抽油機工作效率影響因素與優(yōu)化

劉博文

摘要 文章首先針對抽油機工作效率的主要影響因素展開了深入的分析，而后進一步基于當(dāng)前的主流技術(shù)特征，對于如何切實提升抽油機工作效率進行了必要的討論。

關(guān)鍵詞抽油機；工作；效率；優(yōu)化

中圖分類號：TE933 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0161-01

在油田工作環(huán)境中，抽油機井作為重要的采油方式之一，從本質(zhì)上看是將電能傳送至井下，借以實現(xiàn)將井下液體舉升至井口的過程。整個過程都處于能量的不斷傳輸和轉(zhuǎn)化中，而在整個過程的各個環(huán)節(jié)中，每一次的能量傳輸和轉(zhuǎn)化都會造成一定的損耗，因此抽油機井工作過程的效率提升，本身就是能量輸入產(chǎn)出效果的提升，從根本上看就是能量利用效率的提升。在這個過程中，效率提升的根本就在于能量的成分利用，并且在通常的情況之下，將有效能量與輸入能量之間的比值記為抽油機井系統(tǒng)效率。

1抽油機工作效率影響因素分析

抽油機工作效率的影響因素來自于多個方面，幾乎整個采油過程中的各個環(huán)節(jié)都會對其工作效率產(chǎn)生一定的影響。從電動機以及輸電線路和設(shè)備傳動的損耗方面，一直到井下抽油桿與油管之間的摩擦阻力等多方面機械阻力，都會對抽油機工作效率帶來直接的影響。但是究其根本，井下部分仍然是影響抽油機系統(tǒng)工作效率的最主要因素。

總結(jié)而言，對于抽油機工作效率的幾個主要影響因素包括如下幾個方面，即抽油桿尺寸、沖程以及沖次、泵徑。

1）抽油桿尺寸，較重的抽油桿能耗必然相對較大，但是隨著沖程的增加，各種抽油桿柱的能耗會呈現(xiàn)出下降趨勢，對于某一特征的抽油桿柱而言，都必然會存在一個相對理想的沖程，使得其能耗達到最優(yōu)。例如在實際的工作過程中，22 mm×19 mm、25 mm×22 mm×19 mm×16 mm以及25 mm×22 mm×19 mm三種抽油桿柱組合在沖程保持在4.2 m的時候，其能耗會有明顯降低，之后下降趨于平緩。因此在實際的工作中，除了需要慎重選擇抽油桿尺寸以外，對于其沖程與抽油桿本身的配合選擇也是必須引起充分注意的一個方面。

2）對于沖程和沖次，必須注意到，對于同一揚程而言，在不同的抽汲參數(shù)環(huán)境下，沖程以及沖次的降低會影響到系統(tǒng)效率的降低，并且存在不同的下降特征。例如當(dāng)沖程保持在2.6 m的時候，沖次從6次/min增加到12次/min的過程中，整個系統(tǒng)效率會隨之下降月10%。

3）而對于泵徑而言，通常是泵徑會直接與耗電量呈現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系，但是同時也必須注意到泵徑較大的情況下，可以實現(xiàn)在較低的沖次環(huán)境中獲取到所要求的產(chǎn)液量，從而減小水力損失以及摩擦損失，從而在整個系統(tǒng)層面實現(xiàn)對于效率的提升。

總之，對于抽油機工作效率提升方面的工作而言，一方面需要關(guān)注整個工作系統(tǒng)中的每一個工作細節(jié)，發(fā)現(xiàn)各個細節(jié)對于整體工作效率的影響作用；另一個方面，還應(yīng)當(dāng)關(guān)注不同工作細節(jié)中各個因素之間的制約作用，只有切實落實和明確存在于其中的諸多制約作用，才能從系統(tǒng)的層面上實現(xiàn)對于參數(shù)的選擇和確定，切實實現(xiàn)工作效率的提升。

2抽油機工作效率提升技術(shù)討論

在當(dāng)前的信息環(huán)境之下，隨著對抽油機工作方式研究的不斷深入，對于其工作效率的提升，同樣引入了必要的信息技術(shù)予以支持。相對而言較為常見的效率優(yōu)化技術(shù)，首推與工作參數(shù)選擇和計算有關(guān)的軟件。在這個領(lǐng)域中，很多軟件都能夠做到針對油田環(huán)境進行模擬，并且計算出最為合理的工作參數(shù)。通常而言，需要考慮進抽油機工作效率系統(tǒng)中的參數(shù)除了相對比較常規(guī)的內(nèi)容以外，對于油層溫度、析蠟溫度、飽和壓力以及原油密度等也都應(yīng)當(dāng)加以考慮，并且考慮到油田環(huán)境相對復(fù)雜，因此對于各段斜井深、各段斜井度以及各段垂直井深等也都應(yīng)當(dāng)予以考量。在這樣的基礎(chǔ)之上建立起抽油桿受力分析模型，并且?guī)霐?shù)據(jù)進行模擬和修正，對多個工作參數(shù)進行計算，并且最終選擇出最為合理的工作參數(shù)。

其工作重點首先在于確定各種管徑、桿柱鋼級以及其對應(yīng)的沖程和沖次，采用不同參數(shù)搭配的時候，每一種組合都會產(chǎn)生對應(yīng)的機采系統(tǒng)效率，相應(yīng)的可以計算出該種組合之下的系統(tǒng)能耗，進一步獲取到基于能量以及設(shè)備的損耗。在將泵徑因素納入到系統(tǒng)中的前提之下，進一步依據(jù)每一組參數(shù)的選擇計算出對應(yīng)的輸入功率，并且進一步確定整個系統(tǒng)的工作效率。同時應(yīng)當(dāng)給出對應(yīng)的單位時間內(nèi)能源消耗費用，對于各種管柱以及泵的損耗，同樣需要依據(jù)單位時間給出機械損耗估算，用以確定對應(yīng)的單位時間損耗成本。最后在這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上，對相關(guān)參數(shù)進行妥善的均衡和選擇，確保選擇出最為合理的工作參數(shù)組合。

除相關(guān)軟件用于確定機采參數(shù)并且最終實現(xiàn)優(yōu)化以外，對于桿管的偏磨防止也同樣必須納入到工作效率提升的技術(shù)簇中來。對于進入中高含水期開發(fā)階段的油田項目來說，其抽油井的實際狀況會發(fā)生很大變化，直接導(dǎo)致抽油生產(chǎn)過程中的偏磨問題日益突出。這種狀況的主要表現(xiàn)為動液面的下降以及抽油負荷的顯著增加，這時，抽油桿以及管柱的手里狀況都會有所變化，偏磨問題必然日益突出。偏磨問題的產(chǎn)生，對于成本的增加以及能耗的提升，效率的降低等都有著顯著作用，考慮到這一方面的影響，有必要對其展開控制。

首先需要注重提升斜井以及定向井的抗磨壽命。重點在彎曲部位使用抗磨副，關(guān)注抗磨副應(yīng)當(dāng)具備對于扶正桿管、確保桿管不接觸的作用，并且對抗磨副的表面應(yīng)當(dāng)加強重視，優(yōu)選表面強度較高，光潔程度較好的配合副，這對于有效減低摩擦力，提升抗磨壽命有著毋庸置疑的積極意義。其次應(yīng)當(dāng)引入自動防偏磨抽油桿加倒拉錨治理技術(shù)。用以幫助實現(xiàn)扶正體使用壽命的延長，并幫助實現(xiàn)扶正桿作的作用。在實際的工作過程中，采用管柱錯定技術(shù)可以幫助實現(xiàn)對于管柱彈性形變而造成的管桿偏磨問題的控制，而采用自動防偏磨裝置則可以幫助實現(xiàn)油管以及抽油桿的隔離，降低抽油桿行進阻力，從而實現(xiàn)對其防偏磨的保護作用。

除此以外，為工作系統(tǒng)中引入加重桿或者加重錘，幫助改變抽油桿受力狀況等手段，也是切實改善偏磨問題的有效措施。但是在這個過程中，必須應(yīng)當(dāng)注意，無論采用何種手段和措施，都必須應(yīng)當(dāng)做到在選擇參數(shù)的時候?qū)⑵浼{入到整個系統(tǒng)中加以考慮。只有從綜合系統(tǒng)的層面進行考量，才能得出最為合理的效果。

3結(jié)論

油田系統(tǒng)工作效率的提升，對于我國的經(jīng)濟發(fā)展以及油田工作的順利有效展開，都具有毋庸置疑的積極意義。在實際的研究過程中，應(yīng)當(dāng)從井上、井下等多個方面，以一種系統(tǒng)的態(tài)度著眼，充分考慮和衡量多個因素，深入分析和計算，才能獲取到最優(yōu)的效果。

參考文獻

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