浅析如何提高机采系统效率

　　【摘要】孤岛采油厂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。
　　【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。下面将分地上地下进行论述。
　　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：QQt，其中表示泵效，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點载荷做功的功率，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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