分析现场提高游梁式抽油机系统效率的做法

分析现场提高游梁式抽油机系统效率的做法

郭高峰范志荣

（长庆油田分公司第一采油厂，陕西西安717409）

摘要：本文在研究中以游梁式抽油机系统为核心，分析游梁式抽油机系统运行原理，明确影响游梁式抽油机系统效率的因素，提出现场提高游梁式抽油机系统效率的途径，保证最佳的使用状态，并为相关研究人员提供一定的借鉴和帮助。

关键词：游梁式抽油机；系统效率；因素；运行原理

游梁式抽油机是油田生产中的重要装置，应用范围十分广泛，其运行过程主要以能量不断转化为主，通过电动机的电能转化为机械能，再由机械能通过驴头上下往复动作形成井下液体压能，并将地下井液传输至计量站，过程中会有能量不断损失。为了达到最大的作业效益，现场生产中必须不断提高游梁式抽油机系统效率，根据实际生产需求和系统作业情况，制定出合理有效的措施，提高系统运行效率，降低能耗的同时，满足实际生产需求，符合节能减耗的标准，进而达到生产效益的最大化。在这样的环境背景下，探究现场提高游梁式抽油机系统效率的做法具有非常重要的现实意义。

一、游梁式抽油机运行原理分析

如图1所示，为游梁式抽油机系统框架，其结构为变形性四连杆机构，整机结构类似于天平，一端为抽油载荷，另一端则是平衡配重载荷，若抽油载荷与平衡载荷中的扭矩相等或是变化相同，则最小动力就可以实现抽油机的连续不间断作业。游梁式抽油机系统由驴头、游梁、连杆、平衡块、电机、皮带轮、刹车、变速箱、底座、支架、悬绳器等部分构成，在实际作业过程中，通过电能通过电动机转化为机械能，利用三角皮带将动力传输到减速箱输入轴，在三轴二级减速后，通过曲柄来进行低速圆周运动，并经由曲柄和连杆机构，让圆周运动转化成直线运动，利用游梁上下摆动，把动力传输到抽油机驴头，使得驴头做上下往复运动，利用抽油杆进行动力传输，带动井下抽油泵活塞进行上下往复运动，并把井内液体迅速抽汲到地面，实现井下油流的开采。

二、影响游梁式抽油机系统效率的因素

游梁式抽油机系统效率就是系统输出功率与输入功率的比值，若游梁式抽油机系统输出功率降低，输入功率不变，则系统运行效率也会随之降低；若游梁式抽油机系统出入功率降低，输出功率不变，则系统运行效率会随之增加。对此，为了提高游梁式抽油机系统效率，必须对游梁式抽油机各个组成构件进行有效控制，不断提高输出功率，保证达到预期的系统功率。在实际生产中，可以把游梁式抽油机系统效率划分成地面系统与井下系统两部分效率，地面系统效率就是抽油机系统运行效率，要减少系统运行中的能耗，以达到最佳的经济效益；井下系统效率则是井下抽油泵运行效率，要检查泵的充满程度，不断强化油泵效率，进而实现游梁式抽油机系统效率的提高。

三、现场提高游梁式抽油机系统效率的有效途径

（一）降低输入能耗，提高输出效率

通过对游梁式抽油机系统运行原理的分析，了解影响游梁式抽油机系统效率的两个因素，即为输入效率和输出效率，为了提高系统运行效率，必须控制输入能耗，进而提高系统输出效率。具体措施为以下几点：

第一，选择节能型电动机。由于普通异步电机的容量过大，启动运行后，会以定速拖动方式进行运行，形成高低功率失衡情况，使得电动机处于轻载定速的低效利用状态，能耗过大而输出效率低。对此，要用节能型电动机取替普通异步电动机，例如山东力久的YCY系列三相异步多功率节能电动机，在实际使用中可以根据需求手动设置高功率模式和低功率模式，实现双功率的自动切换控制，降低能耗，进而提高游梁式抽油机系统效率。

第二，选择节能变频控制柜。针对部分储层发育不良或是供液能力不足的油井而言，其冲次越高，其抽油机系统效率就会越低，为了保证游梁式抽油机系统效率，必须减少冲次到4次左右。普通电机转速无法满足低冲次要求，对此，要选择节能变频控制柜，利用控制频率进行低冲次抽油，降低电能的损耗，进而提高游梁式抽油机系统效率。

第三，选择1140V高压电机。现阶段，油田现场中的电机均是380v普通电机，具有能耗大、易破坏设备的弊端。针对这一问题，建议油田现场选择1140v高压电机，取替原有的380v普通电机，达到节能标准，进而提高游梁式抽油机系统效率。

（二）调整地面参数，满足油层变化

在油田现场的日常管理中，地下油层情况处于时刻变化的状态，为了提高游梁式抽油机系统效率，得到最大的生产效益，要求工作人员必须掌握地下油层变化情况，以此为依据进行地面参数的调整，减少不必要的能耗。对此，在实际生产中，引入PEoffice软件，对油层供液能力曲线、抽油设备输出动态曲线进行监控，找到二者的协调点，保证地面系统高效率和地下系统效率的协调一致，延长检泵周期来控制能耗，进而提高游梁式抽油机系统效率。若在监控中发现油井供液能力出现大幅度变化，工作人员要对数据变化情况进行分析，确定当前油层供液能力，以基础参数为依据，拟定油井供液能力线和流出动态曲线，找到相同压力下的协调点，确定优化参数，满足油层变化，进而提高游梁式抽油机系统效率。

（三）加强电能平衡，降低电能消耗

平衡度作为衡量游梁式抽油机工作状态的重要指标，是提高游梁式抽油机系统效率的有效途径之一。传统平衡度就是通过下冲程电流和上冲程电流的比值获得，对上下冲程中的消耗时间没有考虑到，使得电流平衡度无法真实全面的反映出游梁式抽油机的真实工作状态。对此，为了解决这一问题，在提高游梁式抽油机系统效率的过程中，引入电能平衡度概念，通过下冲程电能和上冲程电能的比值来计算电能平衡度，使得实际使用的电能和计算抽油机系统效率的电能保持一致，真实而全面的反映出游梁式抽油机的实际工作状态。依托于电能平衡原理，工作人员对油井平衡进行调整，提高电能平衡度，减少不必要的电能消耗，进而提高游梁式抽油机系统效率。

结束语：

综上所述，为了提高现场游梁式抽油机系统效率，要深入分析游梁式抽油机系统运行原理，找到影响游梁式抽油机系统效率的主要因素，即为输出效率和输入效率，通过选择节能型电动机、节能变频控制柜、1140V高压电机的方式优化系统结构，降低输入能耗，提高输出效率，并调整地面参数，满足油层变化，加强电能平衡，进而提高游梁式抽油机系统效率。

参考文献

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