抽油机井盘根松紧度与能耗关系试验研究

杨兴华（大庆油田有限责任公司第一采油厂）



抽油机井盘根松紧度与能耗关系试验研究

杨兴华（大庆油田有限责任公司第一采油厂）

抽油机日常维护过程中，为保证采油树井口不渗不漏，通常将盘根压得较紧，导致光杆与盘根间摩擦力增大，从而使抽油机电动机耗电量及盘根消耗量增加。为了掌握盘根在不同松紧状态下抽油机井的能耗情况，进行了盘根盒调整扭矩的多次试验，总结出盘根不同松紧度对能耗的影响规律。通过试验确定出光杆微带油状态为最节能状态，现场对比5644井次，共节电218.4×104kWh，平均单井日节电1.06 kWh，年创经济效益128.125万元；并制定了合理光杆盘根松紧度判定标准，使盘根管理进入常态化，达到在实际应用中节能降耗的目的。

抽油机井盘根松紧度能耗光杆不发热

为了保证井口不渗不漏，通常盘根压紧力较大，使抽油杆光杆的表面发热，在这种情况下，通常出现两个问题：增加了抽油机井的能耗；使光杆与盘根盒填料之间的摩擦力增加，加剧了填料的磨损，缩短了盘根更换周期，增加了材料消耗。盘根盒密封［1］属于接触密封，接触密封的接触力使密封件与被密封面接触处产生摩擦力，一般摩擦力随工作压力、压缩量、密封材质和填料的硬度以及接触面积的增大而增大，随温度的提高而减小。正常情况下，盘根盒损失不大，如果抽油机安装不对中，光杆与盘根盒的摩擦力将成倍增加。多年来，盘根密封问题突出表现在两个方面［2］：由于抽油机安装过程中造成的不对中现象，使得盘根密封很困难；地层产出物的成分越来越复杂，特别是聚合物驱和三元驱的抽油机井，光杆腐蚀现象比较严重，也使得盘根密封很困难。由于上述两种因素的影响，使得相当多的井盘根渗漏严重。为了保证盘根不漏，盘根压紧力是越来越大，造成了盘根使用周期越来越短，增加了抽油机井能耗，降低了系统效率，为了解决这些问题，进行了盘根松紧度对能耗影响的试验。

1　合理盘根松紧度对能耗的影响试验

1.1试验选井条件

水驱：沉没度在200～400 m之间，含水小于或等于96%的泵况正常，系统效率测试合格井；

化学驱：沉没度在300～450 m之间，含水小于或等于96%的泵况正常，系统效率测试合格井；

产液量范围8～160 t，泵径范围44～83 mm，冲程范围2.1～6.0 m，冲速范围4～9 min-1，具有一定的代表性。

1.2现场测试方法

首先对常规调整盘根松紧度状态的抽油机井的能耗进行测试，然后将井口盘根松至不漏油状态；按照由松到紧顺序，光杆微带油（目测光杆表面有油膜、微黄）、光杆不带油不发热（目测光杆表面光洁，手触摸光杆无明显温度升高）、光杆发热（目测光杆表面光洁，手触摸光杆有明显温度升高），分别记录紧固扭矩。运转10 min后进行能耗测试，能耗测试每次不少于3 min，每种状态测试不少于3次，取平均值。然后将常规盘根松紧度时的能耗与3种状态的能耗进行对比分析，从而确定盘根松紧度最节能的状态。

1.3现场试验情况及效果

现场选择了目前普遍使用的矩型盘根密封的游梁式抽油机井5644口，松紧力矩的大小采用扭矩扳手测量。每口井在保证井口不漏油的情况下，按照由松到紧顺序，即常规紧固状态、光杆微带油、光杆不带油不发热、光杆不带油发热4种紧固状态进行能耗测试。测试结果见表1。

由表1可知，常规紧固状态时，消耗功率12.994 kW；当在光杆微带油状态时，消耗功率12.950 kW，有功功率降低0.044 kW，降幅0.31%，日节电1.06 kWh；当紧到不带油不发热时，消耗功率为13.13 kW，有功功率增加0.14 kW，增幅1.04%，日耗电增加3.36 kWh；当紧到光杆发热时，消耗功率为13.49 kW，与常规紧固状态对比，有功功率增加0.50 kW，增幅3.71%，日耗电增加12.00 kWh。

4种状态相比发现光杆微带油状态为最节能状态，日耗电量最低。

1.4现场应用效益分析

1）投入部分：配备紧固力矩测试扳手，全厂73个采油队，每队配10套，需730套，每套按135元计算总投入为9.855 0万元。

2）产出部分：全厂抽油机开井数7065口，共调整盘根松紧度5644口，单井日节电1.06 kWh，5644口井年节电218.4×104kWh。电价按照0.631 8元/kWh计算，年创经济效益137.98万元。

3）经济效益：经济效益=产出部分-投入部分=137.98-9.855=128.125（万元）。

1.5合理盘根松紧度的判定

根据上述实验取得的数据，制定了盘根松紧度的判定方法：

◇光杆不能处于发热状态，尽量保持光杆表面微带油膜；

◇目测光杆表面微黄、手触有油膜和无油膜但不发热为合格，否则为不合格；

◇光杆上冲程过程中，触摸盘根盒以上5 cm左右光杆是否发热。

表1　不同抽油机井盘根松紧状态下能耗对比

2　结论

1）盘根紧固在光杆不发热表面微带油膜状态时节能效果最好。

2）通过现场试验，推荐抽油杆光杆微带油的状态为最佳。截至目前，现场实施盘根调整5644井次，单井日节电1.06 kWh，有功节电率0.31%，取得很好的节能效果。

3）合理光杆盘根松紧度判定标准：目测光杆表面微黄、手触有油膜和无油膜但不发热为合格，否则为不合格。

［1］万仁薄.采油工程手册［M］.北京：石油工业出版社，2000：31-32.

［2］胡博仲.大庆油田机械采油技术［M］.北京：石油工业出版社，1998：37-38.

我国百城燃气管线可享天眼看护

6月12日，北斗“百城百联百用”落地新奥暨北斗精准服务网全国百城签约仪式在河北廊坊举行。这意味着我国100多座城市将应用北斗监测系统开展地下燃气管线建设、管理及维护，地下燃气管线有了天眼看护。所谓天眼看护，是指将北斗监测技术应用于智慧城市燃气管理系统建设，对智慧城市的构建具有积极的意义。

众所周知，当今城市地下燃气管网的安全问题，越来越成为社会关注的焦点。目前，我国城镇燃气管网总长度已超过40×104km，预计到2016年将达60×104km。建设燃气物联网体系，已成为我国城镇燃气行业的迫切需求。

胡庆明

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.10.005

2015-07-14）

杨兴华，工程师，2008年毕业于东北石油大学（油气田开发专业），从事抽油机管理工作，E-mail：yangxinghua_a@petrochina.com.cn，地址：黑龙江省大庆市萨尔图区采油一厂工程技术大队，163001。