油井机采系统优化调整与技术改造

油井机采系统优化调整与技术改造

崔君英

中石化胜利油田纯梁采油厂崔君英

摘要：机采系统效率是评价机采系统用能水平的重要指标，也是反映采油用能水平的重要指标。提高机采系统效率是油田降本增效的重要途径。目前机械采油设备动力不匹配，高耗能设备，油井生产参数不合理，系统优化措施落实不到位，是导致油井平均系统效率低主要因素。系统优化与技术改造是提高油井系统效率的主要途径。

关键词：抽油机；机采效率；降本增效；途径机采井的系统效率是机采井能源利用水平的主要指标。对以机采井为主要生产方式的油田而言，实现降本增效的一个重要的途径就是提高机采井的系统效率。国内外研究资料表明：抽油机井系统效率的理论上限为49%，理论下限41%。通过应用节能减速装置、电泵转抽、参数优化，合理沉没度等措施提高了机采井的系统效率，对油田节能降耗具有一定的借鉴作用。

抽油机井能量传递分为地面和地下多个环节，以光杆悬绳器为界，可将系统分为地面和井下两部分。地面部分又可细分为电机、减速箱及皮带、四连杆四环节；井下部分可细分为密封盒、抽油杆、抽油泵、管柱四部分，地面井下共八部分，抽油机井系统的功率损失分布于八个环节之中。由于油藏构造的复杂性、地层的非均质性和污染程度的不同，往往不能准确地预测油井产能。有些油井受注采关系的影响，投产后能量下降很快；有些井注水见效，产能又有所回升。这些动态变化都造成了一些油井供排关系的不协调，出现高沉没度或供液不足的现象，很大程度上影响着油井机采系统效率。

1机采系统能源因素1.1地面因素分析：（1）井口：抽油机基础下陷井口不对中，造成偏磨，增加抽油机的负荷，还容易造成断光杆，井口盘根盒过紧，也会增加抽油机负荷，从而增加油井电量。（2）回压：油稠含水低、，流动速度慢，回压增高。增加了驴头的悬点负荷。

（3）减速箱：抽油机减速箱机油不合格，润滑不好，导致传动效率低，能耗增大，存在异响，说明内部有损坏，齿轮啮合不好，造成能耗增大。减速箱轴承润滑不好，扭矩增大，造成电机耗电量高。（4）四连杆：四连杆机构各部位的轴承润滑要达到要求，连杆长度要一致，抽油机剪刀差要符合要求。（5）皮带及四点一线：皮带松紧、数量及质量达不到要求，皮带的传动效率低，增加电机的负荷，皮带的单根和连带情况也不同程度的影响传动效率。（6）自控箱：无电容补偿或补偿不够和补偿过量都会导致功率因数低。（7）电机：1）电机耗电首先取决于负载大小，即驴头负荷及各系统的传动效率；2）功率因数的大小即电机与负载的匹配关系与负载的平衡状况。3）电机有功功率的大小也是影响电机功率利用率的主要因素，4）电机输入端的电压和电流的高低也直接影响电机的功率。5）电机的转数损失的大小也是影响电机功率的因素，6）抽油机不平衡，电机上下行电流差别很大，造成单井耗电量增加。7）电机三角型运转的电流是星型运转的1.72倍，在其他条件不变的情况下，耗电量也会增加0.72倍，所以星型运转比三角形运转省电。8）节能电机的使用可明显降低电机耗电量。（8）毛辫子：毛辫子断股或打扭，造成两根毛辫子受力不均匀，驴头载荷增加，或造成井口偏磨，增加电机能耗。（9）电网：电网是整个用电设备的枢纽，影响系统效率的因素是电流的大小及线路损耗，保证系统电压的稳定性，合理匹配自控箱电容并更换节能自控箱，减少无功损耗。（10）动力线：动力线要按要求连接，电缆不能过长，增加电阻率，增加能耗。（11）生产参数：生产参数要达到合理的规范内，对于泵不存在问题的井，泵效小于50%和大于100%的可适当降低生产参数。

1.2地下因素分析：⑴杆泵组合：泵在油井中的下入深度，是选择抽油机和抽油杆的主要依据。也是使抽油井在合理的压差下生产，达到既不破坏油层的岩石结构，又能高产的目的。

⑵沉没度：沉没度的大小决定油井生产是否做正功。沉没度大，杆、管弹性伸缩，泵的冲程损失大。一般考虑沉没度300-400米，⑶出砂：油井出砂严重，防砂失败，泵筒内的砂增加了活塞与泵筒的摩擦阻力，增加驴头负荷，电耗增加。

1.3系统节点潜力分析为摸清机采系统能源利用状况，按照节点分析的方法，通过对部分油井进行分节点测试统计分析，能源消耗流分布及潜力情况见下图三从能源流向分析可以看出，抽油机、电机、杆管泵以及变压器是能耗的关键节点。

2节能设备在生产中的应用和评价针对机采系统针对抽油机电机配备功率过大，电机效率低、能源消耗高等现象，以供电线路为载体，降低线路网损为基准、提高供电质量为目标，推广永磁电机、智能节能控制柜，变频器调速新技术，螺杆泵采油技术，通过现场跟踪检测和对比分析，经过现场的运行实践和跟踪测试分析，该系统推广应用永磁电机、皮带机、智能式及变频控制柜、螺杆泵技术、等节电效果比较好、运行质量比较可靠，宜于推广。

3技术措施3.1实施产液结构调整，控制特高含水低效液量，降低产油能耗建立实施特高含水井月度分析机制，每月逐口井从井网、注采关系、注采比、综合效益等方面论证、分析，提出综合治理建议，实施小幅度调参降液，降低低效循环。实施注水结构调整，提高有效注水，协调注采关系，恢复地层能量，从源头上治理高单耗、低效率井。

3.2实施节能技术优化改造，提高能源利用效率（1）优化泵型、泵径、杆管组合，提高井筒效率。充分利用油井生产参数优化软件，对每口井进行优化设计，寻找泵型泵径、杆管组合最佳优化方案，使油井生产参数保持中在良好的区域运行。（2）优化生产参数，提高工况合格率.3.3加强机采系统细化管理、优化系统运行效率（1）做好日常升温降压工作，调整好井口盘根的松紧度。

（2）对基础下陷造成井口偏磨的抽油机及时进行调整。按时测电流及时调整抽油机平衡。（3）按时清洗减速箱机油，保证其运转良好，减少磨损。（4）及时标定两连杆长度和测定剪刀差并及时汇报调整（5）皮带松紧合适，调整好四点一线，提高传动效率。（6）定期检查保养电控柜，及时检测电容完好情况确定合理的电容容量。（7）根据机型匹配合适功率的电机，保证需用电机性能良好，功率因数高。（8）合理匹配自控箱电容并更换节能自控柜，减少无功损耗，保障电网系统电压的稳定性。

（9）根据油井的产液状况调整合适的生产参数，以减少能耗。

3.4推进节能技术的应用，优化地面设备匹配，提高地面设备运行效率根据目前抽油机油井现场电动机配置情况调查分析，按照油井的运行参数现场需求优化设备。推广节能永磁电机节电技术。当油井抽油泵排量系数小于0.4时，抽油机井应降低冲次运行，可采用变极多速电动机、超高滑差电动机。油井抽油机冲次大于0.5次/分钟、小于2次/分钟时，可优先选用变极多速电动机。

机采系统实施整体节能技术改造后，机采系统效率提高了3.7个百分点，提液用电单耗由原来的8.9kwh／吨液降到7.15kwh／吨液，预计年节电量达到28万kWh，年创经济效益15万元。

4结束语（1）改善油井供排关系，是提高机采系统效率的首要因素，通过系统科学的研究油井产能与抽汲参数的关系，可以做到合理开发，挖掘油井生产潜力。（2）应用节能新设备、新工艺可以一定程度的减少设备损耗，应用节能减速装置、低速电机、节能抽油机均使机采系统效率提高，适用于大幅度下调冲次，现场推广效果良好。

参考文献：[1]万仁溥.石油勘探开发技术[M].北京：石油工业出版社，2001