抽油机井节能技术论文范文第1篇
随着注水油田开发的深入, 油藏地层压力下降, 油田含水高、采出程度高、剩余油分布复杂、挖潜难度较大等一系列问题出现, 导致油田开发后期开发难度加大。以水驱老油田为例, 截至2013年底, 兴隆台油田老区综合含水80.23%, 累积产油2832.1×104t, 采出程度达34.58%;大洼油田累积产油498.33×104t, 采出程度22.39%;油田综合含水高达87.54%。为了提高油田开发效益, 需要对油田进行产液结构调整, 实施大泵提液强采技术, 控制油田产量递减速度, 实现稳产, 最终提高采收率。
2. 提液思路与方案优化
2.1 提液思路
在注水井动态调整和稳定注水前提下, 对大洼油田和兴隆台油田的油井进行筛查。目前在高含水区块使用的抽油泵的泵径为38mm和44mm, 理论排量15t/d-40t/d;有些油井液量较高有的达到抽喷现象。区块平均动液面650m, 平均泵挂深度1420m, 具有较大的提液空间。
针对不同油藏地质特征, 油井现有设备参数等方面, 按照“油层埋深与下泵深度相匹配、参数选择与油层供液能力相匹配、地面抽油设备与生产需要相匹配”三个匹配的工作思路, 通过优化设计方案, 配套工艺延长检泵周期措施, 挖掘井筒潜力, 大力开展大泵提液技术。
2.2 提液方案及参数优化
中高含水期油藏应尽量降低油井井底流压, 使原来因油层压力较低、层间干扰大而出液能力较差甚至不出液的小层开始出液, 达到增加出油厚度, 提高产量的目的。根据这一技术思路, 对井段较长、油层上界浅、供液充足的油井实施了大泵提液措施, 重点以大洼油田和隆台油田老区为主。
(1) 泵径的选择
大洼油田和兴隆台油田老区抽油机型号以10型机为主, 冲程为3m, 冲次一般在每分钟3-6次, 可计算出Ф56mm、Ф70mm、Ф83mm、Ф95mm在不同冲次条件下的理论排量。以潜力井前期的日产液量平均在20-30m3左右为依据, 优选Ф56mm、Ф70mm两种泵径实施大泵提液措施。
同时针对不同区块的地质条件和供液能力, 对泵径应用进行了细化。大洼油田注采井网较为完善, 油水井比例为2.5:1, 地层渗透率较高, 主力生产层位一般在2000m D以上, 地层供液能力充足, 因此在大洼油田使用Ф70mm大泵进行提液生产。
兴隆台油田老区因受地面条件限制, 区块注采井网不完善, 油水井比例仅为5.5:1, 水驱控制程度较低。且为补充地层能量, 水井单井注入量较大, 日注入量均在150m3以上。为避免提液后高含水层突进, 造成注入水短路循环, 在兴42块选用了Ф56mm的抽油泵进行适度提液。
(2) 杆柱优化设计
根据泵径、杆柱组合、工作参数计算悬点最大、最小载荷, 确定在现有抽油机的条件下, 应用Ф25+Ф22+Ф19的三级高强度H级杆柱组合, 提高抽油杆的抗拉强度, 可满足Ф70mm泵下泵深度1200m, Ф56mm泵下泵深度1700m的实际生产需要。
针对负荷增加, 抽油杆柱的挠曲偏磨和冲程损失加剧现象, 应用井眼曲线三维立体再现分析技术、抽油杆近似强度组合设计、杆柱受力中和点及扶正间距分析等技术, 合理管杆配比, 有针对性的采取注塑杆、接箍扶正器等防偏磨措施, 延缓杆柱的疲劳磨脱, 减少冲程损失、提高泵效。
(3) 生产参数动态调整
在采用Ф70mm、Ф56mm大泵提液的同时, 利用现有部分12型抽油机, 将短冲程改为长冲程, 以弥补大泵深下造成冲程损失增大的不足, 提高泵效。同时在措施后密切跟踪油井动液面变化, 根据油井实际供液能力对冲次进行动态调整。
3. 现场实施情况
结合采油厂油田开发状况和油井潜力分析, 依据措施选井条件, 2014-2015年在大洼油田及兴隆台油田老区试验实施10口井, 取得良好的措施效果, 施工成功率100%, 累计增油6297t, 增气16.4×104m3, 提液71293m3, 油井综合含水率下降了6.3%。
4. 结论及建议
(1) 通过提液机理研究及油田适用性论证, 在大洼油田和兴隆台油田老区实施大泵提液技术, 成功实现了提液增油控水的效果。
(2) 增加单井产液量要以油藏研究为基础, 综合分析油井生产历史与现状, 选择合适的举升工艺, 才能实现油井的供产协调。
(3) 在实施提液措施的同时, 要充分考虑到由于油井提液可能造成的出砂、偏磨、腐蚀等问题, 科学合理地应用配套工艺技术, 才能进一步延长油井检泵周期, 确保油井提液效果。
(4) 增加单井产液量应该与对应注水井同步实施, 确保注采平衡, 才能保证油井增加液量后产油量同步增加。
(5) 下步应加强对大泵提液效果的综合评价工作, 确定临界效益标准, 为下步大泵提液技术的规模实施提供借鉴。
摘要：本文首先介绍了提液思路与方案优化, 并阐述了现场实施情况, 最后给出了结论和建议。
抽油机井节能技术论文范文第2篇
如果地面管线较长、井液粘度较大、井口与集油站位差较高,或者受公用同一输油管线油井影响,则回压就比较高。
高回压影响井筒内压力分布,对井下抽油泵、抽油杆和油管的工作状况都会产生影响,随着油井自动化、智能化生产系统的建设,回压对抽油泵、抽油杆和油管的影响不能仅仅停留在定性的分析上,需要建立油压对它们影响的定量分析模型。论文根据抽油机井工作原理,建立了油压对油井工况影响的分析模型,可以对编制抽油机井相关计算软件提供参考。
1.回压对井筒压力分布的影响
从油层产出的井液,在井底流压作用下到达抽油泵,经抽油泵增压后从泵出口流向井口,按简化模型,泵上井筒压力平衡式为:
(1)
式中,Ppo为泵出口压力,MPa;PH为井筒内静液柱压力,MPa;Pfr为摩擦阻力造成的压力损失,MPa;Pwb为回压,MPa。
由式(1)可以看出,当回压升高时,泵出口压力也升高。
对于井液的势能,简化模型公式(1)只考虑了井筒内静液柱压力影响,当井内只是液相时,误差不大,但油井产出液中有溶解气,当压力低于饱和压力后,溶解气脱出,造成井液密度发生较大变化,这会影响计算模型里的静液柱压力。另外,井液中出现气相之后,其流动型态与单相垂直管流有很大差别,气液之间经历复杂能量交换,气体膨胀能参与了举升液体。
低于饱和压力井段的压力变化,需要采用多相垂直管流计算理论进行准确计算[1]。综合回压对泵出口压力影响的多方面因素,回压对泵出口压力的影响不是线性增加的,要比线性增加影响大很多。
2.回压与泵排量关系模型
(1)泵漏失量计算模型
抽油泵采用间隙密封结构,在压差作用下,必然会产生漏失,在一个冲程过程中,泵漏失量计算公式为:
(2)
式中:D为泵径,m;e为柱塞与泵筒之间的间隙,m;μ为液体粘度,mPa•s;△P为柱塞上下压差,MPa;l为柱塞长度,m;Vp为柱塞上冲程的平均速度,m/s。
由式(2)可以看出,在其它因素相同的情况下,泵两端压差增大,导致漏失量增大。
泵的其他部分也有漏失的可能,例如泵固定阀座与泵筒连接螺纹部位。
在油田常用的几种采油方式中,电潜离心泵、螺杆泵、喷射泵有特性曲线,描述排量与扬程的关系,但没有建立起抽油泵的特性曲线,也就是抽油泵排量与扬程的关系,一方面是因为忽略扬程对抽油泵排量的影响,但更重要的原因是建立抽油泵排量与扬程关系的理论模型比较复杂。
(2)泵的充满程度对泵效影响
泵入口压力低于饱和压力时,在抽汲时气液两相同时进泵,气体进泵必然减少进入泵内的液体量而降低泵效。在下冲程,柱塞压缩泵内流体,直到泵内压力大于泵排出口压力,游动阀打开,开始排液。
当气体影响严重时,泵排出口压力增大,游动阀不容易打开,影响排液过程,造成泵排量下降,影响油井产液量。
3.回压对抽油杆受力影响
(1)作用在柱塞上的液柱载荷
在上冲程中,游动阀关闭,液柱载荷作用在抽油杆上,液柱载荷为:
(3)
式中,Wl为液柱载荷,N;fp为泵柱塞截面积,m2;fr为抽油杆截面积,m2。
由于增大回压会增大泵出口压力,由公式(3)可以看出,增大回压,也会增大液柱载荷。
下冲程游动阀打开后,液柱载荷作用在固定阀上,抽油杆底部承受液体向上的浮力:
(4)
由公式(4)可以看出,增大回压,也会增大抽油杆受到的浮力,这将减小抽油杆载荷。
(2)液柱惯性载荷对抽油杆受力的影响
抽油机上下冲程在上下死点换向,做变速运动,存在较大的加速度,井下泵柱塞做变速运动,柱塞上冲程推动液柱向上变速运动,承受来自液柱的惯性载荷。当井液中有气相时,井液压缩性较大,将大大减小液柱惯性载荷。增大回压,会使高于泡点压力的井段上移,减少井液中的气相比例,使液柱惯性载荷效应增大。
(3)抽油杆的振动载荷
引起抽油杆振动载荷的因素有两个,一是抽油杆做变加速运动,二是液柱载荷的加载与卸载。
根据抽油杆纵振理论,纵振在悬点引起的振动载荷的最大值为:
(5)
式中,Fvmax为振动载荷最大值,N;E为抽油杆弹性模量,MPa;a为振动波在抽油杆传播的速度,m/s;V初变形期末抽油杆柱下端(柱塞)对悬点的相对运动速度,m/s。
初变形末期,是上冲程初期抽油杆在液柱载荷作用下伸长△L,悬点从下死点向上运动△L的时刻。液柱载荷增大,会增大△L,从而增大初变形期末的运动速度。因此,增大回压,造成抽油杆振动载荷加大。
(4)抽油杆最大和最小载荷
抽油机工作时,上、下冲程中抽油杆最大载荷将发生在上冲程,最小载荷发生在下冲程中。如前所述,增大回压,会增大最大载荷,减小最小载荷。
抽油杆承受交变载荷,抽油杆的破坏形式主要是疲劳破坏。按照修正古德曼图法进行疲劳强度校核,抽油杆最大许用应力计算公式:
(6)
式中,σall为最大许用应力,MPa;T为抽油杆最小抗张强度,MPa;σmin为最小应力,MPa;SF为使用系数,新杆取1,旧杆取0.9,有腐蚀环境等不利因素取0.8。
按修正古德曼图法,抽油杆的最小应力增大,最大许用应力也同步增大,但允许的最大与最小应力范围减小了[2]。抽油杆载荷变化范围主要取决于液柱载荷,所以回压增大,会导致抽油杆受力情况变差,有可能超出许可应力范围。
4.计算实例
表1是某油田的一口油井基本数据,为了考察不同回压下对抽油机井工况的影响,分别对回压为0.1-2.5MPa下的井筒压力分布进行了计算(表2),由表2可以看出,按简单模型计算的压力分布,仅仅体现出泵出口压力与回压同步增加,按Beggs-Brill方法进行多相垂直管流计算,则能够准确反映出回压对泵出口压力的影响。相应地,泵出口压力对液柱载荷也表现出相同的规律。
5.结论
(1)油井回压对井筒压力分布影响不是线性的,按多相流计算模型,可以准确反映出回压对压力分布的影响。
(2)油井回压从漏失量和排液两个方面影响抽油机井产量,回压增大,油井产量下降。
(3)油井回压影响液柱载荷、振动幅度和应力幅,回压增大使抽油杆受力状况变差。
摘要：井口回压影响井筒压力分布,进而对抽油泵和抽油杆的工作状况产生影响,在油井工艺方案优化设计、工况诊断和日常生产管理中需要重视回压的影响。论文分析了回压对泵上井段压力分布、泵的排出工作过程、抽油杆受力等的影响,建立相应的计算模型,给出了计算实例,研究表明,增大回压在非线性影响井筒压力分布的基础上从多方面影响油井工况,不仅加重抽油杆载荷应力,还增加应力幅,使其更易疲劳破坏,降低抽油泵排液能力,增加漏失量,使油井产液量降低。油田应尽量采用降低油井回压的技术方案。
关键词：抽油机井,回压,工况
参考文献
[1] 张琪.采油工程原理与设计[M].山东东营:石油大学出版社,2002,03:36-47.
抽油机井节能技术论文范文第3篇
抽油机井在运行使用期间,抽油管受到的摩擦是最大的,一旦受力角度出现偏差,会影响到接下来的零件安全性,主要的影响力是摩擦以及不规则拉力,运转的速度越快所造成的磨损状况也更加严重。发生偏磨问题后现场的使用准确度已经出现了角度的偏离,这样的荷载情况下所进行的生产任务质量也会受到影响。抽油机运行时受到的压力是非常大的。抽油机井工作参数,过快的冲次抽油杆易产生弯曲变形,弯曲的抽油杆与油管接触产生偏磨;载荷影响,抽油杆在油管内运动时由于受到力的综合作用而发生纵向弯曲变形与油管产生摩擦;井液组成成分影响,井液侵害,降低油杆强度,加剧管杆磨损程度。
2 抽油机井管杆偏磨主要原因分析
2.1 井斜或井筒曲率半径引起的偏磨
偏磨所引发的原因中,受力不合理是最主要的,在压力作用下油管杆会出现变形,油品不能顺利的流通。这种压力情况需要经过计算来得出,将综合受力以未知数的形式代入到公式中,观察总体受力情况中是否存在不合理的现象,并分析出具有破坏性的压力来自哪个方向,这样在生产环节中才有更明确的优化方向。抽油杆与油管内壁的一个侧面始终处于接触状态,也就是说,油管有一侧面不论是上冲程还是下冲程都要受到磨损。
生产作业过程中,油管设施中都会出现不同程度的磨损,因此检修任务也要定期开展,观察在基础设施中是否存在严重的磨损情况,定期更换管道材料,这样能够确保使用的安全性,也能提升抽油机井的生产率。在2009年检泵时就发现油杆偏磨严重,检泵时在偏磨处分别下入滚轮扶正器6个,2012年8月5日检泵上修时发现该井泵以上35根油管内壁有不同程度磨损,其中10根油管丝扣被磨透,40根油杆节箍偏磨严重。
2.2 较大参数产生弯曲失稳导致偏磨
油管受冲击力的影响出现弯曲后,继续使用时摩擦的角度也因此出现了变化,虽然仍然可以进行抽油生产,但经过一段时间后油管就会损坏,油品传输阶段的损耗也会因此而增大。压力是引发变形的主要原因,在进行油管生产时,会针对这种情况来进行受力方向加固,这种受力点处的材料厚度会增大,压力也得到了更有效的控制,不容易出现损坏。生产任务开展一段时间后,因振动影响可能会出现受力角度偏差,经过复位处理后会得到解决。
2.3 载荷影响产生变形导致偏磨
因荷载超出了规定的标准,也会产生偏差现象。抽油机井建设任务开展期间,将规划方案结合现场实际情况来进行审核研究,这样才能够更及时的对其中存在的不合理现象进行优化处理,减少抽油机井受到的摩擦影响。这种荷载因素下产生的摩擦可以通过减轻任务量来解决,将设备的运行情况控制在合理范围内,这样即使产生摩擦也能控制在合理范围内。
2.4 井液成分加剧偏磨
由于抽油杆柱和油管柱在工作时都浸在油、水混合液体中,会受到混合液体中各种腐蚀成分的侵害。根据水质分析,高含水油井井筒中含有CL-、游离的CO2、S2-等腐蚀性介质,当管杆相互摩擦产生新的创面后,这些腐蚀性介质会对磨损面造成进一步损坏,从而降低了管杆的强度,使得抽油杆和油管过早的损坏。当井液中含水较高时,管杆中的润滑作用大大减小,加剧管杆的损坏程度。
3 防偏磨技术应用及效果
3.1 防偏磨工具
井眼估计偏斜对管杆轨迹的偏磨影响较为普遍,井眼轨迹偏斜使管杆受力发生改变,增加偏磨几率,在采油生产中对于供液充足、能量较高的井可采取上提泵挂深度,避开狗腿,杜绝偏磨发生。对于无法避免井眼轨迹偏斜的可采取加入防偏磨工具。目前固城作业区下入防偏磨工具主要为滚轮扶正器、扶正节箍、扶正油杆等工具。
3.2 制定合理工作参数
固城作业区在保证原油产量情况下,选择合理泵径,下调冲次。将工作参数由长冲程、快冲次变为长冲程、慢冲次。减少相同时间内的管杆摩擦频率,2012年固城作业区共进行油井小修642口,油杆故障只有13口,只占修井总量的0.02%,有效延长了抽油杆和油管的使用寿命。
3.3 稳定载荷
由于井筒结蜡造成抽油杆上下行受阻,选点载荷增加,对于此种情况我区每月对油井制定上下两旬加药,从而有效的减少了蜡在油管中的沉积。另外还努力做好井筒净化工作和控水稳油工作,稳定油井含水和油杆载荷,消除抽油杆纵向弯曲,减少偏磨的发生。我区抽油机井油管杆偏磨受井深轨迹的倾斜和局部的曲率半径变小为主要因素,因此合理利用现有防偏磨工具为首选解决方案。
4 结语
加强对抽油机井油管杆偏磨的分析,对油田发生以及稳定提升生产量有很大的帮助,文章中所阐述的内容在生产环节中是真实存在的,针对这些问题进行深入的探讨分析,能够帮助提升使用安全性,偏磨问题得到结构后任务开展也更高效。
摘要：文章首先分析了抽油机井管杆偏磨的引发因素,详细介绍了现场生产任务开展的特征。其次重点分析不同原因下偏磨的治理方法,为抽油机井的运行提供保障,避免偏磨现象发生,并将现场可能会出现的问题进行整理,这样监管任务开展也更有方向。
关键词：抽油机井,油管杆,偏磨防治
参考文献
[1] 于吉青,彭磊,耿广照,魏志恿.抽油机井管杆偏磨原因分析及防治措施[J].现代企业教育,2012(11).
抽油机井节能技术论文范文第4篇
1 抽油机井皮带断裂的原因
在研究分析抽油机皮带断裂的时候,发现主要有内因与外因有两种。首先,内因。抽油机皮带断裂的内因主要有两方面。一方面为皮带寿命因素[1] 。任何事物,质量在如何保证,均有一定的使用期限。抽油机皮带长时间运转、磨损,同时受到风雨的侵袭,表面会出现老化的现象。一旦出现老化,就会降低皮带的韧性,皮带槽就会出现很多裂口。这时候皮带断裂其实也是一种正常现象。另外一方面就是皮带自身质量因素。在生产抽油机井的时候,不同厂家,不同生产人员,会导致皮带的质量存在明显差异。在实际中可发现,有的皮带使用很短的时间后就会出现断裂的现象。在观察断裂的皮带,发现其中有很多的尼龙绳。同时不同生产厂家,皮带生产的规格也不相同。其次,外因。第一,环境影响皮带的使用寿命。在梅雨季节、雨水较多的时候,皮带与皮带轮之间的缝隙会有很多的雨水,这时候就会减小皮带之间的摩擦力,打滑现象时有出现,导致皮带轮丢转干磨,在转动的时候出现刺耳的声音。如不及时调整,就会烧毁皮带,影响正常的生产。第二,抽油机井热洗不完善。通常情况下,抽油机井都有都有热洗周期。在抽油机皮带转动一定时间后,相关的设备上就会出现结蜡的现象,影响抽油机井生产效率。情况严重的时候还会出现卡带的现象。即皮带上冲的时候,蜡抱死了杆或泵,导致抽油机的曲柄转动出现困难。但是这时候电动机始终在不停的运转,电轮机的皮带在一个点上旋转,导致皮带非常容易出现烧断。第三,抽油机的平衡与井底负荷影响皮带使用周期。在抽油机运转的时候,其平衡度不够就会导致设备运转的时候不均匀,皮带的稳定性会相对的降低,降低皮带韧性,影响皮带运行,导致皮带非常容易出现断裂的现象。
2 预防抽油机井皮带断裂的措施
在油田生产的过程中,抽油机属于非常重要的设备。但是抽油机的设备在生产期间容易出现断裂的现象。基于这一点,就应采取有效措施预防抽油机井皮带断裂。
2.1 提高抽油机生产质量
对油田生产开发来说,抽油机是非常重要的设备。针对抽油机的使用寿命,人为操作难以改变,但是在生产抽油机的时候,可保证抽油机生产质量,以此延长皮带的使用寿命。在此期间应注意皮带轮的直径是否合理,皮带质量是否达标均会对皮带使用时间产生影响。为避免这方面因素影响皮带寿命,降低抽油机皮带断裂发生率。为满足实际生产的需要,应根据油田生产的实际情况,更换与之相配套的皮带轮。唯有在保证皮带质量,更换规格相符的皮带轮基础上,才能够避免皮带经常断裂的现象出现。
2.2 及时热洗抽油机
如果抽油机热洗不及时,就会出现抽油杆与泵抱死的现象,影响曲柄的运转。并且还应认识到,热洗其实也会对皮带的使用寿命产生影响。因此,在热洗抽油机的时候,需要保证热洗时的压力、温度、时间以及排量。唯有热洗时候各项指标均达标,才会促使电动机在合理的负荷下运转,以此便可延长皮带的使用寿命,降低油田生产成本。同时还应注意,及时调整抽油机冲程、开关井的周期以及冲次等,促使抽油机的液面达到合理的高度,保证抽油机在合理的参数下运转[2] 。
2.3 改善抽油机工作环境
工作环境对抽油机皮带的影响非常明显。为减少环境因素对抽油机皮带的影响,工作人员必须心中有数。改善抽油机的工作环境,做好防潮处理工作,同时工作人员应当在雨水到来之前检查设备,及时调整皮带的松紧度,避免皮带出现打滑的现象。对于雨水比较严重的油井,应在雨水到来之前关闭,避免出现皮带烧毁的现象。雨水停止后,启动抽油机,避免影响到正常的生产。与此同时,还应特别注意气候温度的影响,注意热胀冷缩对皮带产生的影响,加强检查力度。
2.4 保持抽油机平衡度与井底的符负荷大小
为避免抽油机平衡度不达标影响抽油机的运转,应当及时测量电流。如果出现异常情况,加强维修,及时调整平衡度,促使电流达到平衡状态,促使在电机的影响下,载荷相近,保证抽油机皮带运转达到相对稳定的状态,减少皮带的耗损量。
3 结语
总而言之,在油井开发生产的过程中,抽油机作为一种非常重要的设备,对油田开发具有非常重要的作用。面对抽油机井皮带断裂的各因素,应当及时采取有效的防治措施,减少皮带断裂的现象,提高皮带运转效率。
摘要：在油田开发与采收的过程中,抽油机是一种非常重要的设备。而在日常管理抽油机的时候,皮带断裂是一种非常普遍的现象。抽油机皮带断裂不仅会影响油田的生产,还会增加采油成本,增加日常管理工作量。本文就抽油机井皮带易断产生的原因,并采取有效的措施加以防治。
关键词：抽油机,皮带断裂,防治
参考文献
[1] 徐立珉.抽油机皮带断裂成因分析与预防措施[J].内江科技,2015,36(2):51-51.
抽油机井节能技术论文范文第5篇
1 常规抽油机改造的目的和意义
常规游梁式抽油机采取的平衡方式为曲柄方式或曲柄加游梁的复合方式。如果常规游梁式抽油机采用了曲柄平衡的方式, 那么其曲柄转速产生的周期为正弦或余弦函数, 数值为2π/w。对于抽油机的光杆载荷扭矩的曲线来说, 其应当是一条偏态曲线, 没有对应的峰值。因此, 单独的曲柄平衡无法对载荷扭矩的峰值进行抵消。由于常规曲柄平衡抽油机的曲柄重量较大, 因此当其开始旋转的时候, 为了能够克服惯性矩, 电机应当输出充足的扭矩, 也就需要更大的电机功率。如果抽油机正常运行, 曲柄惯性矩较小, 载荷变化较小, 输出轴经扭矩也比较小。因此电机输出功率也会降低, 大部分都转变成无用功, 造成了能源浪费。而此时电机的功率利用率仅为30%-50%。此外, 由于常规抽油机的曲柄平衡扭矩曲线和载荷曲线之间存在着较大的差距, 抽油机缺乏平衡。因此, 对扭矩功率的输出变化需求较大, 电机功率因数降低。此时电机的功率利用率只有20%-50%左右。
2 常规抽油机改造的依据
为了是抽油机的功率利用率得到提高, 降低能源的所消耗, 就应当对抽油机的平衡效果进行提升, 对曲柄的重量惯性矩进行降低。通过实际研究和调查发现, 两极平衡游梁式抽油机将大回转半径的曲柄进行了取消, 平衡方式采用了二级方式, 使得游梁式抽油机的平衡效果的到了极大的提升。通过具体的检测发现, 在电机功率利用率方面, 两级平衡抽油机要远远大于常规抽油机。由此可以看出, 两级平衡抽油机具有更低的能耗和更高的效率[1]。我们将其具体的原理在常规抽油机当中进行利用, 将其改造为曲柄平衡与下偏游梁相结合的符合平衡方式, 使得其节能效果和功率都得到了极大的提高。
3 常规抽油机的改造原理
在常规抽油机节能改造新技术的应用当中, 对两级平衡抽油机的原理进行了应用。在两级平衡抽油机当中, 采用的平衡方式为下篇平衡, 使其同时具有了π/W周期的二级钟摆平衡和2π/W周期的有两平衡。此外, 还对曲柄的重量进行了缩减, 对回转半径过大的配重块进行了取消。这样, 就是的电机的功率利用率得到了极大的提升, 同时也降低了能耗。在常规抽油机的改造过程中, 其核心就是将其平衡方式进行改变, 同时对曲柄的配重进行合理的改变[2]。
在实际的改造过程中, 可以增加一个偏平衡杠铃, 安装在游梁的尾端, 将两级平衡的特点带入到常规抽油机当中。不过, 由于常规抽油机具有不同的尺寸和结构, 因此, 有下偏配重所提供的平衡力据, 很可能让然难以抵消载荷力矩。因此, 为了能够有效的平缓常规抽油机输出轴的净扭矩, 使其能够达到两级抽油机的效果, 就应当对配重的数量进行适当的保留, 对其位置进行调整[3]。这样, 就能够利用曲柄的惯性矩和重力矩, 对载荷扭矩进行进一步的抵消。这样, 常规抽油机将会从过去的曲柄平衡, 被改造为现在的下篇平衡与曲柄平衡复合的平衡方式。同时, 其净扭矩的水平也能够达到同型号的两级平衡抽油机的水准。
4 常规抽油机的改造成果
利用新技术对常规抽油机进行节能改造之后, 使其成为了采用两级平衡和曲柄平衡共同应用的复合平衡方式。在改造之后, 电动机的负动得到了有效的消除, 其负荷变化也大大缩小。对于电动机功率的需求也大大的降低。这样, 使得同容量的电网能够承担更大的负荷, 提高了电网的使用效率, 也有效的节省了电能。同时, 由于降低了减速器的扭矩, 使其扭矩储备得到了提升, 因此也使得减速器的使用寿命大大增加, 使维护和维修的费用得到了降低, 大大节省了生产成本。此外, 如果工作过程中需要对平衡进行调节, 只需要对平衡块的数量进行调整, 就能够达到目的, 极大的节省了人力和物力, 达到了节能的效果。
5 结语
石油资源是当前我国最为重要的战略能源之一, 因此, 石油的开采情况将直接关系到我国的经济的发展。在石油开采过程中, 需要采用常规抽油机进行工作, 而传统的常规抽油机工作效率低下, 能耗巨大, 不利于我国经济的发展。因此, 对常规抽油机节能改造新技术进行研究和应用, 提高抽油机的工作效率, 同时降低能耗, 对于我国石油产业的可持续发展以及我国经济的发展来说, 具有极大的意义。
摘要：为了使抽油机的功率因数和电机利用率得到提升, 从而达到节能的目的, 应当对常规的抽油机进行新技术的改造。在实际改造过程中, 其核心就是对常规游梁式抽油机的曲柄配重的重量及其平衡方式进行合理的改变。通过实践证明, 常规的抽油机能够达到30%-50%的实际功率利用率。而在两级平衡抽油机当中, 能够达到70%-80%的实际功率利用率。由此可见, 两级平衡抽油机的节能效果更为良好。因此, 利用新技术对常规抽油机进行节能改造, 具有十分重要的意义。
关键词：常规抽油机,节能改造,新技术,研究应用
参考文献
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抽油机井节能技术论文范文第6篇
目前, 游梁抽油机在国内众多油田中应用的比较广泛, 该种装备是国内采油事业所依赖的主要设备。据相关统计, 国内的油田中有97%的油田采用的是机械采油, 而在这些机械采油的油田中, 有95%的油田采用的游梁抽油机进行石油的开采工作, 所以, 解决该种电机在实际中出现的问题迫在眉睫, 应当引起重视, 否则无法降低石油开采的成本。
2游梁抽油机系统的运行特点
游梁抽油机是机、杆、泵组成的复杂系统, 其运行特点如下:
2.1游梁抽油机是一种带有冲击性的周期交变负载, 起动转矩大, 在一个周期 (一个冲次) 内负载波动很大。这种负载要求驱动电机在选择容量时留有足够的余量, 这样才能保证电机有足够的能量克服启动时的转矩, 使电机正常启动。在运行过程中有足够的过载能力, 用以克服交变载荷产生的最大扭矩, 所以要留有较大的裕度。游梁抽油机在运行过程中电机的负载较轻, 所以其运行的效率和功率因数较低。
2.2曲柄的角度在游梁抽油机运行过程中是不断变化的, 产生的效果跟随角度的变化也是不同的, 与此同时, 内电机在一个冲次内其电流大小及方向也是不断变化的, 因此一个冲次内存在两个瞬间发电的状态, 这时发电的情况与平衡有关, 平衡的效果越差, 其发电越大, 平衡较好时, 电机发电的状态只有一次, 所以电机从电动到发电, 然后再反过来, 这一过程决定了电机的功率因数较低。
2.3游梁抽油机是由很多零部件组成的一个复杂系统, 抽油杆在该系统中起有重要作用。一般情况下, 由于抽油杆都很长, 所以在使用时容易发生弹性形变, 尤其在速度增大时, 产生的形变量更大。抽油杆产生的这种形变将对电机中光杆和泵中活塞的运动产生较大的影响, 因此在电机的工作时一定要注意观察抽油杆形状的变化。实际中, 抽油杆的弹性形变能够减少活塞的行程, 从而影响游梁抽油机系统的工作效率, 所以能够看出, 抽油杆的形变能够影响电机的工作效率, 应当予以重视。
3常用的节能电机及其特点
3.1稀土永磁同步电机。其转子是由稀土永磁材料和起动鼠笼组成。所以这决定了该种电机比一般的电机能耗较小, 其电机本身比一般电机高出6个百分点, 其功率因数能够达到0.9以上, 这是这种电机的优势。该种电机启动时电流比一般电机高, 启动过程中电机的转矩有所震荡, 所以在购买时, 该种电机的价格比一般电机的价格要高出一倍, 但是电机会出现退磁的现象, 这是其不足之处。
3.2电磁滑差电机。这种电机与普通电机主要在结构上有所差别, 就是在普通电机上的电机轴与负载轴之间安装一个电磁离合器, 所以其传递扭矩能够随着离合器的励磁作用影响电流的变化, 对励磁电流的控制是通过电机的反馈系统实现的。在电机冲击载荷较大时, 离合器的滑差较大, 所以能够使得电机与自身的系统拥有较好的配合, 从而实现平滑的调速。在系统的节能中除去滑差以及励磁损耗, 能量的消耗所剩无几, 基于这种状况, 电磁离合器和励磁控制系统对于成本的控制较高, 目前, 此种电机主要用于解决低冲次的问题。
3.3双功率电机。这种电机与普通电机的根本区别在于定子的绕组, 该种电机的定子绕组是一个串联的、有抽头的绕组。该种电机中其定子工作功率不尽相同, 如37kw的电机, 一个定子的功率是37kw, 而另一个的功率是22kw。控制柜中有一个电流检测电路, 该电路能够实现绕组的自动切换, 所以在启动时可以投入大功率, 运行时可以保持较小的功率。该种电机的价格和普通电机的价格相差无几, 但其经过相关的改造后有节能的作用。
3.4超高转差电机。其转子是一种高阻转子。该种高阻转子能够实现软特性, 当电机的冲击载荷发生变化时, 其转速跟着产生相应的变化, 减速机和电机之间的扭矩趋于平缓, 其扭矩的大小明显降低, 同时能够改善了机、杆、泵三者之间的配合, 提高泵的充满系数, 增加产液量, 这种相互配合互相反馈的系统, 使整个电机系统节约了能源。另外, 此种电机也有不足之处, 例如损耗较大, 功率较小。
4节能电机的选择方法
游梁抽油机的机构较为复杂, 它是由机、杆、泵三部分组成, 该系统的组成较为复杂, 电机的节能不能只注重电机的本身, 更重要的是油井的工况。我国的油田的开采处于开采的中后期, 同时油田的工况情况也越来越复杂。除高含水外, 还应当那个考虑低渗透以及稠油的状况, 下面就针对工况中出现的问题进行讨论。
4.1对于高含水, 泵放置的位置较浅, 其冲次次数不高。并且其抽油杆形变量也不大, 主要是解决“大马拉小车”的问, 这时电机功率不能合理的利用, 所以在实际中电机选择8级的双功率电机, 这样电机的能量就能够合理的利用, 如果选择12级的电机, 那么对于电机的节能作用就很难实现了。
4.2对于高含水, 泵放置的位置较深的情况, 其冲次的次数也不多。由于泵放置的较深, 尽管其冲次的次数不多, 一般情况下选择8级电动机, 主要是考虑电动机工作效率的问题, 与一般的电机相比, 该种电机硬度适中, 但是起启动时的转矩较大, 电流较小, 其过载能力较大, 所以能够降低其功率等级, 一般节能效果不考虑12级以上的电机。
4.3针对高含水, 高冲次, 泵放置的位置应当在更深的地方。因其冲次高以及泵的放置位置较深, 所以在抽油杆弹性形变发生过大的形变时, 工作人员不能够按照需要解决问题。筛选软特性电机, 不仅能够实现整个系统的配合, 更重要的是能够提高系统的工作效率。这种做法能够有效地减小电机的转矩峰值, 从而降低抽油杆脱断的可能性。
4.4针对稠油, 低冲次的情况。稠油、低冲次抽油杆弹性形变程度并没有明显变化, 这能够实现点击的低转速。这时主要是能够实现电机的低转速, 从设计的角度来看, 一定要考虑电机的制造成本, 所以要考虑电机的体积, 同时还应当保证电机的功率因数以及电机的工作效率, 通常选择设计8级的电机, 因为这种类型的电机成本较低, 同时还能够保证相应的功率, 对于10至12级的电机设计较少, 在市场上的应用也较少。目前, 市场上出现的都是一些等级较低的电机, 这种电机不仅能够满足人们的需求, 更重要是的能够起到节能的作用, 这种电机才真正符合时代发展的需求。
4.5针对冲次低, 供液不充分的情形时, 首先由于冲刺较低的抽油杆所产生的弹性形变程度低, 所以在这里主要考虑电机的低转速, 电机的选择以电磁滑差电机或者变频调速电机都是较为理想的选择, 特别是针对那些供液不平稳, 上下波动幅度较大的情形时, 例如有时需要4-5次, 甚至更高, 在这个时候选择以上两种电机就显得非常的合适。
4.6针对冲程长, 冲次低的情形, 其突出问题就是“大材小用”。在冲次低时, 由于换向加速度较小, 对抽油杆形变的影响较低。所以可以考虑运用8极的双功率节能电机或者其他较为理想的电机, 除此之外, 也可以选择8极的高转差电机, 该种电机也能够有效地解决“大材小用”的问题, 从而实现电机的节能作用。
5结语
依据油井作业的实际情况, 恰当的选择电机, 再辅助以适当的无功补偿, 完全可以实现整个油井采油系统的能耗节约, 一般来说, 整体节约达到20%也是完全有可能的。总的来说, 能够影响整个油井作业时的能耗因素有很多, 在制定节能举措时也要依照实际情况采取不同的措施。油井的不同、电机的不同等都会造成实际节能效果的不同, 不可能一种好的电机就绝对适合任何一口油井。要进行游梁抽油机电机的节能工作需要考虑的因素和内容较多, 例如最基本的电机机械效率、研发投入、安全性、系统增效和作业现场管理工作等。本次论文以现实油井工况为出发点, 针对节能电机的选用及相关的现实意义作了一个简单的介绍, 由于本人才疏学浅, 想必论文中的错误与不妥之处也在所难免, 希望业内人士能够给予指正, 以期不断提高我国油田行业的节能目标。
摘要：大庆油田的开发已经进入一定的阶段, 其采油的投入也在不断增加, 所以在这一阶段中游梁抽油机电机节能是重中之重, 它是节省成本的关键。目前, 各式各样的节能性电机已经被广泛应用, 但是并不意味者节能电机在使用过程中不出现故障, 所以必须采用一种新型的节能性电机, 只有这样才能有效地节省成本, 所以这时合适地选择节能电机是采油过程中的关键。本文就是根据油田实际的采油状况, 选择合适的节能电机, 并对节能电机进行详细的论述, 以便选择合适的电机。