聚驱油田有杆泵抽油系统效率计算方法研究 第6页
第4章 有杆泵抽油系统效率的影响因素分析
4. 1 有杆泵抽油系统效率的现状
抽油机系统效率是衡量抽油机井能耗的重要指标,也是一项综合性计算指标,它涉及到日产液量、动液面深度、油压、套压和耗电量(电流、电压、有效功率)等多项参数。在抽油机稳态工作条件下,对文留油区的63口抽油机井进行了摸底测试。测试方法采用石油天然气行业标准SY/T5266-1996《机械采油井系统效率测试方法》中的简便测试计算方法。测点布置与仪表连接如图4-1所示。测试参数主要有:电动机平均输入功率、抽油机平衡度、光杆功率、有效功率等。
图4—l抽油机井系统效率测试布点位置示意图
测试是在正常生产、常规管理、未上任何措施的前提下进行的。被测油井的井况、系统组成、技术装备和管理水平具有一定的代表性。被测井的平均系统效率约为13.6%,比大庆油田空白测试的平均系统效率(18.11%)低约4.15个百分点。分析原因,差别在3个方面:第一是单井平均产液量低,所测63口井的单井平均产液量为16.89t/d,而大庆为42.9t/d;第二是平均泵挂深度大,所测井中平均泵挂深度为1928m,而大庆为957m,相差971m;第三是平均泵径小,所测平均泵径为41mm,而大庆为57.09mm。统计表明,单井系统效率小于2%的有11口井,占被测井数的17%,单井系统效率大于2%且小于10%的有30口井,占被测井数的48%,单井系统效率在10%～20%的有15口井,占被测井数的24%,单井系统效率大于20%的井仅有7口,占被测井数的11%。
4. 2 影响有杆泵抽油系统效率主要因素
4.2.1 泵况差(泵漏失、断杆、供液不足)对系统效率的影响
常规计算公式为：
（4-1）
H=Hd+ （4-2）
从常规式可以看出:系统效率与产液量、举升高度乘积成正比,与消耗功率成反比。一般地,产液量高、动液面深、举升高度大,系统效率越高;反之产液量低、动液面浅、举升高度小,系统效率越低。泵况较差(即泵严重漏失时)将导致产液下降,动液面上升,功率加权值小;供液不足时,产量低,动液面深,都会使QH乘积小,即功率加权值小,导致系统效率低[6]。
例如G井, CYJ10—3—37HB型节能抽油机,由于泵漏失使液面上升至103.4m,举升高度为86.95m,消耗功率7.889kW•h,日产液31t,功率加权值较小为30.59,系统效率为3.88%。
H井, CYJY10—3—37HB型节能抽油机,由于该井供液不足,日产液3t,动液面978.68m,消耗功率7.52kW•h,功率加权值为36.62,系统效率为4.31%。
4.2.2 节能型抽油机对系统效率的影响
不同型号抽油机消耗功率不同,系统效率也不同;相同型号的抽油机消耗功率不同,系统效率也不同。但在同一口井,同样产液情况下,节能型抽油机一般都比普通型抽油机消耗功率低,系统效率较高;产能相近的同型抽油机,如具备节能配电箱及无功补偿配件等,系统效率相对较高,一般可提高近5个百分点[14]。
4.2.3 结蜡严重的井对系统效率的影响
油井结蜡可造成游动凡尔和固定凡尔不严,失灵,甚至堵塞油管液流通道,严重时造成油井产液量下降,使抽油机上、下载荷增加,耗电量增大,这样,液量减少,动液面上升,消耗功率较大,系统效率较低。S井,功图反映受结蜡影响严重,产液14t,消耗电量18.13kW•h,系统效率为6.72%。
4.2.4 抽油机井工作参数不匹配对系统效率的影响
抽油机井参数的设置,要根据油井的产能和合理的流压,使泵排量、举升能力与油井产能、流压相协调,从而使机采井在合理工况下稳定生产。抽油机井工作参数不匹配,造成大马拉小车的现象,都会使耗电量增加,油井产能受到抑制,举升高度小,系统效率较低[8]。
4.2.5 操作方法对系统效率的影响
操作中要注意两个方面:一是被测电压输入必须正确,红、黄、蓝三色夹必须接三个相线上,黑色夹必须接地;二是被测电流信号必须正确,三个钳型表有标签面必须背对电机或电流方向与钳型表箭头方向一致,且与三个电压(红、黄、蓝)夹一一对应,如果接地不好,或相位不对应,都会使消耗功率变小,影响系统效率[13]。
4.2.6 仪器故障对系统效率的影响
由于仪器内部都是高精度的电压互感器、电流互感器,它们对测试的电压和电流信号进行数据采集,同时采用先进的工频过零技术,完成对电压与电流之间的相位角的测量,提高整机测试水平,但时间过长,都会使仪器损坏。仪器损坏可导致耗能升高,影响系统效率[9]。
4.2.7抽油机井平衡问题,皮带松紧度、盘根质量等其他问题也不同程度地影响系统效率
通过对抽油机井系统效率的分析发现,不平衡抽油机在调整后,日节电最多可达12%,因此必须提高生产管理水平,从而提高系统效率[12]。
4.3 解决的对策及建议
4.3.1 相关的建议
（1）针对目前液面在井口井的系统效率较低,甚至有时出现负值的情况,建议用新方法计算系统效率,理论分析和实例表明,该方法是正确的。
（2）从抽油机井系统效率影响因素分析中可以初步摸索出提高采油井系统效率的方法。
（3）必须降低功率损耗,可采用加装电容等措施。
（4）提高泵质量,减少漏失对系统效率的影响[9]。
（5）合理选井、选泵,使泵工作在合理区域。
（6）加强管理,及时洗井、清蜡、加药,降低功率损耗[15]。
（7）提高减速箱润滑质量,皮带和盘根质量,以提高传动效率[16]。
（8）合理选择电机,避免大马拉小车的现象[17]。
综上所述,系统效率是节能降耗的重要参数。
4.3.2 解决的对策:
系统效率是节能降耗的重要参数,提高系统效率必须从节能管理入手,可采取如下对策:
（1）加强现场资料录取和系统效率分析工作,严格执行测试标准,对抽油机井系统效率影响因素及时分析,及时采取对策,提高生产管理水平[18，19]。
（2）通过调整或关闭低产低效井,发现有14口井含水100%, 9口井产液为零，既浪费了大量的电力资源,又增加了管理难度,对其中21口井实施关井治理。电机总容量为1038kW,平均日节电0.69×104kW•h。
（3）对低产低效井实行间抽。对于有一定供液能力的低产井,可采取间抽措施，共实施28口,平均日节电0.8×104kW•h,其中6口井实施间抽,系统效率提高近2%。
（4）合理降低生产参数,使抽汲参数匹配合理。共实施检换小泵37口,调小参数90口,平均单井系统效率提高近5个百分点。
（5）调整不合理电机。经调查,抽油机井“大马拉小车”的现象仍然存在,因此给这部分井更换了小功率电机[20]。据统计,更换21台电机,平均日节电0•9×104kW•h,系统效率提高近4%。
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