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基层班站提高机采系统效率的认识与做法

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  【摘 要】 我单位采油系统主要是以机械采油为主,机械采油又以游梁式抽油机和胜利高原公司的皮带机为主,螺杆泵为辅,整个采油系统效率较低,造成大量的电力资源浪费,同时也加大了吨油成本,为此急需探索既能提高采油系统效率,又可以降低吨油耗电,降低采油成本的新工艺新技术。
中国论文网 /2/view-13241142.htm
  【关键词】 系统效率 地层 光杆功率 有功功率
  系统效率分为广义的系统效率和狭义的系统效率,所谓广义的系统效率是指整个石油化工系统的系统效率,它包括采油系统效率、集输系统效率和炼油系统效率,整个广义系统的系统效率,测量或计算比较困难;狭义的系统效率是指整个系统中某一部分或者某一分支的系统效率,是比较单纯的子系统的系统效率,具有较强的可测试性或者计算比较简单,这里我进行论述的正是这种整个系统的某一分支,即单口油井的系统效率。
  众所周知,油井的系统效率影响因素比较多,主要分为地面和地下两部分。地面部分为油井抽油机系统效率,抽油机各节点对系统效率均有不同程度的影响,其中电机效率影响较大;地下部分影响因素比较多,包括抽油杆和油管的伸缩、泵效和地层因素等,泵效和地层因素影响较为严重。下面�⒎值厣系叵陆�行论述。
  地面系统效率影响因素由抽油机电机效率、皮带的传动效率、抽油机减速箱的效率、抽油机尾轴承效率及毛辫子的效率组成。其中皮带的传动效率可以通过调整皮带的松紧度来进行改变,必须严格的按照操作规程,保证皮带有适当的松紧度,既有利于延长皮带的寿命,又可保证皮带的传动效率;抽油机减速箱、抽油机尾轴承及毛辫子等的效率在抽油机出厂时就已经确定,虽然经过长期的使用,效率有所降低,在一定时间之内可以认为是不变的,唯一变化较大的是电机的效率。电机的额定功率因数一般为0.9,实际在使用过程中,由于油井的不确定因素,如日产液量、原油黏度、含水率和温度等的影响,电机的功率因数一般为0.3~0.6之间,对抽油机的效率影响较为明显。
  目前我站使用的稀土永磁三相异步和配套的变频控制柜,解决了抽油机电机的启动功率较大,正常运转功率较小的问题,但是电机的有效功率仍然远小于电机的额定功率,动力系统的系统效率仍然很低,虽然在节能方面取得了一定的效果,但系统效率没有明显提升,同时每套设备成本价10万元人民币,不利于大面积推广;现在我队正在试验一种双功率电动机,该电机接线方式有两种,其功率分别为17KW和11KW,我队的抽油机根据日耗电统计情况分析,电机的有效功率8.3KW,抽油机的启动功率达到20KW左右,该电动机是在改变接线方式的情况下实行功率转换的,因此仍不能满足我站的实际工作需要,如果将其改进为两种接线方式同时接好,通过补偿器或者转换开关进行功率转换,使电动机在两个功率之间可任意转换,这样就可以解决启动功率大运转功率小的问题,可以大幅提升电动机的使用效率,使抽油机系统效率得到大幅提升。我们还要根据计量站的日产液量和外输干压提高外输系统效率。计量站外输干压过高超过1Mpa,则单井井口回压会达到1.2Mpa,甚至更高,在计量站外输干压较高的外输线上安装满足该站排量要求的管道泵,降低外输干压,使干压保持在0.4~0.6Mpa之间,单井井口回压会降至0.6~0.9Mpa之间,同样在提升外输系统效率的同时可以降低单井的回压,增加单井产液量,提高单井系统效率,抽油机耗电也会下降,达到降本增效的目的。
  地下的影响因素则包括泵效和地层原因。泵效的计算公式为:η=Q/Qt,其中η表示泵效,Q表示泵的实际排量,Qt表示泵的理论排量。实际排量越大,泵效约高。根据对油井的分析,影响泵效的因素分为一下三大方面。一是地质因素,包括油井出砂、气体的影响、油井结蜡、原油粘度高和原油中含腐蚀性物质;二是设备因素,包括活塞的有效冲程、泵的制造质量和安装质量;三是工作方式的影响,指的是抽油机的抽汲参数选择不合理。
  提高泵效的措施:(一)地层方面的措施。(1)对于注水开发的油田,加强注水,保持油层能量高,井中液面高,保证油井高产稳产;(2)采取有效的防砂措施,减轻砂粒对泵的磨损,减小漏失的影响。(二)井筒方面的措施。(1)选择合理的工作方式。对粘度不大的常规抽油机井选用大冲程、小泵径、小冲次,这样既可减小气体影响,又可减小悬点的交变载荷;对于原油比较稠的井,一般选用大冲程,大泵径,小冲次,可以减小原油经过阀座孔的阻力及原油与管柱和杆柱之间的阻力;对于连抽带喷的井,则采用大冲程、大泵径、大冲次,快速抽汲,可憎大对井的诱喷能力。(2)确定合理的下泵深度和合理的沉没度。(3)使用油管锚减小冲程损失。(4)采用井下油气分离和井口自动放套管气装置减轻气体影响。(三)设备方面和管理方面。改善泵的结构提高泵效,针对出砂结蜡油稠等应用特殊的稠油泵,如抽稠泵、防砂卡稠油泵、环阀式防气抽油泵、液压反馈抽油泵等。改善泵的材料提高泵效,采用耐磨材料加工成的泵可以减轻砂磨引起的漏失,采用耐腐蚀材料加工成的泵可以防止泵受腐蚀引起的漏失和损坏;加强检泵作业质量防止漏失。
  管柱和杆柱效率影响虽然比较小,但也不容忽视,光杆功率是抽油机悬点载荷做功的功率,是提升液体和克服井下消耗所做的功率,示功图载荷线所包围的面积越大则光杆功率越大,这就要求油井供液充足,泵和油管密封性越高越好,气体影响越小越好,光杆功率就越大;要减小管柱的影响,要根据单井泵挂深度而定,泵挂小于900米,则不需要油管锚;泵挂深度大于900米,则需要下油管锚,减小油管的弹性活动空间,提高泵的充满系数,增加产液量,提高系统效率。
  总之,要提高油井的系统效率,则需要从多方面共同努力,任何单纯的一种措施的实施,对系统效率的提高效果都不会太大,只有从影响系统效率的各个方面同时着手,才能达到目标,实现节能降耗,降本增效的目的。

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