抽油机井立体优化节能技术应用探讨

抽油机井立体优化节能技术应用探讨

曲梓蔚

（大庆油田第八采油厂  163000）

摘要：最近的几年中，我国大部分油田逐渐的进入了开采的中后期，抽油机井举升能耗高、供排关系不合理等问题越来越严重，因此想要降低抽油机井能耗，就要开展相应节能技术措施，在满足抽油机井产液量的基础上，应用永磁同步电机、变频调速器等节能设备，提高抽油机井的运行效率，降低抽油机井运行摩擦阻力，提升抽油机井的日常管理水平，促进油田企业的可持续发展。

关键词：抽油机井；能耗；节能技术；

    油田众多的采油设备之中，抽油机井是其重要的组成部分之一，但是也是油田能耗的主要设备之一，大约占到油田总能耗的三分之一左右。最近的几年中，原油价格波动较大，油田的开发成本不断升高，企业的经济效益不够理想，这就要求我们针对抽油机井采取节能优化技术，提高抽油机井的运行效率，开展采油厂地面设备研发应用转为地上、地下优化协调的立体节能思路，延长抽油井井泵检查周期，节约企业的维修成本。

1 抽油机井能耗分布

    抽油机井的组成部件种类很多，主要分为地上和井下两大部分，地上部分包括电动机、减速箱、电控箱、四连杆机构等；井下部分包括井筒、抽油泵、盘根盒等，如图1所示。抽油机井每一个部门的运行效率都是不同，抽油机的运行效率就是各个部件运行效率的乘积。根据现场试验和理论研究发现，电控箱、井筒的最大效率可以达到99%，电动机、减速箱最大效率可以达到90%，其他设备的最大效率也基本达到90%以上。

图 1 抽油机井系统节点分布

2 影响机采系统能效的因素分析

2.1 电动机工作特性对机采系统工作效率的影响

    抽油机主要的动力设备就是电动机，也是抽油机井最大的能耗设备之一，电动机的工作效率和负载有着密切的关系，抽油机工作效率、功率因数会随着电动机负载率的下降而降低，反之工作效率、功率因数随着电动机负载率的升高和增加。

2.2 机采设备摩擦阻力对系统工作效率影响

2.2.1 四连杆机构摩阻的影响

    钢丝绳和轴承是组成抽油机四连杆机构的主要零部件，轴承摩擦、钢丝绳变形是抽油机工作运行中能量损失的主要影响因素，四连杆机构的传动效率与润滑效果有着密切的关系，润滑效果良好的情况下，四连杆机构的工作效率能够达到95%左右，剩下的能量损失一部分来自轴承摩擦，另一部分来自钢丝绳变形。

2.2.2 盘根盒摩阻的影响

    盘根盒主要的安装位置为抽油机井口，主要的功能是避免油气从光杆处逸出。盘根盒中的填料在光杆上下运行过程中产生接触，接触过程中产生的摩擦阻力会消耗一定的能量。光杆在盘根盒在以下几种情况下摩擦阻力增加，容易造成盘根盒的破损；（1）光杆与盘根盒在油井没有原油产出时，会产生干磨，容易造成损伤；（2）抽油机光杆位置与井口产生偏离，增加摩擦阻力，容易造成损伤；（3）光杆与盘根盒在振动较大的情况下摩擦阻力增加，也容易造成损伤。

2.2.3 管、杆、柱摩阻的影响

    随着我国油田开采时间的不断增加，含水量不断升高，逐渐的由开采初期的油包水变成了水包油，井下出砂量不断增加，造成油管与抽油杆之间的摩擦力不断增加，能量损失增加。同时抽油机受到高粘度原油的影响下，在上下冲程工作过程中，抽油杆的粘滞阻力较大，能耗随之增大，抽油机的工作效率受到影响。

3 机采系统节能技术应用及效果分析

3.1 应用永磁同步电机

    与传统的普通电机相比较，永磁同步电机的优势就是重量轻、体积小、结构简单、功率因数高。永磁同步电机的额定功率能达到94%以上，比传统的电机平均效率高10%左右。永磁电机与传统的电机相比较，启动更加方便、快捷，功率因数更高，节能效果更加明显。经过实际的应用发现，更换了永磁同步电机的抽油机井节电量显著，工作效率也有所提升。

3.2 应用变频节能技术

    抽油机井中，变频调速节能装置的应用，有效的提升抽油机控制系统的智能化水平。实现抽油机的无级调节，根据抽油机冲次的实际情况，对冲次进行科学合理的调节，实现泵效的提升，达到降低能耗的目的。变频节能装置的应用，让抽油机实现了软启动，避免抽油机设备受到电网的冲击，起到了良好的保护作用，同时用电设备的装机容量下降。针对油井出现供液不足或者进入强采阶段，就要对产液量、抽汲参数采取智能化控制，提高抽油机井工作效率，实现产液量的最大化。

3.3 优化生产参数

    优化生产参数，实现抽油机井工作效率的提升。想要实现抽油机的增产，就要对抽油机电动机频率进行控制，上行电动机的频率大于下行电动机的频率，缩短上冲程时间，延长下冲程时间，达到提升产量，降低泵漏失量的目的。如果控制抽油机上行电动机频率小于下行电动机频率，缩短下冲程时间，延长上冲程时间，提升泵的充满系数，同时泵的工作效率随之提升。想要更加全面的掌握抽油机井的数据参数，就要建立宏观控制体系，针对抽油机实际工作状态，实时调整生产参数，实现抽油机处于良好的工作状态。

4 结语

    经过以上的研究和分析发现，随着我国油田开采周期的增加，大部分油田已经进入了开采的高含水期，低渗透油井、外围低产油井的开发数量不断增加，开采的难度越来越大，同时能好也随之增大。最近的几年中国际油价的波动比较频繁，油田的优化节能压力不断增加，企业的降本增效变得越来越困难，因此想要提高油田企业的经济效益，就要高度重视抽油机井的立体优化节能技术，最大程度的提高抽油机井的工作效率，降低抽油机井的能耗。引进先进的抽油机节能设备，科学合理的设定抽油机井参数，提升抽油机井管理水平，保障抽油机处于最佳的工作状态，促进油田企业经济效益的可持续发展。

参考文献：

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