抽油机载荷利用率的合理性研究

2017-03-27李丹大庆油田有限责任公司第五采油厂

石油石化节能 2017年3期

李丹（大庆油田有限责任公司第五采油厂）

抽油机载荷利用率的合理性研究

李丹（大庆油田有限责任公司第五采油厂）

为了开展机采系统的能耗挖潜工作，首先需要对机采系统能耗影响因素进行分析。通过对机采系统能耗影响因素的分析，得知目前抽油机载荷利用率低、机采能耗高是影响油田经济效益的主要原因之一。一直以来，抽油机的利用率与使用寿命是反比关系，所以抽油机的载荷利用率在什么样的区间里能够实现二者的平衡，是这里着重研究的。在理论上，通过对抽油机各组成部位的可靠性做出计算，由此推出抽油机载荷利用率的合理范围，并通过降低机型实际应用，证实了在提高载荷利用率的同时，可以实现节能降耗和提高抽油机利用率的双赢。

载荷利用率；可靠性；合理性

1 抽油机载荷利用率现状

A区块1238口抽油机井，统计正常生产1070口井，平均载荷利用率仅为52.2%，平均单井日耗电为154.32 kWh，单耗7.15 kWh/t。抽油机负载率不合理[1]，导致现场应用时出现载荷过低的情况[2]，抽油机整体利用率不高，造成了能量的浪费，直接影响油田的经济效益。

对A区块各型号抽油机的负载率进行统计，主要负载率集中在40%～70%，占总数的65.4%，而负载率在70%～100%的个数仅占总数的14.9%，可见，该区块各型号抽油机的载荷利用率偏低。

2 抽油机合理载荷利用率的确定

在生产过程中，抽油机的可靠性与系统能耗是统一又对立的关系，既要追求抽油机的使用寿命最大化，也要兼顾机采能耗的最低化。针对A区块目前载荷利用率偏低、机采能耗偏高的现状，抽油机载荷利用率的合理性研究是非常有必要的。

2.1 游梁抽油机可靠性的确定

在研究合理性的基础上，首先要对抽油机的可靠性做分部位研究，即在考虑技术水平、复杂程度、重要程度、任务情况等因素的情况下，对组成抽油机的重要部件——减速器、曲柄销、连杆、游梁，计算出其经济寿命和疲劳寿命。

在抽油机各组成部件中，曲柄销、减速器、游梁及连杆是最重要的。因此，可针对这4个关键部件进行疲劳寿命计算，根据计算抽油机经济寿命的最小年均成本法[3]，可计算出不同负载率下抽油机的经济寿命，结果见表1。

表1 不同负载率下抽油机寿命

2.2 合理载荷利用率的确定

抽油机载荷利用率低的好处是抽油机使用寿命更长[4]，缺点是抽油机整体利用率低下，且随着使用年限的增加，抽油机的机械性能会随之下降，其维修费、更换部件费、电费等运行费用将随之增加，影响整体经济效益。针对载荷利用率过低存在的问题，从以上已经计算出的经济寿命和疲劳寿命两方面来确定抽油机负载率范围（见图1）。

可以直观的发现当抽油机负载率为95%时，抽油机整机疲劳寿命为 11.5年，经济寿命为12年，两者最为接近，这一点表示抽油机在该负载率下运行即经济又可靠。但这时的抽油机使用年限少于游梁式抽油机在报废前总的使用时间不得少于15年的规定[5]，故负载率在80%～85%时，抽油机在该负载率下运行既满足经济可靠的要求，又符合标准上的规定年限。

表2 抽油机机型调整前后生产数据对比

图1 不同负载率与抽油机寿命关系

3 抽油机载荷利用率合理性研究应用

在实际应用中，选取2口抽油机通过降机型使抽油机载荷利用率更加合理，以达到节能降耗提效益的负载率合理性试验。

A1井在装机功率、生产参数不变的情况下换小机型，产液含水均无明显变化，载荷利用率由原来的35.96%上升到52.03%，日耗电下降23.04 kWh，单耗下降1.02 kWh/t；A2井在调小装置功率，冲速调低的情况下换小机型，产液及含水变化不大，载荷利用率依然由原来的30.3%上升到54%，日耗电下降28.56 kWh，单耗下降1.36 kWh/t（表2～表3）。由此可以看出，虽然调整机型后载荷利用率未能达到理论上的最优区间，但在能够满足生产需要的前提下，通过此种方法使抽油机载荷利用率得以合理提高[6]，既减少了耗电，降低了经济成本，又能保证抽油机在规定使用年限内的工作效率达到提升。