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提高抽油机井系统效率的方法 作　者：杨洪峰 单　位：第五作业区 2013年10月 提高抽油机井系统效率的方法 杨洪峰 第二采油厂第五作业区采油四十四队 摘　要　主要论述提高抽油机系统效率的重要性和必要性,介绍大庆油田目前抽油机井系统 效率的概况,分析油田抽油机井系统效率低的原因和影响系统效率的主要因素及系统效率的分布 规律。最后,指出提高抽油机系统效率的措施和方法。 主题词　系统效率　井下效率　节能元件　措施方法 一、　前　　言 抽油机系统工作时,是一个能量不断传递和转化的过程,而能量的每次传递都有一定的损失。由地面供入系统的能量减去系统的各种损失,就是系统供给液体的有效能量,将液体举升至地面的有效作功能量与系统输入能量的比值即为抽油机系统效率[1] 。 目前,由于有杆泵抽油系统的能耗问题日趋严重,直接影响着原油的开采成本。为了实现油井的正常生产,降低采油成本,采用节能设备并应用新技术、新方法来提高油井的系统效率越来越引起人们的重视。2012 年底采油44队有抽油机井105 口,占总生产井数的87.5%, 全队每年抽油机井的耗电量高达608万 kW·h, 约占全队总耗电量的67%,因此,提高抽油机井系统效率,对油田的节能降耗、原油增产及提高经济效益都具有重要意义。 二、　抽油机井系统效率现状 抽油机系统效率是衡量抽油机井能耗的重要指标,也是一项综合性计算指标,它涉及到日产液量、动液面深度、油压、套压和耗电量(电流、电压、有效功率) 等多项参数。在抽油机稳态工作条件下,对采油44队的66 口抽油机井进行了摸底测试。测试方法采用石油天然气行业标准SY/T5266-1996 《机械采油井系统效率测试方法》中的简便测试计算方法。测试参数主要有:电动机平均输入功率、抽油机平衡度、光杆功率、有效功率等。测试是在正常生产、常规管理、未上任何措施的前提下进行的。被测油井的井况、系统组成、技术装备和管理水平,具有一定的代表性。被测井的平均系统效率约为25.64%, 比下达指标系统效率(32% ) 低约6.36 个百分点。分析原因,主要我队2012年处钻停恢复区，平均沉没度较低，生产参数不合理导致。平均沉没度为136.8米。统计表明,单井系统效率小于10% 的有14口井,占被测井数的21.21%, 单井系统效率大于10% 、小于15% 的有12 口井,占被测井数的18.18%, 单井系统效率在15% ～20% 的有12 口井,占被测井数的18.18%, 单井系统效率大于20% 的井仅有28 口,占被测井数的42.42% 。 三、　效率分解和能量损失的分布 根据抽油机系统工作的特点,可将抽油机系统分为2 部分,即地面效率和井下效率。一般情况下,以光杆悬绳器为界,悬绳器以上的机械传动效率和电机运行效率的乘积为地面效率,而悬绳器以下到抽油泵,再由抽油泵到井口的效率为井下效率,即: η系= η地·η井 式中　η系———系统效率,%; η地———地面效率,%; η井———井下效率,% 。 为了对抽油机系统各部分的能量损失及分布情况进行更加深入地研究,可将以上2 部分的效率进一步分解。地面部分的能量主要损失在电动机、三角带、减速箱、抽油机的连杆机构;井下部分的能量主要损失在盘根盒、抽油杆、抽油泵、管柱的摩擦中,故抽油机井系统效率可表示为: η系=η地·η井 = k ·η电·η皮·η减·η连·η盘·η杆·η泵·η管 式中　k ———有效载荷数,与四杆机构效率及井下液柱重量和抽油杆重量之比有关; η电、η皮、η减、η连、η盘、η杆、η泵、η管———系统各分效率。 抽油机井的系统效率主要由以上8 个分效率组成,各个分效率的大小,也就是说各部分能量损失的多少,主要取决于油井井况系统的设计、设备运行状况、操作条件及生产管理等。有资料表明:在设备良好运转状态下,η电90.8% ～94%, η皮92% ～95%,η减约91%, η连约95%, η盘约93.5% (测试平均值) ,η杆75% ～85% (研究测试值) ,η管约89% 。按照上面的公式计算,η系的理论值41% ～49%, 实际上,抽油机系统效率很难达到这个数值。抽油机—深井泵装置系统效率的理论上限为49%, 理论下限为41% 。把油井实测系统效率与油井论系统效率相比较可以看出,采油44队被测井的平均系统效率与理论值的下限相差约15.36 个百分点,这部分井有很大的节能增效潜力,只要采取相应的措施,合理优化设计参数,加强管理,系统效率会有较大幅度的提高,也会节约大量的能源。就一般的生产井而言,在正常情况下地面设备的效率不会太低,大多数低效井的功率损耗主要在井下。因此,提高抽油机井系统效率的关键在于降低井下的能量损耗,从而提高井下效率。抽油机井的井下部分是从抽油机的悬绳器算起。 主要包括:抽油杆、深井泵、油管、