提高抽油机采油系统效率研究

提高抽油机采油系统效率研究

候佳1王波2吴文胜3

1大庆油田有限责任公司第五采油厂第一油矿八区五队黑龙江大庆163000；2大庆油田有限责任公司第五采油厂第一油矿九区二队黑龙江大庆163000；3大庆油田有限责任公司第五采油厂第一油矿八区五队黑龙江大庆163000

摘要：抽油机采油系统下冲程时，抽油杆柱靠自重下落所放出的位能和电动机付出的能量，把平衡重从低处抬到高处，变成平衡重的位能，即以平衡重位能的形式储存起来。上冲程时，电动机的输入能量和平衡重下落放出的位能都用来提升抽油杆柱和液柱向上运动，即对悬点载荷做功，提升抽油杆柱和液柱把井液举升到地面。分析可知：系统的输出功率决定于产量，即产量确定，则输出功率确定；在满足一定泵吸入口处压力的条件下，尽量减小下泵深度，可以降低输入功率，提高系统效率；在保证油井产量的条件下，匹配抽汲参数时，采用较大泵、低抽汲速度可以提高系统效率。应用功能原理进行研究和分析，为提高系统效率、实现机械采油系统的节能降耗，提供理论上、方向性的指导具有重要意义。

关键词：抽油机采油系统；系统效率；功能原理；抽汲参数；节能

引言

一直以来，石油开采系统效率都倍受社会各界的关注。作为现阶段采油过程中较为常用的一类设备，有杆泵采油系统的主要原理为通过对抽油杆传递动力的应用，完成对于井下石油的开采。但对于我国现阶段的采油系统而言，由于受诸多因素的制约，其在工作效率方面已经不能满足社会发展的具体要求，这样也必然会对油田开采工作产生较大的影响。如何在实际的采油过程中实现有杆泵采油系统工作效率的提升也越来越成为现阶段开采单位必须重视的一项问题。

1抽油机采油概述

抽油机采油设备是由抽油机、抽油杆和抽油泵组合而成的。借助于电动机的驱动，将电能转换为机械能，通过三角皮带将电动机高速旋转运动，输送给减速箱的输入轴，通过三轴二级减速，通过减速箱的输出轴，输送低速的圆周运动，再通过曲柄连杆机构，将圆周运行转换为直线运行，最终变为抽油机驴头的上下往复运动，通过抽油杆传递动力，带动井下的抽油泵活塞上下往复运行，不断地吸入和排出液体，完成油井的开采过程。

抽油机运行过程中，电动机在上下冲程过程中，做功是不同的，上冲程电动机需要承受悬点的最大载荷作用，而下冲程承受的是最小的载荷作用，利用抽油机的平衡装置，下冲程时将能量储存起来，在上冲程时，帮助电动机做功，实现抽油机上下冲程时做功均匀而相等，延长抽油机的使用寿命，满足油田生产的需求。

抽油杆承受传递动力的作用，必须具有防腐特性，如果抽油杆发生弯曲变形，严重的情况甚至断脱，都会影响到抽油系统正常工作。而抽油泵的工作环境在井下，承受高温高压高腐蚀的影响，保证抽油泵的充满程度，才能不断提高泵效，实现合理开采，如果抽油泵达不到设计的排量，导致抽油机井的能量消耗过高，会影响到抽油机井的生产效率，影响到油田生产的经济效益指标。

2制约有杆泵采油系统效率提升的主要因素分析

对于有杆泵采油系统而言，其主要是由抽油机、抽油杆以及抽油泵组成，通过这三种设备的相互配合，完成相应的采油操作。作为现阶段最为常用的采油设备，其不仅适用于普通的油田，还同样适用于稠油的开采，但是在稠油开采过程中，其往往是适用螺杆来开展相应的工作。尽管经过多年的发展，我国石油开采的机械化水平越来越高，但是，对于有杆泵采油系统而言，其整体的采油效率并不能满足现阶段社会发展对于石油需求量的具体要求。导致这一问题出现的因素有很多，首先就是设备问题，对于现阶段常用的有杆泵采油系统而言，其存在着运行效率、产液能力以及系统效率普遍较低这一问题，现阶段有杆泵的电动机存在着运行效率较低或者是电动机与采油设备不匹配等问题，使得在实际的工作过程中，其整体的工作效率并不是特别高，并且在运行过程中还会耗费大量的电能，这样一来，就给开采单位整体效益的提升产生诸多不利的影响；其次是抽油机平衡方式合理性不足，这样就极易导致有杆泵采油系统中发动机在上下冲程的过程中，出现做功不均匀现象，极易给采油工作效率提升带来严重的影响。

3抽油机采油工艺技术

油田生产现场最常用的抽油机采油就是游梁式抽油机-抽油泵采油装置，对抽油机采油工艺技术进行优化，不断提高抽油机系统的效率，才能不断提高油井的产能，降低各种能量消耗，提高油田生产的经济效益。

3.1节能降耗技术措施的应用

对抽油机采油工艺技术进行优化，优选节能型的抽油机，能够降低能量的消耗，提高抽油机系统的效率。对电动机进行节能设计，减少对电能的消耗，也可以对电动机进行变频调速处理，应用变频器改变电源的频率，使电动机在抽油机上下行程过程中，做功不同，下冲程减少能量的浪费，提高电动机的运行效率，满足抽油机运行的需要。

3.2间歇抽油制度的设计

抽油机采油工艺技术的实施，给油井补充能量，将渗流到井筒的液体开采到地面上来。依据油井的供液能力不同，可以优化设计抽油机的工作制度，采取间歇生产的方式，对油井的动液面进行监测，一旦动液面下降，抽油泵的泵效降低到一定程度后，停抽，关井停产，待液面恢复稳定后，继续开启抽油机，使其达到正常采油的状态。合理确定间歇抽油的制度，降低能量的消耗，达到预期的间歇生产效果。

3.3优化设计抽油机井的工作制度

为了保证抽油机系统的正常运行，加强对抽油机井工作制度的管理，确定合理的生产压差，并结合抽油机井的生产状况，进行冲程、冲数的合理配合，坚持长冲程、慢冲数、小泵径的原则，优选合适的抽油泵，提高抽油泵的充满程度，减少各种影响因素对泵效的影响，不断提高抽油泵的效率，延长抽油泵的检泵周期，降低作业施工的成本，相应地提高油井的生产效率。

加强对抽油机系统运行过程中的监测，实时测量示功图、动液面等，对抽油机井的生产数据进行优化，及时发现安全隐患问题，保证抽油机系统安全平稳地运行，达到预期的采油效率。及时录取抽油机井的各项生产参数，对油压、套压、回压、产量及电流等资料进行的分析，发现生产参数出现异常，立即采取必要的技术措施，加以解决，使其处于正常生产的范围，才能最大限度地发挥抽油机系统的优势，达到设计的产液量。

3.4强化对抽油机的维护保养

为了达到抽油机采油的效率，加强对抽油机设备的维护保养，重视日常的巡回检查，及时发现抽油机存在的安全隐患问题，防止发生安全事故。同时减少抽油机停机的次数，提高抽油机运行的效率。

日常的维护保养，对各部位的螺栓进行紧固处理，及时观察三角皮带的松紧度，对润滑部位加注润滑油，检查井口盘根的松紧度，防止盘根漏失而影响到井液的输送。并严格执行抽油机的维修保养制度，到了规定的维修保养周期，对抽油机设备进行维修保养，提高机械设备运行的效率，延长抽油机的使用寿命，才能降低抽油机采油的各种能量消耗，提高抽油机系统运行的效率。

结语

综上所述，基于现阶段有杆泵采油系统的采油工作效率已经不能满足社会发展的具体需求，因此，只有加强对现阶段制约有杆泵采油系统效率先关因素的研究，并在此基础之上提出相应的改进措施，才能真正意义上实现有杆泵采油系统工作效率的提升。

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