機(jī)械論文發(fā)表抽油機(jī)井生產(chǎn)參數(shù)調(diào)整技術(shù)應(yīng)用與節(jié)能潛力

　　在保持合理供采關(guān)系的情況下，分析常規(guī)抽油機(jī)的特點(diǎn)、使用現(xiàn)狀及負(fù)載特性，探索其節(jié)能潛力，降低油井故障率、檢泵率，減少能耗、降低成本、提高經(jīng)濟(jì)效益。從生產(chǎn)參數(shù)調(diào)整、降低懸點(diǎn)載荷、提高泵效、平衡方式等方面提出了提高常規(guī)抽油機(jī)系統(tǒng)效率的對策。

　　《機(jī)械職業(yè)教育》主要刊登有關(guān)職業(yè)教育研究及教育教學(xué)改革的理論探討和實(shí)踐總結(jié)，傳遞國家關(guān)于職業(yè)教育的方針政策，推動職教改革，促進(jìn)我國職教事業(yè)的發(fā)展。

　　合理調(diào)整抽油機(jī)井生產(chǎn)參數(shù)，控制故障率有效降低油井檢泵率;統(tǒng)計(jì)某隊(duì)常規(guī)抽油機(jī)井生產(chǎn)參數(shù)及節(jié)能特點(diǎn)，精確調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)。常規(guī)抽油機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、維修方便、使用可靠、可以長期在油田全天候運(yùn)轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。但是抽油機(jī)也有其自身的缺點(diǎn)，如慣性載荷大、動載大、平衡困難、上下沖程扭矩波動大、效率較低、在長沖程時(shí)體積較大和笨重以及設(shè)備投產(chǎn)后更新難度大等。統(tǒng)計(jì)某隊(duì)目前在運(yùn)抽油機(jī)井80口，平均沉沒度169米，平均泵效約為50.7%，系統(tǒng)效率平均在32.45%左右。充分利用沖程及精確沖次調(diào)整方法，對于地面參數(shù)已調(diào)至最小的抽油機(jī)井，設(shè)計(jì)研制合理的減速裝置。通過對抽油機(jī)井生產(chǎn)參數(shù)合理調(diào)整，盡量保持合理沉沒度，保證長沖程慢沖次節(jié)能效果。

　　1沉沒度不合理對抽油機(jī)井正常生產(chǎn)的影響

　　1.1沉沒度過低

　　(1)如果油井的沉沒度過低，泵在供液不足的狀況下抽汲時(shí)，可產(chǎn)生液擊現(xiàn)象，并導(dǎo)致額外的沖擊載荷。液體的沖擊載荷與泵徑的關(guān)系很大，泵徑越大沖擊載荷越大，液擊使桿管最大載荷與最小載荷的差值增大，螺旋扭矩也越大，桿、管斷脫的可能性越大。

　　(2)沉沒度太低，油套環(huán)形空間內(nèi)的液體就少，對油管的徑向束縛力就小，油管的徑向擺動就會相對劇烈，抽油桿運(yùn)動時(shí)與油管接觸產(chǎn)生偏磨，這種磨損不僅傷害抽油桿接箍，也嚴(yán)重?fù)p壞油管，進(jìn)而導(dǎo)致桿斷或油管漏。

　　(3)沉沒度太低，生產(chǎn)壓差大，地層容易出砂，當(dāng)泵進(jìn)行抽汲的時(shí)候，沉沒度偏低，當(dāng)泵來回抽汲時(shí)，液體產(chǎn)生渦流而使從地層出來的砂礫懸浮在泵底吸入口，容易被活塞抽到泵筒里而卡泵。

　　1.2沉沒度過高

　　沉沒度越高，油井的流壓越大，當(dāng)超過了合理界限后，相對一些薄差油層由于滲透率低或者地層壓力低，壓制該層不出液，使該井的產(chǎn)液層層問矛盾突出。而且，當(dāng)沉沒度超過合理的沉沒度后，油井的產(chǎn)量不再增加，系統(tǒng)效率下降。綜上所述有必要控制抽油機(jī)井的合理沉沒度，為保持其在合理范圍內(nèi)，需對地面參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

　　2精確調(diào)整沖次的方法

　　首先應(yīng)計(jì)算出合理的沖次，泵徑一定的情況下，根據(jù)預(yù)測產(chǎn)量和抽油井的泵效情況確定該井的精確沖次，其次精確調(diào)整皮帶輪的直徑，根據(jù)皮帶傳動的計(jì)算公式及減速箱傳動原理得出公式：沖次=電機(jī)帶輪外直徑×電機(jī)轉(zhuǎn)速/減速皮箱帶輪直徑×傳動化，根據(jù)抽油機(jī)現(xiàn)有的沖次得出，預(yù)調(diào)沖次=電機(jī)帶輪外直徑×原沖次/原電機(jī)帶輪外直徑。

　　N=

　　式中：N—沖次，min;qf—預(yù)測產(chǎn)量，t/d;d—抽油泵的泵徑，mm;r—抽汲液體的密度，kg/m3;S—沖次程，m。

　　3長沖程慢沖次相結(jié)合與節(jié)能效果分折

　　現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)過程中沖次越大，則對抽油設(shè)備的損壞越嚴(yán)重，尤其是使抽油桿的疲勞程度加劇，加劇抽油桿的偏磨，提高抽油機(jī)井故障率，因此在能夠保證單井正常泵效，保持合理供采關(guān)系的情況下，實(shí)際工作中應(yīng)采取長沖程、慢沖次的工作制度。

　　(1)常規(guī)抽油機(jī)井的負(fù)載特點(diǎn)。抽油機(jī)靠抽油桿的上下運(yùn)動將原油抽汲到地面的管網(wǎng)中，抽油機(jī)的上沖程提起液柱時(shí)需要的功率大，而下沖程時(shí)勿需動力可自行下落，為了使負(fù)荷均勻，抽油機(jī)一般配有平衡機(jī)構(gòu)，如平衡塊，電機(jī)軸上形成的總負(fù)荷轉(zhuǎn)矩為油井負(fù)荷扭矩和平衡矩之和，沒的油井其負(fù)荷曲線不同，主要與油井的工作制度、工況和平衡有關(guān)，抽油機(jī)的負(fù)荷曲線特點(diǎn)：抽油機(jī)的負(fù)荷呈周期性波動，波動頻率常用沖次表示，常規(guī)抽油機(jī)沖次一般說來為6～12次/min，即波動周期5～10s，平衡扭矩是一正弦曲線，而油井負(fù)荷扭矩不規(guī)則，形成的總負(fù)荷扭矩曲線常出一、二次負(fù)功率。負(fù)載扭矩平均值約為最大值的l/3。

　　(2)長沖程、低沖次時(shí)抽油桿的受力狀況分析。抽油機(jī)在不同抽汲參數(shù)下工作時(shí)，抽油機(jī)懸點(diǎn)所承受的載荷也不一樣，隨著抽汲參數(shù)的增大，抽油機(jī)懸點(diǎn)最大載荷增加，最小載荷降低，交變載荷增加，但是隨著沖次的增加，載荷是以平方的形式增加和降低，因此沖次增大對桿的損傷越大。隨著沖次的增加，上沖程時(shí)，懸點(diǎn)載荷增大，增加抽油桿的伸長量，使抽油桿疲勞程度加大;下沖程時(shí)，懸點(diǎn)載荷降低，下行阻力增大，抽油桿的收縮量增加，抽油桿彎曲程度增加，易產(chǎn)生桿管偏磨;沖次越大，抽油桿柱循環(huán)應(yīng)力次數(shù)越多，抽油桿易發(fā)生疲勞破壞，當(dāng)抽油桿最大應(yīng)力值超過允許應(yīng)力值時(shí)，開始形成裂紋，裂紋在反復(fù)交變應(yīng)力作用下發(fā)生擴(kuò)展，最終導(dǎo)致抽油桿斷。

　　(3)長沖程、低沖次時(shí)泵筒充滿程度及系統(tǒng)效率分析.抽油機(jī)在長沖程、低沖次下運(yùn)行，隨著沖次降低，最小載荷上升，下行阻力減少，抽油桿收縮量減少，有效沖程增加，增加泵排量;沖次降低，可增加油層液體向泵筒內(nèi)流動時(shí)間，泵筒充滿程度增加，提高油井的泵效，增加油井的產(chǎn)量，進(jìn)而提高油井的系統(tǒng)效率。對單井來說抽汲參數(shù)不同，抽油機(jī)系統(tǒng)效率不同，而且差別很大;同一沖程下，系統(tǒng)效率隨沖次的增加而降低。對10年我隊(duì)沖次下調(diào)的4口抽油機(jī)井進(jìn)行了調(diào)參前后能耗對比，通過數(shù)據(jù)對比得出，沉沒度由55.78m提高到131.74m，系統(tǒng)效率由38.4l%提高到41.58%。結(jié)果表明，百米噸液耗電由1.98kw•h降至1.83kw•h，節(jié)電率為7.75%。

　　4常規(guī)抽油機(jī)的節(jié)能潛力分析及認(rèn)識

　　影響抽油機(jī)井系統(tǒng)效率的因素包括地面部分和井下部分多方面的因素，地面部分因素包括抽油機(jī)類型、電動機(jī)類型和特性、沖程、沖次、平衡度、皮帶、減速箱、井口油樂、套壓、盤根盒，井下部分因素包括管、桿柱組合、泵深、沉沒度、運(yùn)行摩阻徑、充滿系數(shù)、桿管偏磨、原油粘度、氣體、結(jié)蠟狀況、地層供液能力。找出影響系統(tǒng)效率的關(guān)鍵性因素，地面、井下各環(huán)節(jié)綜合考慮才能使抽油機(jī)系統(tǒng)達(dá)到更好的運(yùn)行效果。通過調(diào)參降低懸點(diǎn)載荷，常規(guī)抽油機(jī)工作制度的合理調(diào)整在考慮其負(fù)載特點(diǎn)的同時(shí)，還要有利于機(jī)、桿、泵系統(tǒng)的配合，因此為改變常規(guī)抽油機(jī)的交變載荷，盡可能采取低沖次運(yùn)行，從而可以減緩換向加速度，降低慣性載荷和振動載荷，大大降低減速器的峰值扭矩。

　　(1)通過放大沖程提高抽油泵充滿系數(shù)、提高泵的容積效率來達(dá)到提高系統(tǒng)效率的目的。

　　(2)通過合理調(diào)整沖次降低沖程損失，提高泵效。

　　(3)以系統(tǒng)效率最大為目標(biāo)，開展不同_T況參數(shù)條件下常規(guī)抽油機(jī)井的系統(tǒng)效率試驗(yàn)。控制抽油機(jī)井平衡率隨著生產(chǎn)時(shí)問和工況的變化，抽油機(jī)井的平衡狀態(tài)也發(fā)生變化，抽油機(jī)井系統(tǒng)的平衡率對抽油機(jī)井的系統(tǒng)效率影響較大，保持較高的平衡率是抽油機(jī)井節(jié)能降耗的有效手段。

　　5結(jié)論

　　(1)可利用推算合理沉沒度、估算調(diào)參后產(chǎn)量，再跟據(jù)計(jì)算進(jìn)一步確定合理地面參數(shù)。

　　(2)長沖程、慢沖次可改善抽油桿受力狀況，減少抽油桿斷裂幾率，提高系統(tǒng)效率、降低能耗。

　　(3)通過對抽油機(jī)井普遍性因素分析、提高抽油機(jī)平衡率、降低抽油機(jī)井懸點(diǎn)載荷、提高泵效率等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)井節(jié)能降耗，運(yùn)轉(zhuǎn)工況合理。

　　(4)在確保產(chǎn)液、產(chǎn)油穩(wěn)定的同時(shí)，通過調(diào)整工作參數(shù)保持合理的沉沒度，可以提高單井的泵效，降低單井日耗電量，提高系統(tǒng)效率，減少生產(chǎn)成本投入。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]羅英俊，萬仁溥.采油技術(shù)手冊[M].北京：石油工業(yè)出版社，2005.