油井系統(tǒng)效率節(jié)點(diǎn)控制及優(yōu)化策略探究

1、油井系統(tǒng)效率節(jié)點(diǎn)控制及優(yōu)化策略探究摘要：采油廠以抽油機(jī)井系統(tǒng)效率最大化為目標(biāo)，吸收節(jié)點(diǎn)管理方法，封影鶴抽油機(jī)井能耗效率的盤根、皮帶、電動(dòng)機(jī)、四連桿、抽油機(jī)、桿、泵等關(guān)捷要素節(jié)點(diǎn)進(jìn)行針對性分忻研究和改進(jìn)加強(qiáng).從采油廠調(diào)查井?dāng)?shù)據(jù)顯示.選取系統(tǒng)效率為30%和50%的界限迸行分級統(tǒng)計(jì),系統(tǒng)效率在兩者之間的并占39.19%,比例較大;系統(tǒng)效率低于30%的井占49.37%,是開展節(jié)能工作的重點(diǎn),此外,還深入研究了與這七個(gè)節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的一些技術(shù),如套壓、沉沒度等標(biāo)準(zhǔn),并最終形成一套抽油機(jī)井系統(tǒng)效率能耗節(jié)點(diǎn)控制標(biāo)發(fā)，匯編成某采油廠生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)能耗節(jié)點(diǎn)工作手冊，這在油田具有先導(dǎo)性意義劉燕楊青劉少楠摘要：油井系統(tǒng)效

2、率影響因素分為地下和地上部分。本文借鑒系統(tǒng)工程理論，吸收節(jié)點(diǎn)管理方法,以深化點(diǎn)對點(diǎn)的過程控制為主線，以追求抽油機(jī)井系統(tǒng)效率最大化為目標(biāo)，對影響抽油機(jī)井能耗效率的盤根、皮帶、電動(dòng)機(jī)、四連桿、抽油機(jī)、桿、泵等關(guān)鍵要素節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行針對性分析研究改進(jìn)加強(qiáng);并通過優(yōu)化工作制度、應(yīng)用節(jié)能技術(shù)產(chǎn)品，尤其是完善各節(jié)點(diǎn)節(jié)能管理標(biāo)準(zhǔn)、節(jié)能操作方法、節(jié)能工作制度和節(jié)能考核手段，實(shí)現(xiàn)以基層管理帶動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果、效益最大化。關(guān)鍵詞：油井;系統(tǒng)效率;節(jié)點(diǎn)管理;分因素控制;優(yōu)化策略采油廠以抽油機(jī)井系統(tǒng)效率最大化為目標(biāo)，吸收節(jié)點(diǎn)管理方法,封影響抽油機(jī)井能耗效率的盤根、皮帶、電動(dòng)機(jī)、四連桿、抽油機(jī)、桿、泵等關(guān)鍵要素

3、節(jié)點(diǎn)進(jìn)行針對性分析研播口改進(jìn)加強(qiáng)。精細(xì)研究各節(jié)點(diǎn)最佳操作法，率先形成節(jié)能操作標(biāo)準(zhǔn);調(diào)整優(yōu)化抽油機(jī)井工作制度,因地制宜完善節(jié)能管理方法;嚴(yán)格規(guī)范各節(jié)點(diǎn)節(jié)能過程管理，有效建立節(jié)能動(dòng)力機(jī)制。1 .節(jié)點(diǎn)管理法的產(chǎn)生背景抽油機(jī)井節(jié)能在能耗成本中占舉足輕重的地位。抽油機(jī)井節(jié)能還有較大潛力。從采油廠調(diào)查井?dāng)?shù)據(jù)顯示，選取系統(tǒng)效率為30%和50%的界限進(jìn)行分級統(tǒng)計(jì)，系統(tǒng)效率在兩者之間的井占39.19%，比例較大;系統(tǒng)效率低于30%的井占49.37%,是開展節(jié)能工作的重點(diǎn)。抽油機(jī)井節(jié)能具有良好的內(nèi)外部條件。節(jié)能管理水平盡管不斷提高，但在系統(tǒng)性和精細(xì)化上還有很多需要改善。近年來，節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品層出不窮，抽油機(jī)自動(dòng)平

4、衡改造、混磁電動(dòng)機(jī)、智能伺服控制等技術(shù)逐步成熟，效果好，具備規(guī)模推廣的價(jià)值，目前還有23%并適合應(yīng)用這些節(jié)能技術(shù)進(jìn)行改造。同時(shí)，在用的還有提升空間，還可以結(jié)合外部節(jié)能管理的實(shí)踐，通過進(jìn)一步細(xì)化、創(chuàng)新，加以借鑒應(yīng)用，會(huì)起到非常好的效果。2 .節(jié)點(diǎn)管理法的概述常規(guī)游梁式抽油機(jī)井影響效率的能耗節(jié)點(diǎn)分為地下、地上兩大部分。其中：地面部分耗能節(jié)點(diǎn)有電動(dòng)機(jī)、皮帶、四連桿、減速箱、盤根;地下部分耗能節(jié)點(diǎn)有抽油泵、抽油桿、井下管柱。各節(jié)點(diǎn)能耗損失占整體的比例：電動(dòng)機(jī)損耗約占30%,皮帶損耗約占5%,四連桿機(jī)構(gòu)損耗約占5%,減速箱損耗約占10%,盤根損耗約占5%;抽油泵損耗占15%,抽油桿損耗約占20%,井下管

5、柱損耗占10%。3 .節(jié)點(diǎn)管理成果的主要做法3.1 精細(xì)研究各節(jié)點(diǎn)最佳操作法，率先形成節(jié)能操作標(biāo)準(zhǔn)遵循優(yōu)化調(diào)整、提高效率原則，先后進(jìn)行了"抽油機(jī)井盤根松緊度、皮帶松緊度、平衡率與能耗關(guān)系試驗(yàn)"，避免以往采油工現(xiàn)場操作"依經(jīng)驗(yàn)、憑手感"調(diào)節(jié)等情況。總結(jié)出不同盤根松緊度、皮帶松緊度、平衡率與能耗變化規(guī)律，找到最合理的調(diào)整實(shí)施界限，指導(dǎo)現(xiàn)場實(shí)際操作，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，使各節(jié)點(diǎn)達(dá)到最節(jié)能運(yùn)行狀態(tài)。3.1.1 盤根松緊度蜀圭操作法現(xiàn)場試驗(yàn)選取泵況正常、盤根完好的抽油機(jī)井。以A井為例，利用扭矩扳手調(diào)節(jié)盤根松緊度，應(yīng)用CDY-CA型抽油機(jī)井電動(dòng)機(jī)多參數(shù)數(shù)顯測試儀具體

6、量化成扭矩值的方法進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)。為了找到最佳節(jié)能操作合理區(qū)，直觀地研究和分析盤根松緊度對能耗影響的變化規(guī)律，以抽油機(jī)盤根最松狀態(tài)（盤根發(fā)出輕微刺刺聲響，但是不跑油）為起點(diǎn)，逐漸擰緊盤根。在盤根最松擰到最緊（光桿發(fā)燙，用手轉(zhuǎn)不動(dòng)盤根）過程中，每轉(zhuǎn)相同0.5圈數(shù)為1個(gè)測試點(diǎn)，選取6個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測量,記錄這些點(diǎn)的有功功率（每點(diǎn)測試時(shí)間不得小于3min）,測得能耗變化曲線（圖1）。通過反復(fù)試驗(yàn)得出：從節(jié)能角度出發(fā)，盤根調(diào)整到不漏油最松狀態(tài)下最節(jié)能;但從環(huán)保和管理角度出發(fā)，最松狀態(tài)下抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中由于盤根損耗，短時(shí)間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)漏油情況，不利于環(huán)保，而且不易管理，過多增加現(xiàn)場工人勞動(dòng)。為此，確定盤根松緊度的節(jié)

7、能操作標(biāo)準(zhǔn)為：盤根盒應(yīng)不刺不漏，光桿不發(fā)熱;盤根調(diào)整至不漏油最松狀態(tài)下緊1-1.5圉（30-50N?m）左右，此時(shí)抽油機(jī)理論上達(dá)到最佳節(jié)電和管理效果。僅做好此項(xiàng)工作，抽油機(jī)井單井日節(jié)電4.2kWh。3.1.2 皮帶松緊度身至操作法現(xiàn)場試驗(yàn)選取泵況正常、皮帶完好的抽油機(jī)并。以B井為例，利用皮帶漲緊裝置調(diào)節(jié)皮帶松緊度，應(yīng)用CDY-CA型抽油機(jī)井電動(dòng)機(jī)多參數(shù)數(shù)顯測試儀具體量化成力量大小的方法進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)。以抽油機(jī)井電動(dòng)機(jī)皮帶最松狀態(tài)（不打滑、皮帶抽打狀態(tài)）為起點(diǎn)，逐漸上緊皮帶，每隔4mm確定1個(gè)測試點(diǎn)，根據(jù)數(shù)峻化分析皮帶松緊度對抽油機(jī)井能耗影響,測得能耗變化曲線（圖2）。通過反復(fù)試驗(yàn)得出：由于傳動(dòng)過

8、程中滑動(dòng)摩擦損失的存在，皮帶從最松到最緊，有功功率先下降到最低后逐步上升。本著耗電量最低的原則，確定皮帶松緊度的節(jié)能操作標(biāo)準(zhǔn)為：電動(dòng)機(jī)皮帶輪與減速箱皮帶輪四點(diǎn)成一線;在安裝抽油機(jī)緊帶裝置的前提下，以抽油機(jī)井皮帶不打滑為最松點(diǎn)，調(diào)整電動(dòng)機(jī)移動(dòng)距離，使皮帶適當(dāng)繃緊，根據(jù)井的實(shí)際情況，最佳能耗緊皮帶力為15-20N。僅做好此項(xiàng)工作，抽油機(jī)井單井日節(jié)電3.3kWh。3.1.3 四連桿平衡率最佳操作法現(xiàn)場試驗(yàn)選取泵況正常的抽油機(jī)井。以B井為例，應(yīng)用CDY-CA型抽油機(jī)井電動(dòng)機(jī)多參數(shù)數(shù)顯測試儀，現(xiàn)場測試抽油機(jī)井在不同平衡率工作狀態(tài)下的能耗值，由工作能耗值確定抽油機(jī)井最佳能耗平衡率。試驗(yàn)平衡率為70%120

9、%,試驗(yàn)點(diǎn)波動(dòng)為5%10%,調(diào)整后運(yùn)行30min錄取數(shù)據(jù)（圖3）。通過反復(fù)試驗(yàn)得出：抽油機(jī)井平衡率在90%100%之間能耗最低，80%以下、110%以上能耗高。因此，平衡率的節(jié)能操作標(biāo)準(zhǔn)確定為平衡率控制在90%100%之間，以100%為最佳。通過推行這一標(biāo)準(zhǔn)，全廠抽油機(jī)平衡率提高1.9個(gè)百分點(diǎn),單井日節(jié)電4.4kWh0此外，還深入研究了與這七個(gè)節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的一些技術(shù)，如套壓、沉沒度等標(biāo)準(zhǔn)，并最終形成一套抽油機(jī)井系統(tǒng)效率能耗節(jié)點(diǎn)控制標(biāo)準(zhǔn)，匯編成某采油廠生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)能耗節(jié)點(diǎn)工作手冊，這在油田具有先導(dǎo)性意義。3.2 調(diào)整優(yōu)化抽油機(jī)井工作制度，因地制宜完善節(jié)能管理方法采油廠的特點(diǎn)是油層好、產(chǎn)量高、初期裝機(jī)功率大，隨著產(chǎn)液及工況的不斷變化，產(chǎn)量遞減加速，使原設(shè)計(jì)裝配的電動(dòng)機(jī)功率與實(shí)際所需功率偏差較大，功率過剩造成的能耗損失越來越大，只要改變原有的工作思路，在能力匹配上追求更加細(xì)化,就會(huì)挖掘很大潛力。以合理裝機(jī)功率、節(jié)能降耗的指導(dǎo)原則，依據(jù)現(xiàn)場能耗測試數(shù)據(jù),針對功率利用率彳氐于20%的抽油機(jī)井，采取"一換三"，即用"永磁電動(dòng)機(jī)-普通45