优化抽油机井系统,提高机采系统效率_白羽.pdf
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1、 化学工程与装备 2023 年 第 2 期 70 Chemical Engineering&Equipment 2023 年 2 月 优化抽油机井系统,提高机采系统效率 优化抽油机井系统,提高机采系统效率 白 羽(大庆油田第四采油厂油田管理部,黑龙江 大庆 163000)摘 要:摘 要:为了提升油田抽油效率与提高油田开采工作,针对抽油系统进行了全方位的检测与测验。研究发现,抽油效率之所以不高,是变频设备的性能较低,同时缺少及时的平衡度调整,不同油田的沉没度与配备的油井泵排量不匹配,缺少针对性,从而影响了抽油效率。经过分析研究后发现诸多原因,笔者从抽油机的技术层面与对应的管理层面进行优化,以案例
2、来进行节能研究分析工作。关键词:关键词:抽油机井;系统效率;机采系统 我国利用大部分的油田主要利用机械抽油方式进行资源采集,但是很多设备的工作效率很低,使得油气生产及二次加工的成本大幅度上升,因此,针对该问题,有必要在初始采油环节提高机械工作效率,从而降低耗能,减小开采成本问题。机械采油系统的效率与能耗受到很多因素的影响,笔者针对机械采油系统的耗电因素及生产因素两个方面展开研究,分析得到影响机械采油能耗与效率的方式与原因,进而提出对应的优化方案。1 机采系统效率节能潜力分析 1 机采系统效率节能潜力分析 针对机械采油系统的耗电因素及生产因素开展性能研究,总结分析得到影响机械采油系统的因素,一共
3、五个方面,如下所示:1.1 部分电动机功率因数较低(1)研究发现,机械采油系统利用的电动机主要为永磁同步电动机、电容器电动机等,针对电机的功率因数进行分析总结,发现,多种类型的电动机,其具备的功率因数不同,同时适用的场景也不同。其中永磁同步电动机的电动机功率因数最大,其次排序分别为变频器电动机、电容器电动机、三相异步电动机。可以发现,三相异步电动机功率因数最低,著主要是因为三相异步电动机没有磁场保持功能,只能耗费部分的动力生成磁场,而功率因素较高的永磁同步电动机等不需要额外的动力来生成磁场,只需要通过内置的磁贴来生成。电容补偿柜通过内部安装的电容来平衡电感负载生成的感抗,从而提高装置功率。在油
4、田之中一般安装三相不可控元件,主要为变频器,约为0.65的功率因数。虽然安装变频器电动机的功率提高,但是会生成谐波频段,不过该因素一般对于系统功率的影响较小,可以忽略。(2)在机械采油系统中的节能设备应用范围过小,机械采油系统的设备功耗主要通过内部的节能技术装置来减小,而大部分的抽油机都是使用时间较长的老设备,内部设置的节能装置过少,进而导致整体的功率能耗变大。(3)机械采油系统的内部节能装置不能够稳定运行,笔者在分析的过程中发现,节能产品会出现功能障碍等多种问题,如永磁电动机容易出现磁场小腿,电势点发生偏移等问题,并且电容器经常发生容量不足等故障。1.2 部分变频应用缺乏针对性 当抽油机井的
5、频率超过45 Hz时,再利用变频器进行参数调节的效果就很不明显了,同时由于设备的故障问题,反而还需要维修这些易发生故障的节能设备,增加了成本,同时当抽油机井的频率小于20 Hz时,变频器则需要超负荷工作,损耗提高,系统的功率升高。因此,如何提高变频设备在抽油机井中有针对性地应用是决定机械采油系统功率的关键,变频器的使用需要因地制宜,不同的设备设置不同的变频装置。1.3 平衡度存在问题(1)抽油机的平衡度调整的不够精确,抽油机的平衡度影响了抽油机的抽油效率,能够大幅度降低能耗,同时提高设备稳定工作性能,提升装置工作寿命,笔者研究发现,目前机械采油系统的平衡度调整不够具体,不够及时。(2)机械采油
6、系统的平衡度调整标准需要改善,当前的很多采油机构都使用最大电流法来评估平衡度的准确性,而该方法已经不适用于目前的系统。针对游梁式抽油机,评估方法应当使用最大功率法进行平衡度确定,确定70%130%的平衡范围。而针对皮带式抽油机,使用平均功率法进行平衡度确定,确定60%160%的平衡范围。1.4 部分油井沉没度不合理 多数油井的沉没度判断不准确,沉没度较高时,使得抽油机的功效先变高,后降低,在200500 m的沉没度时,抽油机的效率达到最大,而随着沉没度逐渐降低,抽油泵的充满度减小,可能会出现气锁现象。当沉没度太大时,抽油机的静液柱及抽油杆柱载荷提高,使得抽油效率降低,因此确定最优的沉没度对于机
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