机采系统效率影响因素研究

2014-12-11刘庆伟胜利油田有限公司临盘采油厂山东临邑

化工管理 2014年9期

关键词：悬点光杆冲程

刘庆伟（胜利油田有限公司临盘采油厂山东临邑）

一、抽油机影响因素研究

1.抽油机平衡率对系统效率的影响

在采油生产的过程中，由于原油物性的变化，油层供液能力的变化及油井工作制度的改变，都会破坏抽油机原来的平衡状况。为了保证抽油机安全运行，并实现节能的目的，必须随时对平衡率不达标的抽油机井调整。

2.抽油机负载率对系统效率的影响

理论分析：

A、抽油机电机输出功率计算公式：

N=M e×n/9549 η

式中符号意义：M e—传至曲柄轴上的扭矩-等值扭矩,N.m

n—电动机转数，r/mi n

η—电机轴到曲柄轴的效率

B、抽油机减速箱曲柄轴实际最大扭矩计算公式:

M ma x=1.8×s+0.202×s×(Fma x-Fmi n)

式中符号意义：Fma x—抽油机悬点最大负荷，KN

Fmi n—抽油机悬点最小负荷，KN

S—抽油机冲程，m

从上面的两个公式中可以看出：抽油机电机输出功率主要取决于抽油机的负载，也就是说不同机型的普通游梁机在相同负载的情况下耗电量差别不大。

3.节能型抽油机与常规游梁式抽油机单耗对比

理论表明：相同载荷下，普通12型机启动电流、运行电流高于双驴头机；双驴头机高于皮带机，12型机启动电流高出皮带机三倍以上，这是普通机型较节能机型电机功率大的根本原因；三类机型均存在“负功”值，其中，皮带机最低。

现场数据：抽油机井中统计出负载相当的油井，比较其在相近的工况条件下使用皮带机与承载能力相当的普通游梁机的耗能情况，见表1。表中数据显示：在相近的条件下使用皮带机比普通机的吨液百米耗电量低，皮带机较普通游梁机节能。

表1 、600型皮带机与普通10型机耗能对比表

二、电机影响因素研究

1.电机经济负载率的确定

概念：电机负载率=电机输出功率/电机额定功率

石油大学白连平教授做了抽油机电机负载率与效率的关系曲线可见：当电机负载率低于20%时，随着负载率的提高，电机运行效率上升幅度较大，当电机负载率高于20%时，随着负载率的提高，电机运行效率上升缓慢，当电机负载率高于40%时，随着负载率的提高，电机运行效率基本稳定在90%。

2.光杆功率法计算确定抽油机电机额定功率

概念：光杆功率—抽油机光杆提升液体并克服井下各种阻力所消耗的功率

P=(Fma x-Fmi n)×s×n×1000/59976

P—光杆功率，k w

Fma x—实测抽油机悬点最大负载，KN

Fmi n—实测抽油机悬点最小负载，KN

s—光杆冲程，m

n—冲次，mi n-1

三、井筒影响因素研究

1.沉没度对系统效率的影响及合理沉没度确定

沉没度对系统效率的影响有两方面：沉没度过小，会降低抽油泵的充满度，液量少，系统效率低；沉没度过大，杆、管冲程损失增大，由于抽油杆重量增加造成抽油机悬点载荷增加，能耗增加，系统效率也低。对应于一个最低的吨液百米耗电值，我队各种泵径均有一个相对合理的沉没度，其中Φ70 mm以下泵合理的沉没度为200-400 m；Φ70 mm泵合理的沉没度为小于200 m。

2.偏磨井治理对系统效率的影响

偏磨井在我队占有近四分之一比例，它对油井负载的影响不容忽视。通过专项治理，并对治理前后对系统效率的影响进行了分析可以看出，偏磨井治理前后，平均日耗电量下降15.1%,平均系统效率上升6.0%，治理偏磨对提升系统效率有积极作用。

3.生产参数优化对单耗的影响

利用调查数据，摸索油井相对合理的工作参数组合，在相似工况下分别按泵径作出不同工作制度与吨液百米耗电的关系表(见表9)。从表中数据可以看出：油井在相似工况生产，大泵径、长冲程、低冲次运行的吨液百米耗电低。但相同冲程下，泵径最大化与冲次最小化定量规律还有待进一步探讨，需要进一步深层次的做理论分析和现场试验工作。