使油田上下都认识到加强废旧抽油机再造利用的重要性,要坚决克服思想上的不重视现象,管理上的疏松现象,人员配备上的随意现象,监督管理上的松懈现象。要制定废旧抽油机再造利用办法等制度,以制度约束行为,理顺管理流程。

2 强化资源循环利用,不断提高社会效益与经济效益。废旧抽油机再利用是降低物料消耗、应对金融危机。实现低成本发展的重要途径之一。在具体工作中,进一步将废旧抽油机加工修复再利用、将不能通过检测修复的部件进行分解,材料可长改短、大改小,大型改小型取材,用其做新抽油机生产的部件原材料作为挖潜增效的主要措施,通过探索和实践,逐步形成废旧抽油机回收、鉴定检测、修复加工、出库配送、再利用一整套运行程序。要进一步做好废旧抽油机再利用的流程,优化工作,从废旧抽油机定位、回收、加工、复用、销售等各个环节进行规范,确保废旧抽油机再利用效益最大化。要加强废旧抽油机的循环利用。例如废旧抽油机上的支架、中座、尾座、电机导轨、减速箱、壳体等部件进行喷砂和无损擦伤后,可用于新抽油机生产上。对稀有机型中座、尾座等部件进行无损擦伤,修好后可为油田在用的稀有机型提供配件支持,堵塞跑、冒、滴、漏现象。建立科学的管理机制和有效的激励约束机制,积极引进先进技术,解决废旧抽油机再造利用进程中的技术难题,实现油田企业的快速健康发展。要加强闲置、报废抽油机改造再利用的监督和管理。油田企业资产设备管理部要及时掌握闲置、报废抽油机改造再利用的实际情况,防止资产流失。我们要秉承“以科技创新为依托,以国家政策为导向,以市场需求为理念”的宗旨,向市场提供满意的产品,实现企业价值和社会价值最大化。

3 成立组织、加强协作,进一步明确再造利用的价值。必须始终坚持走技术优先、质量第一、节能节约的发展之路。节能减排是国家的宏观调控政策,抽油机节能改造是一项利国利民的工作,具有较大的发展前景和重要意义。应成立以主管领导为组长,各相关职能部门和单位负责人参加的废旧抽油机再造利用领导小组,协调废旧抽油机再利用工作中的关系,理顺管理流程,明确各职能部门职责,加强各环节的管理。对废旧抽油机回收、保管、处置、监督等各个环节都规定明确的流程,明确责任界点,从而使废旧抽油机再造利用工作有序进行。如:资产管理部门是废旧抽油机回收、保管部门,负责协调油田各单位在废旧抽油机再造利用过程中的工作;建立废旧抽油机出入库台账及实物保管工作,要保证收回的废旧抽油机的完整,在处置管理部门统一处置之前不得私自拆卸设备,不得私自处置。审计监察部门负责对废旧抽油机的回收和处理工作进行全过程监督检查,负责组织废旧抽油机效能检查。

4 努力提高废旧抽油机再利用水平。废旧抽油机的再利用,是废旧资产管理的最有效途径。油田企业应加大对废旧抽油机的鉴定工作,在满足技术要求、确保油田各项设施、设备安全的前提下,尽可能地发挥废旧抽油机的作用,降低成本,提高效益。

(1)制定废旧抽油机鉴定标准,落实部门责任。

(2)管理过程控制,扎实开展废旧抽油机再利用工作。制定从废旧抽油机入厂、整机部件拆解、部件鉴定、部件修复、质量检测、入库存放等生产工艺流程。尤其是对零部件鉴定、修复和检测等关键环节严格规范,确保可修复配件按整机技术标准修复、检测,使整个工作过程受控,保证再利用配件质量。

(3)加强废旧抽油机保管,确保可利用设备的健康状态。由油田公司资产设备管理部和开发部定期组织专业技术人员,对油田内闲置抽油机进行确认,送交至指定资产库房或维修基地进行统一管理和存放。

(4)加大折旧设备综合利用分析,进一步提升利用水平。将不能利用的废料回炉处理,铸造成平衡块、曲柄和设备修理分公司尾平衡改造用的配重块,可提高再利用价值。

油田抽油机篇4

【关键词】抽油机 运行效率 技术

我国的石油开采基本使用抽油机向外抽油的方式采油,但是目前抽油机的工作效率在一般地区远远低于国外水平。因此,提高抽油机的效率成为抽油系统亟需解决的一个问题。所以我们有必要对这些问题进行分析与研究,为开发新型节能设备、提高油田经济开发效益以及可持续战略的发展做出努力。

1 影响抽油机运行效率的因素

1.1 地面及地下的磨损

在地面上,油区中大多数抽油机会时常出现对不上中井的状况,这是由于抽油机太过陈旧,从而导致基础下沉、井口部位歪斜。这不仅增加了盘根的摩擦阻力,致使抽油杆摩阻增大,而且造成油井盘根时常漏油,甚至出现盘根跑油现象,加大了管理难度,因此地面的效率严重下降。

在地下部分,随着时间的增长,泵中的机械杂质会随着液体的运动而磨损泵体;同时,不同地区岩石、地层埋深、流体物性、地层压力以及温度的差别会导致偏磨老化、腐蚀、结蜡、出砂和高气油比等现象越来越多的出现;加之油管丝扣本体断脱加剧,更使得抽油机能耗增加、系统效率降低。

1.2 电动机的原因

目前,在一些地区,烧毁电动机和变压器的事故时常发生,这是因为大部分油田配置的机型与产能不相符,一些低产井仍然在高参数下生产,致使电机处于“低电压、高损耗、大电流、低效率”的运行状态;同时,抽油机还存在一些问题如电流上下冲程峰值差异大、载荷变化大及平衡度较低等等,这是造成电动机设备老化、功率损耗大、运行效率下降的重要原因。

1.3 抽油机自身的原因

目前,我国油田主要使用的是油田的耗电大户――游梁式抽油机,它的用电量约占油田总用电量的40%。这种抽油机是周期性变载荷,扭矩曲线与曲柄平衡的正弦曲线差别很大,导致净扭矩曲线在曲柄轴上波动较大,甚至出现负值;而曲柄的角度在运行过程中是不断变化的,角度不同平衡效果就不同。尽管平衡效果越差,发电就越多,但是电动机效率最低的阶段恰恰是在电动和发电的转换过程之时,因此整体的效率就降低了;此外,在换向过程中,游梁式抽油机的悬点加速度比较大,此时抽油杆变形就会更大,而这种变形导致泵中活塞与光杆的运动规律产生明显差异,直接造成运行效率降低。

据调查研究,由于油区半数以上油井的最大载荷都超过了允许范围,所以抽油机的电机和减速箱会运行不平稳、平衡效果差,这是导致抽油机传动效率降低、能耗增高的又一重要原因。

1.4 人为管理的原因

(1)油管严重漏失、断脱等使得抽油机空抽,而管理人员未能及时发现问题,直接导致管柱损失功率。

(2)由于管理不当,油井降回压力度不够,增加了井口、油管、泵的漏失量,从而使效率降低。

(3)大多数工作人员对节能产品和节能技术的认知不足,致使使用的节能产品实际上并不节能,甚至有可能会增加能耗。

2 如何提高抽油机的运行效率

2.1 如何提高地面及井下的系统效率

首先,在地面上要从三方面来提高效率:匹配合理的电机功率、提高抽油机平衡度以及使用高效电机。

参数优化、杆管优化是提高井下系统效率的有效途径,此外,盘根摩阻和原油的物性对系统效率也会有一定影响。一般来说,选用抽油机井系统效率优化软件是较快捷的方法,这样,针对一口具体的抽油机井,就能很方便的得到最优化的参数组合方式,当然前提是满足提液的需要。还有,调节好盘根的松紧度以及对中调整光杆也是提高系统效率的重要方法。

2.2 节能装置的改造与更换

(1)低转速电机:可有效降低管杆的运行速度,使抽油机冲次降至3 r/min以下,还能降低装机功率和运行能耗。

(2)高转差率节能电机:它的功能是增加抽油机在轻负载期间的运行速度、降低重负载期间的运行速度。这种电机每个冲次可达到25-50%的速度变化,优点是启动力矩大、电流小、高功率运行,线路损耗低等等,具有十分明显的节能效果。

(3)CHU智能节电控制柜:此设备提高抽油机系统效率的原理是调节电机励磁电流以及抽油机在一个冲程中实际消耗的功率,它的应用很好的降低了电机烧毁的风险和员工调参的频次,大大提高了工作效率。

2.3 技术及其应用

首先,在抽油机拖动装置节能技术方面,有许多新技术:如利用宽带式长冲程抽油机可使冲程在不停机状态下无级调节,减轻了工人的劳动强度,同时,也提高了节电量和系统效率;还有抽油机专用永磁同步电动机、实施窄V型联组带、改制盘根盒、玻璃钢抽油杆等技术都可以从不同方面来提高抽油机的运行效率。

此外,我们也要积极推广应用节能新技术:如应用减载泵、深抽油井配套油管、碳纤维杆等新技术可减少悬点载荷、降低能耗;利用地面节能设备、在气油比较高的井上应用二级采油工艺也是节能的新方法。

在提高抽油泵技术方面,为了克服砂卡、气体、摩擦等影响,提高排量系数,使油井参数与供液能力相匹配,提高系统效率,引进了防砂泵、防气泵、新型固定阀罩等新技术,取得了明显效果。

在地面节能管理技术方面,定期保养、减少地面磨损、搞好抽油机的平衡、对低效电动机强制检修以及加强机采提液管理技术都是非常重要的措施。

3 几点认识和思考

通过以上分析和研究,我们可以看到,综合考虑、全面兼顾影响抽油机效率的各个因素是提高其效率的必要条件。

(1)匹配合理的电机功率,降低功率损耗,避免大马拉小车的现象,对不能进行电机调整的井,应用三相异步复式双速电动机;同时,将电机电力电容器并联后可以减少不必要的损耗;另外,平衡抽油机来降低电机轴功率的波动也是有效的方法之一。

(2)利用高效抽油设备维护和保养地面:如双驴头抽油机和皮带抽油机等。

(3)泵效是影响机械采油系统效率的一个主要因素。冲次减小、泵径增大有利于提高系统效率,能有效减少杆管磨损,延长检泵周期;同时,提高泵的抗磨蚀性能、定期检泵等措施来维护泵的正常工作,也可以减少能耗、提高效率。

4 结语

由于影响抽油机系统效率的环节及因素较多、涉及面宽泛,因此我们应系统考虑其影响因素并实施综合性的节能措施,从提高设备性能、加强日常管理等多方面综合治理,这样才能较完善的提高油田抽油机效率,从而实现降本增效、提升经济效益的目的。

参考文献

[1] 卜文杰,王文秀,秦晓冬.提高抽油机井系统效率的理论分析与对策措施[J].资源节约与环保.2008.03

油田抽油机篇5

【关键词】游梁式抽油机液压节能平衡器 青海油田 使用探讨

对游梁式抽油机液压节能平衡器属于高能耗设备,由于其使用频繁,维修频繁,一旦油井负荷加重后,那么就极易导到 设备的关键部位发生损坏,从而影响到油田的安全生产。因此,对游梁式抽油机液压节能平衡器在青海油田的使用探讨有其必要性。

1 研究背景

对游梁式抽油机液压节能平衡器作为油田生产中的关键性设备,与常规式的抽油机有着很大的区别,一方面,其结构简单,操作方便、可靠耐用,容易安装而且便于维护,另一方面,正是由于其这些优点的存在,也决定其能耗高,调整平衡相对困难,而且机械磨损比较快,加上长期工作于不平衡状态下,为此,维修比较频繁。对游梁式抽油机在井下作业过程中,同盱井底负荷在不断的变化,加上受到砂、气、油以及蜡的影响,这样,就会在一定程度上增加抽油机的负荷,一般而言,其负荷的变化时间是很难确定的,加上工况的随时变化性,要想准确调整对游梁式抽油机,那么是存在着很大难度的,为此,对游梁式抽油机的工作环境相对不平衡。另外,该机械通常都采用的曲柄式平衡,并且配备重量较大的平衡块,这样,该平衡器在起动时,就需要更大的力矩才能正常运转。因此,在这样的工作环境下,必须要配备大码力的电动机才能满足其起动的需要,所以,必须要采取有效措施,降低平衡器的材料消耗以及能耗,使得原油生产成本降低,进一步提升油田的经济效益。

2 游梁式抽油机液压节能平衡器的设计

游梁式抽油机液压节能平衡器主要是建立在气动设备与液压设备相结合的二次平衡技术,改变了传统游梁式抽油机的结构模式和工作性能,安装于驴头与支架之间,下铰接于底座上,上铰接于游梁上,这样所形成的结构不仅便于安装,而且在安装后,平衡块也比较容易卸除,为此,就可以根据油田设备的工作需要和工况需要,结合所需要的工作负荷,实时调整平衡力,从而有效地解决了游梁式抽油机平衡难度的问题。

2.1 工作原理

从本质上讲,游梁式抽油机液压节能平衡器就是一种新型的平衡器,建立于气液联合的设计模式上,采用液体传动代替气体传动,既可以提高平衡器的自身的性能,而且有利于设备使用寿命的延长,具体结构如图1所示:

液压节能平衡器主要由于内部的油管、蓄能器、平衡油缸及相关的阀类构成,在蓄能器的上腔部分前有高压氟气,连通平衡器的油缸,充分发挥油压的作用,使其产生向上的压力和推力,充分发挥油杆的重力作用,与部分油气的水油混合液,形成一个向上的提升力,从而压近柱塞下行,使得油缸内的油贮入到蓄能器中,与此同时,在上行时,通过重复作用,进而达到良好的节能效果,既可以保证生产效率,而且有利于保证生产的安全性。

2.2 平衡器设计优势

油田生产中,游梁式抽油机液压节能平衡器作为主要的关键性设备,既继承了传统的常规式抽油机优点,操作方便、可靠耐用,而且容易安装、便于维护,更为重要的是在保证这些优点的基础上,大大在降低了能耗,使得平衡调整更加容易,而且传统的抽油机机械磨损比较快,而且平衡器的设计与加以利用,改变了其长期工作于不平衡状态的不良环境,

另外,这种形势的设备在维修时也比较简单,通过降低磨损,减少维修的频繁性,使得游梁式抽油机在井下作业时,能够随着井底负荷的不断变化,而且进行实时的调整,克服了砂、气、油以及蜡的影响,确保一定程度上抽油机对负荷的承受能力,由于我们知道,传统的常规式抽油机难以确定负荷的变化时间,因而游梁式抽油机液压节能平衡器的利用,却可以大大改变这一弊端,可以根据工况的随时性与变化性,及时准确调整对游梁式抽油机的负荷值,确保游梁式抽油机的工作环境相对平衡性,即使是在配备重量较大的平衡块的基础上,也可以确保其平衡起动,这样,避免了更大的力矩支持下机械的正常运转,降低平衡器的材料消耗以及能耗,使得原油生产成本降低,从而有效地提升油田经济效益。

3 仿真分析

针对以上游梁式抽油机液压节能平衡器工作原理与优势设计分析,在这里我们针对某油田的采油作业区的矿井采油情况及其游梁式抽油机液压节能平衡器工作情况进行数据仿真分析,该油田主要由5套设备联合工作,全部由游梁式抽油机液压节能平衡器改造而成,不再需要传统的平衡块的作用,采用气动平衡带动曲柄平衡,将气动设备与液压设备相结合,采用二次平衡技术,改变了传统游梁式抽油机的结构模式和工作性能,根据油田设备的工作需要和工况需要,结合所需要的工作负荷,实时调整平衡力,所形成的结构不仅便于安装,而且在安装后,平衡块也比较容易卸除,从而有效地解决了游梁式抽油机平衡问题,带来了很大的经济效益。

首先,该设备利用平衡器,与改造前的工作相比,采用气液联合的设计模式上,提高平衡器的自身的性能,具体数据如表1所示:

根据以上数据分析,并与以前的数据分析对比,其平均节电率高达21%以上。另外,却掉了过重的平衡块,主要利用油管、蓄能器、平衡油缸及相关的阀类组装而成,达到良好的节能效果,既可以保证生产效率,而且有利于保证生产的安全性。

其次,从投资回报上分析,假设每台的抽油机的维修费用为4万元,那么在安装平衡器后,其可以节省1。5万元,其中,每台抽油机的耗电为18万元,那么根据上数据节省的21%,那么其每年节电为18*21%=3。78,那么其投入的产出比也相应提高。

4 总结

总而言之,游梁式抽油机液压节能平衡器的应用,不仅可以保持抽油机良好的工作性能,而且大大节省了能耗,顺应现代节能改造的生产原则,效果明显,具有推广和应用价值。

参考文献

油田抽油机篇6

关键词:抽油机 能耗 节能技术

随着石油数十年的开采,某油田已经进入开发阶段中后期,为了达到稳油控水创建百年油田,因此对抽油机节能提出了很高的要求。节约能源,降低开采成本,实现油田的可持续发展,已经成为当代石油人肩上的重担。油田的油井已经不具备自喷能力,要向地下注水把原油赶入油井,再用抽油机把石油从地下提升上来。注水换油或者以电换油已是该油田必须面对的现实,因此如何实现节能增效﹑如何提高抽油机工作效率是油田眼下需要解决的重要课题。

一、油田抽油机存在的主要问题

1.抽油机系统效率低

由电机、地面传动设备及井下抽油设备构成了有杆抽油系统,各部分效率都与系统效率有着密切的联系,任何一部分的效率减低都会导致系统效率变低,因此如何提高抽油机系统的总效率,建设节能低耗的百年油田是需要我们攻克的一个复杂的系统工程。

2.抽油机能耗大

油田现在主要应用的是游梁式抽油机,它是油田的电能消耗的主要设备。不同型号的游梁式抽油机即使在相同的工作条件,井下工况其同一时刻的井下能耗也是有所差别的。根据多年的工作研究得出导致抽油机能耗大的主要原因有:(1)游梁式抽油机的负载特性和其所匹配的三相异步电动机的转矩特性不同步。常常会出现电动机变成发电机的状况发生二次能量转化现象,电动机的工作效率大大的降低。(2)现在一些常规的抽油机的扭矩因数很大,随之会产生很大的载荷波动系数,抽油机的能耗也会加大。

二、抽油机实用节能技术

1.抽油机结构的优化

科技人员改进了抽油机的结构。通过优化抽油机四杆机构以及改变抽油机平衡方式使抽油机曲柄轴净扭矩曲线的形状和大小得到改变,这样负扭矩减小,平缓了扭矩波动,减小了抽油机的周期载荷系数,提高抽油机电动机的系统效率,实现了节能降耗。这类节能型抽油机以美国公司研发的TORQMASTER异相型抽油机﹑MARK—Ⅱ型前置式抽油机,以及华北油田开发的双驴头节能抽油机为代表。

2.抽油机采用节能控电装置

2.1间抽控制器

由于低产井不断开发,动液面低沉、没度低,抽油泵常出现供液不足、系统效率低,不仅影响工况,而且浪费电能。对于出现这种状况的油井,最常采用的是间歇抽油的方式。即在抽油机上安装相关的传感器,对油井负荷的动态变化进行实时监测,从而实现了智能间抽控制。通过安装间抽控制器提高了抽油机的工作效率,节约了大量的电能浪费。根据油井的具体情况可采用不同的控制器:电流传感器﹑流量传感器﹑抽油杆载荷传感器。

2.2晶闸管相控调压节能(STD)

油田的磕头式抽油机大都存在抽油能力与油井实际负荷差距较大的问题。因此,经常会出现泵空捞的现象。如此一来增加了泵的无效行程,消耗了大量的电能,也增加了抽油设备的维护费用。基于油田抽油机能效低、能耗大的情况而研发了STD油田抽油机节能控制柜。

相控电机节电器及保护单元、控制回路等构成了STD内部主要部件,其核心部分是相控电机节电器。相控电机节电器根据电机的输出功率与油井负荷为电机提供最适宜的工作电压与电流,从而优化了电机起动、停机性能,大大的降低了电机的能耗,最终实现了节电的目的。

2.3变频器调速节能

抽油泵是一种柱塞泵,对电动机来说来抽油泵就是一种恒转矩性的负载。为了匹配抽油泵的排量与油井的渗透能力,只有改变抽油机的电动机转速来达到目的,即在抽油机上安装变频器。由此可以根据油井的实际供液能力,动态调整抽油机的抽取速度。这样既可以实现节能目的,又可以增加原油产量。

2.4电动机星角转换节能

油田的每一口油井参数各不相同,另外抽油机的功率档次有限,因此在选配抽油机时,不可能做到正好相匹配。所以在给各型抽油机在选择电动机时,为了确保在各种工况下抽油机都可以正常工作,电机都要留有一定的功率余量。随着对油井的开采,原油的产量越来越少,抽油机的负荷也就随着减小,出现了大马拉小车的能源浪费现象。当电机小负荷运载时,电机的效率和功率因数都会降低,对电动机定子的端电压进行适量的调节,使电动机的端电压与其负载率合理匹配,由此就提高了电机的运行效率,实现节能的效果。

除了上述办法外,油田还应用节能驱动设备﹑改进平衡方式﹑改进“三抽”系统部件﹑采用高效节能泵等节能方法。

三、抽油机节能降耗的一些措施

1.采用新型抽油机

淘汰技术落后的高能耗的抽油机,采用异相曲柄平衡抽油机、前置式抽油机、双驴头抽油机、直线电机式抽油机和渐开线抽油机等节能型的抽油机。

2.采用新型的电动驱动设备

加大科研投入开发新型的电动,研发出高效率﹑高功率因数的电动机使之与油井下工况相匹配,进而达到节能的目的。例如把一些常规转差率电动机更换成高转差率电动机和超高转差率电动机。

3.加强日常管理

建立一套完善抽油机保养管理制度,加强日常检查力度,随时都要掌握抽油机运行状况。对抽油机进行分门别类的管理,为了提高抽油机井的系统效率,要及时检查抽油泵,要搞好电机匹配和日常参数调整,必要时在作业时换泵。每个油井都要有自己的系统效率控制图,从而加强对抽油机井的技术管理。

四、结论及认识

1.抽油机是油田的主要采油设备,其性能的优劣与油田的长远发展息息相关。因此我们要不断地研发新技术、新工艺,在实践中不断改进和提高抽油机的性能。

2.对节能电控装置进行改进,使其在抽油机节能中发挥更大的作用。

参考文献

[1] 张清林.抽油机的现状、发展方向及其节能技术的探索[J].科技创新导报,2008.

[2] 赵鹏飞.油田抽油机节能方式综述及解决方案[J].科技资讯,2007.

[3] 徐甫荣,赵锡生.抽油机电控装置节能综述[J].电气传动自动化,2004.

油田抽油机篇7

[关键词]油田 抽油机杆泵 匹配 对策研究

中图分类号:TE355 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)21-0097-01

随着油田开发难度的加大,低渗油层的动用和比例的增大,油田平均单井日产液量有所降低,抽油泵泵效较低,油井系统效率低。因此,结合油田油藏和生产特点,积极探索优化抽油机参数是提高抽油机系统效率和降低油井投资成本的重要途径之一。

一、对抽油杆的要求

油田泵挂深度生产井多为定向井、斜井、水平井及复杂结构井,油井生产中抽油杆的偏磨、断脱问题比较普遍。油井维护性作业中有三分之一以上是因为杆的问题。目前在直井段以外的抽油杆上都加有尼龙扶正器。现场使用最多的抽油杆按尺寸分有Φ22、Φ19;按钢级分有D级、H级。

1、 抽油杆使用中存在问题

(1)产品质量的问题。由于抽油杆用热轧圆钢,轧制质量不能完全满足要求,钢材没有进行100%探伤,在杆体的锻造质量、接箍的加工过程中难免存在缺陷。在井下非对称循环应力的作用下,这些缺陷就是产生损坏的薄弱环节。抽油杆生产厂所生产的产品存在质量不稳定,检验指标不尽一致的问题,在同一个杆柱组合设计方法下就会产生不合理的下井设计方案,从而导致了杆断脱问题的加重。(2)杆柱组合的下井设计问题。前已述及,油田油井井身结构复杂,并且随着近年来一个井场井数的不断增加,井眼轨迹很不规整,这种情况就更加加重了抽油杆的损坏趋势。针对单井不同的井眼轨迹设计不同的杆柱组合及扶正防磨措施显得很重要。

2、 对抽油杆的需求

针对油田的生产特征,对抽油杆的要求表现在性能方面有:①尽可能小的杆径尺寸和杆体重量下具有尽可能高的强度;②耐磨性能好;③承受弯压载荷的能力强;④起下作业方便。从满足以上性能方面看,高强度抽油杆、玻璃钢抽油杆、复合材料连续抽油杆等都有很大的应用前景。但就目前的技术现状来看,还需要进行进一步的科技创新和改进。

二、对抽油机的要求

目前油田常用抽油机按大小分有:6型、8型、10型以及12型等。按结构形式分有:常规游梁式抽油机、异相曲柄抽油机、摆轮式抽油机、复合平衡抽油机、调径变矩抽油机等,主要以异相曲柄抽油机和复合平衡抽油机为主。油田大多数油井产液量低,井深在2000m左右,长期的现场实际生产资料表明,在抽油机的需求方面有以下特征:

1、 对额定悬点最大负荷要求

长期的抽油机选型及现场最大负荷实测资料反应出:对最大载荷为70kN和90 kN的抽油机有一定量的需求。而抽油机标准系列为:6型、8型、10型、12型等。缺失7型和9型机。造成在抽油机配型上的浪费或者超负荷运行。

2、 抽油机参数的要求

对于抽油机来说,其主要性能参数有:悬点最大负荷、减速箱额定扭矩、所配电机功率、冲程、冲、各连接部位尺寸、外型尺寸等。一般情况下,不同型号的抽油机都有相匹配的以上几个参数。但由于生产情况不一样,油田对抽油机各种参数需求的重点有所不同。以油田为例,由于产液量小,对减速箱额定扭矩、电机功率、冲程、冲次的要求都不高,需要满足的首要条件是抽油机的额定悬点最大负荷。其它参数的配置应在尽可能降低系统效率的前提下进行。计算和实测资料表明:即使10型、12型抽油机,其额定扭矩也不会超过37 kN・m。冲程最大为3 m即可,冲次选择以尽可能低为好。

三、对抽油泵的需求

油井日常维护性作业中有三分之一以上是由于泵出故障造成的。油田由于低产液、气体、腐蚀、结垢、结蜡、同时泵位于斜井段等问题的存在,使泵的工作环境更加不好。目前基本以管式整筒泵为主。根据油田井的产量分布情况可能明显看出,使用小的泵径会减小抽油杆柱的杆径,减低抽油机悬点载荷,提高系统效率,降低能耗。但泵体太小后在加工及表面镀涂工艺方面难度提高。小批量生产成本不但不会降低反而还会升高。但随着生产需求的增大和技术的进步,这一矛盾应该能够得到解决。大部分泵在井下处于倾斜放置,斜井泵的需求自不必说,但从目前的应用情况看,现有的斜井泵还没有体现出明显的优势,致使应用的井数不是很多,基本还是采用常规泵。

四、机、杆、泵系统的需求

主要思路:①摒弃目前井筒内容易造成偏磨和断脱的钢性抽油杆;②摒弃一次性投资较高的抽油机;③研制开发更加合理的机、杆、泵系统来取代目前的系统。依靠新技术、变改旧观念,研发或改进现有设备很有必要。

(1)抽油泵泵径参数。以8型抽油机为例,最大冲程长度3m,冲次最低2.5次/min,最大5次/min,泵效取45%。不同泵径油井液量确定范围。按照钻采工程方案,采用小泵径、低冲次后,抽油杆降一个等级、强度增加一级,抽油机下降一个型号。小泵径是油田抽油泵泵径的首选,对于产液量高的油井可以通过更换电机提高冲次的方式实现。

(2)抽油机冲程参数。冲程损失是抽油泵效率降低的重要方面,直接影响抽油机选择合理的冲程,与活塞及油管截面积、抽油杆长度及截面积、动液面深度、液体密度等有关。随着泵径减小,抽油机冲程损失减少。为了减少冲程损失对抽油泵效率的影响,应尽量增大抽油机光杆冲程。冲程长度增加对于悬点载荷的影响不大,但抽油机的高度需要增加,而且更重要的是减速器曲柄轴的扭矩和冲程长度成正比的增加。同时冲程长度增加后抽油机的减速器的尺寸、质量和成本相应增加。此外随着冲程长度的增加,减速器齿轮磨损速度增加很快。因此光杆冲程并不是越长越好,需要确定在合理范围内。

(3)抽油机冲次参数。抽油机冲次是衡量抽油机快慢的参数,与冲程参数比较,冲次调整简单、易于实现。由于油田单井产量低,因此降低冲次成为抽油机满足工况、提高抽油机井系统效率的重要途径之一。抽油机实现低冲次的方法有3种:调整电机皮带轮直径、降低电机转速、使用大速比减速器。调整电机皮带轮直径是常用的方法:抽油机配套3件皮带轮,根据现场需要更换调整。降低电机转速的方法有使用变频调速、低速电机等技术,考虑油井低成本采油,考虑采用低速电机和减速器的优化组合。不同速比减速器与不同转速电机组合实现抽油机的低冲次,但需要综合比较确定。采用低冲次对于延长机杆泵寿命、提高抽油机系统效率、降低能耗等方面有很好的效果。

参考文献

油田抽油机篇8

[关键词]油田;抽油机、杆、泵;匹配;对策

中图分类号:TE144 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)36-0356-02

胜利采油厂管辖着胜坨、宁海、王庄坨82三个油田,胜坨油田发育有一套完整的河流一三角洲沉积储层,为含油层系多、储层非均质严重的多层砂岩油藏。探明含油面积95.87平方千米,动用地质储量48109万吨,可采储量19446万吨,标定采收率40.42%。综合含水高达95.1%,水驱控制程度83.5%。随着胜坨油田步入特高含水开发后期,井筒条件日益恶化,油田平均单井日产液量有所降低,抽油泵泵效较低,油井系统效率低。因此,结合油田油藏和生产特点,积极探索优化抽油机参数是提高抽油机系统效率和降低油井投资成本的重要途径之一。

一、对抽油机的要求

1、抽油机参数的要求

对于抽油机来说,其主要性能参数有:悬点最大负荷、减速箱额定扭矩、所配电机功率、冲程、冲、各连接部位尺寸、外型尺寸等。一般情况下,不同型号的抽油机都有相匹配的以上几个参数。但由于生产情况不一样,油田对抽油机各种参数需求的重点有所不同。以东辛油田为例,由于产液量小,对减速箱额定扭矩、电机功率、冲程、冲次的要求都不高,需要满足的首要条件是抽油机的额定悬点最大负荷。其它参数的配置应在尽可能降低系统效率的前提下进行。计算和实测资料表明:即使10型、12型抽油机,其额定扭矩也不会超过37kN・m。冲程最大为3m即可,冲次选择以尽可能低为好。

2、对额定悬点最大负荷的要求

长期的抽油机选型及现场最大负荷实测资料反应出:对最大载荷为70kN和90kN的抽油机有一定量的需求。而抽油机标准系列为:5型、6型、8型、10型、12型等。缺失7型和9型机。造成在抽油机配型上的浪费或者超负荷运行。

二、对抽油杆的要求

1、抽油杆使用中存在的问题

(1)产品质量的问题。由于抽油杆用热轧圆钢,轧制质量不能完全满足要求,钢材没有进行100%探伤,在杆体的锻造质量、接箍的加工过程中难免存在缺陷。在井下非对称循环应力的作用下,这些缺陷就是产生损坏的薄弱环节。抽油杆生产厂所生产的产品存在质量不稳定,检验指标不尽一致的问题,在同一个杆柱组合设计方法下就会产生不合理的下井设计方案,从而导致了杆断脱问题的加重。(2)杆柱组合的下井设计问题。前已述及,油田油井井身结构复杂,并且随着近年来一个井场井数的不断增加,井眼轨迹很不规整,这种情况就更加加重了抽油杆的损坏趋势。针对单井不同的井眼轨迹设计不同的杆柱组合及扶正防磨措施显得很重要。表现在不仅需要翔实的测斜数据,还需要现场设计人员有相当的抽油杆性能方面的知识,仅有一套死的设计软件是不够的。

2、对抽油杆的需求

针对油田的生产特征,对抽油杆的要求表现在性能方面有:①尽可能小的杆径尺寸和杆体重量下具有尽可能高的强度;②耐磨性能好;③承受弯压载荷的能力强;④起下作业方便。从满足以上性能方面看,高强度抽油杆、玻璃钢抽油杆、复合材料连续抽油杆等都有很大的应用前景。但就目前的技术现状来看,还需要进行进一步的科技创新和改进,才能大面积应用于生产。

三、对抽油泵的需求

油井日常维护性作业中有三分之一以上是由于泵出故障造成的。油田由于低产液、气体、腐蚀、结垢、结蜡、同时泵位于斜井段等问题的存在,使泵的工作环境更加不好。目前基本以管式整筒泵为主。根据油田井的产量分布情况可能明显看出,使用小的泵径会减小抽油杆柱的杆径,减低抽油机悬点载荷,提高系统效率,降低能耗。但泵体太小后在加工及表面镀涂工艺方面难度提高。小批量生产成本不但不会降低反而还会升高。但随着生产需求的增大和技术的进步,这一矛盾应该能够得到解决。大部分泵在井下处于倾斜放置,斜井泵的需求自不必说,但从目前的应用情况看,现有的斜井泵还没有体现出明显的优势,致使应用的井数不是很多,基本还是采用常规泵。

四、机、杆、泵匹配对策

主要思路:①摒弃目前井筒内容易造成偏磨和断脱的钢性抽油杆;②摒弃一次性投资较高的抽油机;③研制开发更加合理的机、杆、泵系统来取代目前的系统。依靠新技术、变改旧观念,研发或改进现有设备很有必要。(1)抽油机冲程参数。冲程损失是抽油泵效率降低的重要方面,直接影响抽油机选择合理的冲程,与活塞及油管截面积、抽油杆长度及截面积、动液面深度、液体密度等有关。以*井为例,井深2066m,泵挂深度1878m,动液面1727m,抽油杆组合采用三级组合,即22(15%)+19(45%)+22(40%)组合方式,抽油杆采用高强度HL级或HY级,油管内外径为62/73mm。经过计算,当用38mm、32mm、28mm的抽油泵,抽油机冲程损失分别约0・6、0・5、0・4m。随着泵径减小,抽油机冲程损失减少。为了减少冲程损失对抽油泵效率的影响,应尽量增大抽油机光杆冲程。冲程长度增加对于悬点载荷的影响不大,但抽油机的高度需要增加,而且更重要的是减速器曲柄轴的扭矩和冲程长度成正比的增加。同时冲程长度增加后抽油机的减速器的尺寸、质量和成本相应增加。此外随着冲程长度的增加,减速器齿轮磨损速度增加很快。因此光杆冲程并不是越长越好,需要确定在合理范围内。(2)抽油机冲次参数。抽油机冲次是衡量抽油机快慢的参数,与冲程参数比较,冲次调整简单、易于实现。由于油田单井产量低,因此降低冲次成为抽油机满足工况、提高抽油机井系统效率的重要途径之一。抽油机实现低冲次的方法有3种:调整电机皮带轮直径、降低电机转速、使用大速比减速器。调整电机皮带轮直径是常用的方法:抽油机配套3件皮带轮,根据现场需要更换调整。降低电机转速的方法有使用变频调速、低速电机等技术,考虑油井低成本采油,考虑采用低速电机和减速器的优化组合。不同速比减速器与不同转速电机组合实现抽油机的低冲次,但需要综合比较确定。采用低冲次对于延长机杆泵寿命、提高抽油机系统效率、降低能耗等方面有很好的效果。(3)抽油泵泵径参数。以8型抽油机为例,最大冲程长度3m,冲次最低2.5次/min,最大5次/min,抽油泵按照2011年钻采工程方案初定泵效45%~50%,泵效取45%。不同泵径油井液量确定范围。按照钻采工程方案,采用小泵径、低冲次后,抽油杆降一个等级、强度增加一级,抽油机下降一个型号。小泵径是油田抽油泵泵径的首选,对于产液量高的油井可以通过更换电机提高冲次的方式实现。

参考文献

[1] 万仁溥,罗英俊,等.采油技术手册(修订本)第四册[M].北京:石油工业出版社,2000:1-285.

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