胜利油田提高抽油机井系统效率技术及发展方向

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1、胜利油田提高抽油机井系统效率技术及发展方向张振海(胜利油田有限公司采油工艺研究院)抽油机采油是油田目前主要的机械采油方式，也是油田耗能的主要方面。抽油机能耗平均每年占机采系统能耗的70％以上。目前，胜利油田共有抽油机井12000余口，其中正常开井9900余口，系统效率25％；目前国际石油行业高水平的抽油机井系统效率是34％，国内石油行业系统效率较高的是大庆油田，系统效率达到30％。为了充分挖掘抽油机系统的节能降耗潜力，进一步优化抽油机井地面拖动系统和地下产能的配套。提高胜利油田抽油机井系统效率，从而实现

2、油田抽油机井系统节能降耗的目的，在提高机采系统效率的方面应用了节能降耗的新技术、新设备。l影响抽油机井系统效率的因素抽油机井系统效率可分为地面效率和井下效率两部分(如图1)，以光杆悬绳器为界，悬绳器以上为地面效率，地面效率又分为电动机效率、皮带一减速箱效率和四连杆效率；悬绳器以下为井下效率，井下效率分为盘根盒效率、抽油杆效率、抽油泵效率和油管效率。可表示为：。．叩=玑‘叩w式中口，——抽油系统的地面效率；口。——抽油系统的井下效率。图l抽油机井系统效率分解图3541．1影响地面系统效率的因素‘1．1．1

3、抽油机的影响．抽油机选择的基本原则是：在满足下泵深度和产液量的前提下，既要充分发挥抽油机的能力，又不致超负荷运转。抽油机是油井生产中不轻易更换的设备，一般要用10—20年。实际选择时，一般认为当悬点载荷达到额定值的70％、曲柄轴最大扭矩达到额定值的60％时，抽油机已发挥能力，这就造成了通常情况下，抽油机的额定悬点载荷较大，超过正常的井下载荷(表1为抽油机情况使用统计)；选用的机型大，组成抽油机各部分的零部件尺寸及强度增大，相应的损耗增加。表1大37块油井抽油机使用状况统计表占总装机电动机载荷利扭矩利冲程

4、利抽油机机型台数／台悬点载荷／kN负载辜／％比例／％容量／kw用率／％用率／％用率／％CYJYl25152．512552686l2蜘2舒CY函1227幻．712笠45．1726醴．2∞●RO珊用LlⅨ一7001010．312374l96l855．2100ROm吲慨一60099．5103043．9756612100据现场统计数据得知．油田在用的普通游梁式抽油机中19．5％都是修复组装的。新度系数只有0．395，抽油机的各处齿轮啮合程度不好，造成轴承和齿轮的磨损损失增大，四连杆效率降低。另外，由于抽油机负载

5、波动很大，在抽油机的正常运转中会出现抽油机的运转速度大于电机对它的驱动速度的情况，这时，抽油机就拖动电机发电，这种倒发电会影响电机的效率。1．1．2电机厦控制柜的影响通常，一般设计的电机，负载率在O．75左右时效率最高，负载率在0．5—1．0范围内效率变化较少。功率因数在负载率为1．O左右最高。负载率降低时，功率因数明显下降。电机在轻负载时，效率及功率因数很低；并且，在额定频率时，运行的电压低于额定电压值，轻载时效率稍增加，负载较太时，效率降低。抽油机电机效率主要受抽油机电机负载率的影响(详见图2)。由

6、于油井的负载在一个冲程内是变化的，特别是因游梁式抽油机结构特点，导致换向时悬点运动的加速度变化较大，造成抽油机负载周期性波动较大，在抽油机的每一冲程中，电机的输出功率都将出现两次瞬时功率极大值和两次瞬时功率极小值。即使是电机匹配较好的油井，如果没有与之相配套的先进的控制器，电机仍然不能始终处在高效区运行。1．1．3变压器的影响一。在变压器负载率一定的情况下，变压器效率随电机功率因数的上升而上升(见图3)；变压器的输出功率随油井电机的使用功率的变化而变化。变压器空载损耗只与变压器本身的性质有关(见表2)。

7、：：目前变压器主要有s7、s9、s11三种型号，空载损耗以S7为最大(国家计委1998年3月要求淘汰生产的落后高耗能设备)，s9次之，S11变压器最小。桩西采油厂对s110．4／6的变压器应用变压器效率测试仪，通过对17口井在用变压器效率进行测试，并应用软件进行分析评价，平均高压端有功10．82kw，低压端有功10．37kW，变压器效率95．84％。平均高压使用效率33．44％，低压使用效率32．05％。由此可见，各采355油厂在用的变压器的容量仍存在偏大现象，这也表明电机、抽油机的负载较轻。效率q"最

8、大负载功率因教”图2电机特性曲线图图3变压器负载功率因数与变压器效率关系表2变压器空载技术参数对比表额定电压产品型号额定容量／kv^空载损耗／w空载电瘟／％高压／kv高压分接低压／kVS7一M一30／1020006田一M一30／lO301200．6S11一M一30／lO69006s7一M一50／lO6．3撕06s9一M一50／10∞10±5％0416006S11一M一50／1010．512006S7一M一100／1011450048s9一M