抽油机不停机间歇采油技术研究与应用

抽油机不停机间歇采油技术研究与应用

边庆萍1王学武1冯永琦1张文斌2

(1长庆油田分公司第一采油厂陕西延安716000;2长庆油田分公司第八采油厂陕西西安710014)

摘要：近年来，低产油井的数量有所增多，能耗问题开始凸显，在这一背景下，对抽油机不停机间歇采油技术研究被提出并进入实质性的研究和应用阶段。不停机间歇采油应用能够在较大程度上提升抽油机的运行性能，降低采油过程中的能耗，具有较高的推广价值。本文就间歇采油技术的开发原理进行了阐述，并就抽油机不停机间歇采油技术的应用中的曲柄摆动运动、不停机间歇采油控制装置及工作制度进行了分析，将为该项研究的开展提供实践参考。

关键词：抽油机；不停机间歇采油技术；应用

新时期以来，油气能源的需求缺口进一步加大，以成为影响国民经济持续稳定增长的隐性危害。面对资源开采难度的不断加大和市场竞争的日趋激烈，提速降耗成为了油田企业发展中的必然选择。抽油机是采油企业工艺体系一个复杂而又系统的生产模块。而随着油田开采的逐步深入，资源下行导致采收率不高，抽油机的能效比问题开始凸显。为应对这一情况，多数油田采用小泵径短冲程低冲次的连续运行工作制度或人工控制下的间抽采油方式，而这两种采油方式在实际的运行中出现系统平均采油率低及控制难度大等问题。在此背景下，对抽油机不停机间歇采油技术研究被提出并进入实质性的研究和应用阶段。该项技术在研发过程中将在减少人工控制及降低设备运行成本两方面进行探索，以满足油田企业实际发展中的技术创新要求。

1.间歇采油技术的开发原理

抽油机虽以诞生百年，但目前仍是全球使用最为广泛的抽油设备。经历了石油产业发展的各个时期，其自身的操作方法、设备性能获得的质的飞跃。而作为基础设备，抽油机的组成模块没有发生过多的改变，主要是由动力装置、减速装置、框架、四连杆构成。抽油机在作业过程中，首先将电机所产生的高速动力传递到抽油机减速箱的输入轴，而后通过减速箱的作业带动曲柄进行低速旋转，而曲柄则从连杆和横梁、拉动梁的后臂而摆动。在抽油机的油梁前段安装有驴头，利用作用在驴头的应力带动活塞作往复式运动。从而得以实现将井筒内的原油抽出。而这一工作机制并未能与油井的地层条件、井下压力等相匹配，导致机械作业中产油量的不同。以某油田的统计数据为例，产液量不足5T的低产油井占比高达七成以上。供排不平衡的情况下，抽油机的现行工作机制势必会造成较大的能源浪费。因此对间歇采油技术的控制系统的开发是具有较好实践意义的。间歇采油是针对沉没度低的机采油井而开展的研究。其技术理论主要是通过对控制装置的优化，实现对油井负荷的变动过程性分析。从而实现空抽过程中，下冲程进行运行时游动凡尔关闭；若油井中泵的充满度比较高，那么在下冲程开始后的游动凡尔会打开，从而达成抽油机的间歇采油的目的。

2.抽油机不停机间歇采油技术的应用

2.1曲柄摆动运动设计

在对该项技术的曲柄摆动运动设计中，可根据运动学和系统载荷来计算基础上，推算光杆在小幅度运行时，并对井下负载的变动进行分析，在这一分析过程红，对曲柄最大的运行周期的确定，可参考杆柱的最大弹性形变量。同时，对曲柄摆动过程中的各个位置进行分析和计算，从而选定不造成冲击的低能耗的方案。

2.2不停机间歇采油控制装置设计

抽油机不停机间歇采油技术的控制设备由电动机和曲柄的传感器、智能控制器等组成。其中，在抽油机的电动机和曲柄的位置均安装有控制系统的传感装置和检测装置，上述两个装置可在抽油机的运行过程中将抽油机的实际运行情况进行数字信号上传，然后通过控制装置的智能控制单元对抽油机的曲柄运行参数、方式、频率等进行调节。而后这些参数被写入曲柄驱动其，曲柄驱动器则按照所设定的参数进行曲柄的启动，并对整个摆动过程进行控制。在抽油机负载最小处完成曲柄的整周运动向摆动运动的转化，从而实现优化后装置的整体控制。

2.3不停机间歇采油工作制度设定

抽油机不停机间歇采油技术中最大的技术难题便是对不停机间歇采油工作制度的设定。以某油田为例，在在抽油机工作制度的确定中进行了反复的实践论证。最终在对IRP生产曲线的全民分析下，确定单井的最大产能，从而推算出最为合理的单产量，进而对井底的动液面面深度进行确定。同时，对开采井井底动液面可能出现的波动进行模拟的分析，进而为不停机间歇采油最佳的工作制度的确定提供数据支持。这种工作制度的确定方式能够在较大程度上将集中式的间歇采油变为分散式的间歇采油，确保了采油过程中的井底动液面的稳定性，从而减少机械采油过程中的产能波动。

3提升抽油机不停机间歇采油技术研究与应用辅助策略

3.1设备运维

随着抽油机不停机间歇采油技术的不断上马，运维技术的提升对员工的操作提出了更高的要求，在实践生产中，要严格遵守抽油设备的操作规程，切实强化对抽油机不停机间歇采油技术设备的使用和维护，进而提升抽油机的工作实效。特别是在这一过程中，岗位人员要对抽油机的润滑工作及对减速箱、电动机、曲柄销子的定期检测，确保抽油机不停机间歇采油技术运用期间的设备正常运转。

3.2岗位培训

采油企业要针对员工群体科学实施抽油机不停机间歇采油技术的分层培训，不断地提高其专业技术水平掌握各种抽油机不停机间歇采油技术设备控制及工作制度的核心技术，为抽油机不停机间歇采油技术的运用打好坚实的基础。实施员工岗位培训效能上的差异化评定，实现对员工岗位任用、薪金奖励的优先提拔、优绩优酬。

综上所述，抽油机不停机间歇采油技术的应用和改良作为采油技术管理中的重要环节，其技术改造的成果直接决定了油井的产出效率，进而影响到企业的生产运行效能和效益。而抽油机不停机间歇采油技术是一系统化问题，需在结合技术研发、设备维护、远程控制等方面的策略，助推抽油机不停机间歇采油技术在实际应用上的提档升级，实现技术改良条件下抽油机能耗的降低，进而促进油田企业节本降耗整体发展目标的达成。

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