抽油机系统效率分析.ppt

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1、抽油机井系统优化抽油机井系统优化1、系统效率的定义抽油机井系统效率是指地面电能传递给井下液体，将液体举升到地面的有效做功能量与系统输入能量之比。即：抽油机井系统的有效功率Ne与输入功率Ni之比。η＝Ne/Ni×100％（1）．抽油机井的输入功率Ni拖动抽油系统的电动机的输入功率为抽油井的输入功率。Ni＝3600npkk1/(nwtp)（2）式中Ni－抽油机井输入功率，kW；np－有功电能表所转的圈数，r；k—电流互感器变比，常数；k1－电压互感器变比，常数；nw－有功电能表耗电为1kW．h时所转的圈数，

2、r／(kW．h)；tp－有功电能表转np圈所用的时间，s。（2）．抽油机井的有效功率Ne抽油井口的实际有效功率，又称水功率。Ne＝QHρmg/86400kW（3）式中Q－油井实际产混合液量，m3／d；H－有效举升高度，m；ρm－油管内混合液相对密度，103kg／m3。ρm＝0.66(1-0.1402fw)-2.75（4）fw－抽油井的含水率，％。有效举升高度H由下式计算：H＝Hd+102(pt--PC)/ρm（5）式中Hd－抽油机井的动液面深度，m；pt－井口油压，MPa；PC－井口套压，MPa。实用的

3、系统效率计算公式：实用的系统效率计算公式：η＝（6）2、抽油机井系统效率分析（一）系统效率的分解系统效率分为地面效率和井下效率，以光杆悬绳器为界，悬绳器以上为地面效率，悬绳器以下为井下效率。可表示为η＝ηsηw（7）式中ηs-－抽油系统的地面效率；ηw－抽油系统的井下效率。抽油机井系统效率具体分解见图1。图1系统效率分解图1．电动机效率η1电动机输出功率与输入功率的比值为电动机效率，一般电机铭牌上标的电动机效率是在负载率高于60％的情况下的数据。电动机主要功率损失包括：基本铜损，铁芯损耗，通风系统损耗

4、及轴承摩擦损耗等。2．皮带—减速箱传动效率η2减速箱的输出功率与电动机输出功率之比为皮带—减速箱传动效率。皮带造成的功率损失为皮带与轮槽的摩擦损失和打滑损失；减速箱造成的功率损失为轴承损失和齿轮损失。3．四连杆机构传动效率η3光杆功率与减速箱输出功率之比为四连杆机构传动效率。主要的功率损失为轴承损失和钢丝绳的变形损失。4．盘根盒的效率η4盘根盒输出功率与光杆功率之比为盘根盒的效率。其主要的功率损失为光杆与盘根盒中填料摩擦损失，不同的填料擦力相差10倍。5．抽油杆效率η5抽油杆输出功率与盘根盒输出功率之比

5、为抽油杆效率。其主要的功率损失为抽油杆与油管的摩擦损失、抽油杆与液体之间的摩擦损失、杆柱弹性伸缩损失。6．抽油泵效率η6抽油泵的输出功率与抽油杆输出功率之比为抽油泵效率。其主要的功率损失为抽油泵柱塞与衬套之间的摩擦损失、泵漏失损失(又称容积损失)，原油流经泵阀时由于水力阻力引起的功率损失(又称水力损失)。7．管柱效率η7抽油系统的有效功率与抽油泵输出功率之比为管柱效率。其主要的功率损失为油管漏失损失，液体与油管内壁产生的摩擦损失，油管弹性伸缩损失。抽油系统的总效率为η＝ηsηw＝η1η2η3η4η5η6

6、η7（8）3、有杆抽油系统效率最大目标值分析（1）．地面效率的最大目标值抽油机系统由电动机、皮带轮、减速器(由3副齿轮和3副轴承组成)和四连杆机构(由3副轴承和钢丝绳组成)组成。查有关的机械工程手册，电动机最大效率达95％，但是由于抽油机载荷的不均匀及电动机功率因数较低等原因造成抽油系统的电动机效率最大只能达到η1＝80％。皮带轮的效率η胶＝90％，齿轮的传递效率η齿＝98％(3副)，轴承的效率η轴＝99％(3副)，皮带轮—减速器的效率可表示为η2＝η胶η齿3η轴3＝90％×(98％)3×(99％)3＝

7、82％抽油机四连杆机构的效率主要是受轴承摩擦损失和驴头钢丝绳变形损失的影响，轴承效率取η轴＝99％(3副)，钢丝绳效率取η绳＝98％，故四连杆机构效率可表示为η3＝η轴3η绳＝(99％)3×98％＝95％于是，地面效率最大目标值表示为ηs=η1η2η3＝80％×82％×95％＝62％（2）．井下效率的最大目标值据前所述，抽油系统的井下效率可表示为盘根盒效率、抽油杆柱效率、抽油泵效率和油管效率的乘积，有石墨润滑时，盘根盒效率η4＝90％，抽油杆柱效率η5＝90％，抽油泵效率η6＝80％，油管柱效率η7＝9

8、5％。井下效率最大目标值为ηw＝η4η5η6η7＝90％×90％×80％×95％＝62％（3）．整个系统效率的最大目标值有杆抽油系统效率的最大目标值ηmaxηmax＝ηsηw＝62％×62％＝38.4％综上所述，有杆抽油系统的最大目标只有38．4％。4、抽油机井系统效率计算方法（一）常规法：实用的系统效率计算公式：η＝（6）4、抽油机井系统效率计算方法抽油机井在生产过程中，生产情况复杂，比如油井地层压力较高，抽油机井往往连抽带喷。如果动液面