提高抽油机井地面系统效率的措施及应用.docVIP

提高安塞油田机采系统地面效率技术研究及应用 Application and study of the technology for improving the surface efficiency of pumping system in Ansai oilfield 王曼1,2 杨会丰1,2 张倩1,2 覃川1,2 （1.长庆油田分公司油气工艺研究院；2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室） 摘要：以节能降耗为目标，通过机采井地面效率的影响因素分析，阐述了提高抽油机井地面效率的途径及措施。通过平衡优化，合理匹配电机，节能设备的应用及加强抽油机井生产管理等综合治理措施，使安塞油田抽油机井地面效率获得提高。 关键词：抽油机 电机 系统效率 无功功率 Abstract：Based on energy saving and reducing its consumption and by analyzing the affecting factors of surface system efficiency, it expounded the ways and measures to improve the surface system efficiency. By using a series of comprehensive measures such as balance optimization, reasonable use of matching motor, promotion and application of energy-saving equipment and strengthening production management, the surface system efficiency is improved. Key words：pumping；motor；systems efficiency；reactive power 安塞油田属于典型的低渗、低产油田，其开发基本采用定向井、丛式井组方式，全部采用有杆泵机械采油方式生产。2011年机采井开井5381口，所用抽油机以5型和6 型常规游梁式抽油机、异相曲柄抽油机、复合平衡抽油机为主。油井电机总数5381台，电机功率以13.5kW和15kW为主，油井电机平均功率因数为0.3。 安塞油田生产原油年耗电量42381.83万kW·h，原油生产单耗为119.78kW·h/t，油井提液单耗61.03kW·h/t，占生产用电的50.95%，油井的地面效率为41.32%，因此，提高抽油机井地面效率，对于降低安塞油田生产成本，具有十分重要的意义。 1 影响抽油机井地面效率的因素分析 抽油机井系统效率是指将井内液体提升至地面所需的有效功率与输入功率的比值。以光杆悬绳器为界，系统效率分为地面效率和井下效率两部分[1]。其中影响抽油机井机采系统效率的主要节点在地面部分。地面效率是指悬绳器以上的机械传动效率和电机效率的乘积[2]。地面部分的能量主要损失在电机和抽油机上。 电机在工作时，分为有功功率和无功功率。电机负载率小，则电机无功功率较大；反之，则电机无功功率较小。无功功率大，则系统效率低。 在油田中，游梁式抽油机的结构与深井泵的工作特点相结合，形成了特有的负荷特性--周期性交变负荷。 图1 提高地面效率对策图 3提高地面效率的措施及现场应用 3.1提高电机效率 根据前面分析，提高电机效率要从两方面开展工作：减少负功现象；降低无功功率，提高有功节电率。 3.1.1 减少负功现象 减少负功现象主要在于调整抽油机平衡。当抽油机在重载时，电机从电网汲取了过多的能量，这部分能量转化为旋转惯性能储存于平衡块中；当抽油机轻载时，平衡块将这部分惯性能释放出来，驱使电机的转速超过旋转磁场的同步转速，早期投运的抽油机由于油田开发动态变化，部分抽油机由于负荷加大，超载的情况越来越严重，故障损坏频繁，从2003年开始安塞油田先后投入199.8万元，采用复合平衡技术陆续对235台超负荷抽油机进行了加装尾平衡的改造，改善了抽油机连杆、尾轴承、曲柄销等部件的受力状况，降低了抽油机的冲击负荷，解决了抽油机平衡问题，经过测试平衡率由72.1%提高到92.6%，满足了生产实际需要异步电机所耗用的无功功率是由其空载时的无功功率和一定负载下无功功率增加值两部分所组成。所以要改善异步电机的功率因数就要防止电机的空载运行并尽可能提高负载率。日耗电量由kW·h降低至kW·h，平均单井日节电13.45 kW·h，平均有功节电率5.55%，取得了较好的效果（表1）。 表永磁电机使用前后效果对比 井数(口) 前 后 输入功率(kW) 功率 因数 （%） 系统效率（%） 日耗电量(kW·h) 输入功率(kW) 功