石油資源的不斷開(kāi)發(fā)利用，離不開(kāi)采油機(jī)械，先在采油機(jī)械已經(jīng)非常普及。本文主要研究提高抽油機(jī)系統(tǒng)效率的方法和途徑。

　《中國(guó)石油勘探》為我國(guó)石油工業(yè)油氣勘探更有成效的實(shí)踐服務(wù)，把我國(guó)油氣勘探中的新理論、新技術(shù)、新方法和新的管理經(jīng)驗(yàn)奉獻(xiàn)給廣大讀者—適應(yīng)國(guó)內(nèi)外油氣勘探發(fā)展的需要，還將抓住油氣勘探中的熱點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行討論。

　　在孤島采油廠機(jī)采井占全部采油井?dāng)?shù)的97%以上。世界上廣泛采用的機(jī)采方法主要是有桿泵、電潛泵、螺桿泵、水力泵和氣舉等。而有桿泵在各種機(jī)采方式中占主導(dǎo)地位，因此有桿泵采油系統(tǒng)效率的高低直接關(guān)系著油田開(kāi)發(fā)效益的高低。

　　抽油機(jī)系統(tǒng)效率的高低，對(duì)能耗影響較大，獲得較高的系統(tǒng)效率可起到節(jié)約能量提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。介紹了孤島采油廠抽油機(jī)井系統(tǒng)效率概況，分析了影響抽油井系統(tǒng)效率的因素，提出了提高抽油機(jī)井系統(tǒng)效率途徑與方法，為節(jié)能降耗工作提供了一定的可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

　　1抽油機(jī)井系統(tǒng)效率概況

　　目前，孤島采油廠的平均系統(tǒng)效率僅為27%，處于比較一般的水平。雖然近幾年來(lái)引進(jìn)了各種不同類型的抽油機(jī)和各種節(jié)能設(shè)備，各項(xiàng)配套工具和技術(shù)不斷完善，但是系統(tǒng)效率整體水平提高不大。

　　2影響抽油井系統(tǒng)效率的原因分析

　　2.1地面部分

　　2.1.1抽油機(jī)老化，耗能較高

　　孤島采油廠孤一生產(chǎn)管理區(qū)所用抽油機(jī)多為普通游梁式抽油機(jī)，平均新度系數(shù)只有0.30，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于總公司設(shè)備新度系數(shù)不低于0.6的要求，使用多達(dá)10年以上抽油機(jī)占抽油機(jī)總數(shù)的60%左右。超期服役抽油機(jī)大多存在傳動(dòng)副磨損間隙增大，減速箱齒輪齒面磨損嚴(yán)重等問(wèn)題。通過(guò)對(duì)超期服役抽油機(jī)進(jìn)行了耗電測(cè)試，結(jié)果表明：在同工況條件下，超期服役抽油機(jī)與未超期服役抽油機(jī)相比，每小時(shí)多耗0.9kWh，全區(qū)每天多耗電近1700kWh。

　　2.1.2抽油機(jī)技術(shù)落后，工藝適應(yīng)性差

　　目前由于60%以上的老式游梁抽油機(jī)(8型、10型機(jī))沖程最大只有3米，沖程利用率達(dá)到90%以上，而沖次利用率只能限在60%左右，所以，無(wú)法滿足對(duì)抽油機(jī)長(zhǎng)沖程、低沖次的要求。

　　2.1.3“大馬拉小車”現(xiàn)象嚴(yán)重

　　抽油機(jī)與配套電機(jī)選型過(guò)大，直接導(dǎo)致電機(jī)效率和功率因數(shù)的下降，功率因數(shù)在0.4-0.5。在用電機(jī)大多為多次修復(fù)的電機(jī)，修復(fù)4-5次以上使用6年以上的電機(jī)所占的比例40%左右，經(jīng)長(zhǎng)期使用和多次修復(fù)后，電機(jī)老化嚴(yán)重，自身?yè)p耗嚴(yán)重，電機(jī)效率降低，大大影響了整個(gè)系統(tǒng)的效率。各采油廠目前抽油機(jī)平均功率利用率只有20-35%。

　　2.1.4地面設(shè)備使用管理不細(xì)

　　主要是抽油機(jī)的五率(對(duì)中率、水平率、潤(rùn)滑率、平衡率和緊固率)標(biāo)準(zhǔn)化管理和地面流程的管理，抽油機(jī)的平衡狀況對(duì)系統(tǒng)效率有著較大影響，理論研究表明，抽油機(jī)平衡率在80—110%之間較好，但是，由于部分井抽油機(jī)舉升能力配置過(guò)小，致使四個(gè)平衡塊全部調(diào)到頭仍無(wú)法達(dá)到平衡，造成了抽油機(jī)在不正常的工況下運(yùn)行。

　　2.2井下部分

　　2.2.1機(jī)桿泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)水平低

　　井下效率是舉升流體的有效功率與光桿功率之比，油井產(chǎn)量、泵掛深度、懸點(diǎn)載荷差以及沖程和沖次是影響油井井下效率的主要因數(shù)，而它們本身也是各種因素影響的綜合指標(biāo)，相互之間存在相關(guān)性。油田開(kāi)發(fā)進(jìn)入高含水期后，現(xiàn)有優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件不能滿足管、桿、泵優(yōu)化設(shè)計(jì)的需要。

　　2.2.2深井泵修復(fù)泵多，針對(duì)不同油藏特點(diǎn)應(yīng)用的特種泵少，造成泵效低

　　通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)大量的調(diào)查，常規(guī)泵在高含水出砂油井中工作一般一個(gè)多月以后，泵效就開(kāi)始明顯衰減，這主要是由于井液砂磨導(dǎo)致泵密封間隙和泵閥漏失增大，并且漏失量會(huì)迅速上升。根據(jù)井下效率的計(jì)算原理，泵效與井下舉升效率成正比關(guān)系，油井周期泵效平均下降5%，井下舉升效率下降約4%，因此泵效的下降使舉升效率也迅速下降。

　　2.2.3桿管偏磨嚴(yán)重，造成摩擦損耗增加

　　根據(jù)統(tǒng)計(jì)因油管、抽油桿偏磨造成的工作量占油井全部維護(hù)工作量的20-30%，偏磨部位主要在桿柱中下部，約占到80%，全井偏磨的數(shù)量較少。

　　在油藏開(kāi)發(fā)中后期，由于含水的不斷上升，井液由原來(lái)的油包水變成了水包油，潤(rùn)滑性變差，加上油井出砂加劇，造成井下抽油設(shè)備砂磨嚴(yán)重，使得抽油桿與油管間的摩阻、油管桿與流體間的摩阻、抽油泵與柱塞間的滑動(dòng)摩阻增大。另外在部分直井和斜井中，存在桿管偏磨的現(xiàn)象，造成桿、管、泵摩擦阻力增大，這些都使抽油機(jī)負(fù)荷增加，功耗上升，效率下降。

　　3提高抽油機(jī)井系統(tǒng)效率途徑與方法

　　3.1途徑及方法一

　　加強(qiáng)對(duì)節(jié)能抽油機(jī)、電機(jī)設(shè)備的引進(jìn)、使用和跟蹤，建議采油廠購(gòu)置抽油機(jī)以節(jié)能型的長(zhǎng)沖程、低沖次為主，逐步淘汰老化設(shè)備，改善抽油機(jī)的平衡狀況。加強(qiáng)老機(jī)改造，在現(xiàn)有抽油機(jī)的基礎(chǔ)上，通過(guò)改造增大沖程。

　　3.1.2節(jié)能抽油機(jī)

　　節(jié)能型抽油機(jī)主要包括異相曲柄平衡抽油機(jī)、前置式抽油機(jī)、雙驢頭抽油機(jī)和漸開(kāi)線抽油機(jī)等。

　　3.1.2電機(jī)

　　(1)匹配電機(jī)時(shí)，使電機(jī)的額定負(fù)載能力充分利用，盡量做到使電機(jī)的負(fù)載率達(dá)到或接近最佳負(fù)載率范圍;

　　(2)使用新型節(jié)能系列電機(jī)，減少電機(jī)內(nèi)部損耗，提高電機(jī)自身的運(yùn)行效率;

　　(3)有針對(duì)性使用超高滑差電機(jī)，減少懸點(diǎn)載荷的波動(dòng)范圍，使有效輸入功率降低，同時(shí)延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命;

　　(4)電機(jī)并聯(lián)電力電容器，減少無(wú)功損耗，提高電機(jī)的功率因數(shù);

　　(5)電機(jī)的負(fù)載率低于25.0%時(shí)，應(yīng)合理更換小容量電機(jī)。

　　3.2途徑及方法二

　　組織有關(guān)科研部門(mén)，開(kāi)展抽油井模擬工況研究，從理論上掌握高含水期抽油井的工作狀態(tài)，研究適用于高含水期油田開(kāi)發(fā)特征的提高機(jī)采系統(tǒng)效率優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件，對(duì)有桿泵井進(jìn)行提高機(jī)采系統(tǒng)效率的模擬設(shè)計(jì)。在確保摸清地層供液能力的前提下，通過(guò)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的全面優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化確定參數(shù)，提泵掛，換大泵，降沖次，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行，降低輸入功率。

　　3.3途徑及方法三

　　規(guī)范桿、管、泵管理制度和強(qiáng)制報(bào)廢、修復(fù)技術(shù)以及修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行監(jiān)督力度，盡量減少修復(fù)或少修，最大程度的延長(zhǎng)油井免修期、提高泵效，大力推廣適用于高含水期常規(guī)泵的替代產(chǎn)品的應(yīng)用，并針對(duì)不同井況，加快特種泵的應(yīng)用，如防砂泵、抽稠泵、斜井泵、防腐泵等，以提高特殊井的系統(tǒng)效率。

　　3.4途徑及方法四

　　針對(duì)油井偏磨問(wèn)題，加強(qiáng)基礎(chǔ)理論和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試研究，找出油井偏磨規(guī)律。根據(jù)現(xiàn)在掌握的情況，針對(duì)斜井、套管彎曲井，主要以無(wú)管采油的方式解決，另外，可采用旋轉(zhuǎn)井口或旋轉(zhuǎn)抽油桿等技術(shù)減緩桿管的磨損。針對(duì)直井偏磨問(wèn)題，在合理設(shè)計(jì)生產(chǎn)參數(shù)(低沖次、長(zhǎng)沖程)的同時(shí)，系統(tǒng)的應(yīng)用防偏磨技術(shù)，如抗磨副、油管錨定、桿柱下部加重、反饋式抽油泵等措施，在應(yīng)用中應(yīng)盡量減少抽油桿扶正器(減少下行阻力，減少桿柱彎曲)的應(yīng)用，對(duì)偏磨井進(jìn)行綜合治理。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]胡博仲.有桿泵井的參數(shù)優(yōu)選和診斷技術(shù)〔M].北京：石油工業(yè)出版社，1999.