抽油机井系统效率分析及提高对策

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摘 要：抽油机井系统效率是衡量抽油井工作水平高低的重要参数，它不仅反映了油井目前的工作状况，更是一项反映油井工作效率和用电损耗的重要指标。提高抽油机井系统效率是降低原油成本，提高油井管理水平的重要手段。通过现场调查和数据采集，分析了产液量、拖动系统、抽油机平衡和有效扬程对系统效率的影响，针对产液量低、拖动系统高耗能、抽油机平衡调节和有效扬程等方面存在的问题采取优化生产参数、更换节能电机、调平衡等措施，对采取措施前后的效果进行了分析对比，测试结果表明，平均机采系统效率由26.28%提高到31.12%，年节电1012×104kW·h，在一定程度上提高了油田开发经济效益。

关键词：抽油机井 系统效率 影响因素 措施

一、基本概况

近年来，针对抽油机设备运转时间长，管理标准和要求不断提高等实际情况，抽油机井系统效率低等成为制约生产效益的瓶颈。抽油机井具有泵深、排量选择范围大的特点，针对胜利油田桩西采油厂管理区块的特点，开展抽油机井系统效率调查分析，造成机采系统效率较低的原因一是相当一部分油井的动液面在井口而泵挂较深；二是部分油井的产液量比较低；三是部分抽油机配套电机的效率低，大马拉小车；四是部分油井的套压比回压大造成有效扬程较低，通过采取相应措施提高抽油机井生产系统的设计水平及油井管理水平，从而提高机采系统效率。

二、机采系统效率统计

对桩西采油厂桩二区采油一队的35口抽油机井进行了系统效率测试，采集了各油井正常生产时的日耗电量、生产基础数据以及其他与系统效率有关的基础资料。测试结果表明，油井平均动液面1245m，平均沉没度655m，单井日产液8.6t，平均泵效45.6%，平均日耗电132.6 kW·h，系统效率26.28%。

三、影响机采井系统效率因素分析

抽油机井采油的原理是将电能从地面传递给井下液体，从而把井下液体举升到井口。抽油机井影响抽油机井系统效率的主要因素有：（1）电机负载率的影响。常用电机最佳运行效率在额定负载附近，而现场大多数电机的负载率都比较低，一般只有30%左右。因此“大马拉小车”是造成电机运行效率低的主要原因。（2）传动皮带的影响。抽油机皮带具有弹性，不可避免地要出现相互错动、打滑和震动，造成部分能量损失。（3）抽油机的影响。普通游梁式抽油机工作状况与三相异步电动机不匹配，造成能耗偏高、系统效率偏低。（4）平衡程度的影响。抽油机的平衡程度直接影响到抽油机的耗电量。（5）盘根的影响。盘根材质及压紧程度，致使其与光杆摩擦阻力变化较大，造成耗电量的增加。（6）工作制度的影响。合理的工作制度（冲程、冲次、泵径）可使排液量与地层的供液量相匹配，使泵在较佳的工作状况下工作，提高产液量。（7）油管伸缩的影响。由于油管下端不固定，油管的伸缩会造成功率和冲程损失，井越深其损失越大。（8）气体对泵的影响。气体影响泵的充满程度，降低了泵的排量及井下效率。（9）泵漏的影响。随着深井泵工作时间的延长，各种磨损也随之增加，造成深井泵的漏失，从而使泵效降低。（10）抽油杆弯曲及摩擦的影响。抽油杆柱与油管摩擦，抽油杆下部弯曲，造成有效载荷的波动，使系统效率降低[1]。

四、提高机采系统效率的措施

系统效率是由产液量、有效扬程、电机输入功率等因素决定的，要提高系统效率就必须要减少各个环节的损失。

1.调整抽油机平衡

抽油机平衡衡状态好坏直接影响抽油机四连杆机构运动性能、减速箱和电机的系统效率和使用寿命，对抽油杆的工作状况影响也很大。提高抽油机平衡，消除负功现象，可提高地面效率。对桩西采油一队的8口机采油井进行调平衡后，功率平衡度由0.35提高到0.86，系统效率由27.68%提高到31.88%，平均日耗电由136 kW·h降低到124 kW·h，日节电12 kW？h。

2.合理匹配电机，降低电机额定功率

一般来讲，电机的有功功率越低，系统效率就越高。桩西采油一队抽油机井电机平均负载率25.6%，平均功率因数0.46，针对负载率低于20%、功率因数低于0.3的机采井优化匹配电机4井次，降低额定装机功率30kW；更换稀土永磁同步电动机3井次，高起动转矩高效永磁同步电动机6井次，对比测试结果，平均综合节电率达12.56%，平均系统效率提高3.28%。

3.优化生产参数

对于系统效率低的井，产液量低是主要原因之一，产液量低会导致供液能力不足和抽油泵泵效低，供液能力不足会导致动液面下降，沉没度减少。供液不足主要是因为抽汲参数设计不合理，采用小泵径、低冲次、长冲程、加深泵挂等措施，可保持长时间稳产。对部分油井实施换小泵、降低冲次、加深泵挂以及实施间开等措施，在保证产量的同时提高了泵效，在一定程度上提高了系统效率[2]。采取措施以后平均日耗电量降低了28 kW·h，平均系统效率提高了5.12%。

4.优化参数组合及管杆组合

针对抽油机井，在满足提液需要的情况下，应使抽吸参数组合最优化，应用提高机采系统效率优化设计软件，先后对26口油井实施优化参数组合及管杆组合。对比测试结果，优化后产液量略有增加，平均系统效率提高4.62%。

5.优化沉没度

油井沉没度保持在300-400之间为最佳范围，对有些油井，上提泵挂和降低载荷可以有效解决底部管杆偏磨、井筒结垢和腐蚀问题，同时还可以降低抽油机载荷，减小杆管弹性变形和摩擦阻力，提高井下管-杆-泵的效率；对有些油井，由于其沉没度过低需要加深泵挂，增加沉没度，或者通过井区的综合治理或注水等措施提高其动液面，以加深其沉没度[2]。

6.合理调整盘根盒

针对偏磨油井应用偏心盘根盒调偏及选择盘根材质、调整盘根松紧度，调整光杆对中程度，对提高系统效率具有很好的效果。

五、结语

提高抽油机系统效率是一个系统工程，需要从整体上进行分析和调整，实现最优化的配置，才能最大限度地提高系统效率。只有通过改善地层供液状况，优化生产参数，合理配置地面拖动系统，精细设备设施的维护管理，才能有效提高抽油机井的系统效率，实现抽油机井的高效生产。

参考文献

[1] 陈兴元.提高有杆泵采油系统效率方法的探讨[J].节能，2005，（3）：12-14.

[2] 周超，徐兴平，孙耀国.抽油机井系统效率分析及提高对策[J].石油矿场机械，2009，38（1）：17-21.

作者简介：吴汉江（1973.08-），男，采油高级工，现从事油气生产管理工作。