游梁式抽油機節(jié)能降耗方法分析

呂睿（大慶油田有限責任公司第二采油廠）

游梁式抽油機節(jié)能降耗方法分析

油田開采進入高含水后期，如何降低開采成本成為亟待解決的問題。目前，開采設(shè)備所耗電量已占據(jù)開采成本的30%左右，在不進行更多成本投入的情況下，展開了游梁式抽油機設(shè)備方面的調(diào)整以及現(xiàn)場試驗，包括抽油機盤根松緊度、皮帶松緊度與耗電量的有關(guān)試驗。通過分析試驗結(jié)果，得到了較為普遍的規(guī)律，即可以通過對游梁式抽油機的簡單調(diào)整，實現(xiàn)一定范圍內(nèi)電能消耗的最小化，對降低能耗控制成本有著積極作用。

游梁式抽油機盤根皮帶松緊度耗電量節(jié)能

目前，各大油田節(jié)能手段主要以采用節(jié)能電動機、節(jié)能配電箱，以及諸如雙驢頭抽油機、偏置（異相曲柄）抽油機、彎游梁抽油機等新型抽油機來實現(xiàn)。但常規(guī)型抽油機仍然占據(jù)整個油田采油設(shè)備的85%以上，如果對老式抽油機進行整體改造成本將十分高昂。如何在零成本的基礎(chǔ)上通過調(diào)整老式抽油機以達到節(jié)能目的成為了關(guān)鍵。

1　理論研究

1.1實測耗電量與理論耗電量關(guān)系的糾正

選取2口抽油機安裝可拆卸式電度表，連續(xù)5天每天錄取這兩口井的電流值計算耗電量，發(fā)現(xiàn)2口實驗井按理論公式計算得到的耗電量值均小于電度表實測耗電量值。為了得到電流與耗電量之間更為準確的關(guān)系，將曲柄順時針運轉(zhuǎn)方向劃分為0°、45°、90°、135°、180°、225° 、270°、315°的8個方向，分別錄取8個方向抽油機運轉(zhuǎn)中的電流計算耗電量，發(fā)現(xiàn)在規(guī)定的45°位置錄取的電流值所計算出的耗電量與電度表實測的耗電量最為接近，將45°處的電流記作I試驗。

原計算公式為

改進后計算公式為

后文所討論耗電量均按45°方向測取電流值計算。

1.2盤根松緊度對抽油機能耗的影響

盤根對抽油機光桿起到密封作用，主要密封的是光桿圓周間隙。盤根盒過松會導致漏氣跑油，盤根盒過緊則會導致光桿上下行過程中與盤根盒的摩擦力增大，耗費更多能量?，F(xiàn)場試驗的目的即為了找出在保證盤根盒不跑油前提下耗能最小的松緊度范圍。

1.3皮帶松緊度對抽油機能耗的影響

抽油機產(chǎn)生的動力依靠皮帶傳輸，因此皮帶松緊度很關(guān)鍵，過松會降低傳輸效率導致丟轉(zhuǎn)，使得系統(tǒng)效率降低；過緊會加速皮帶和電動機軸承的磨損，耗電量也隨之上升。由理論分析可知，在抽油機皮帶過松的情況下，其傳輸?shù)哪芰看蟠蠼档?，而要舉升同樣質(zhì)量的液體則需要耗費更多的電能；當皮帶過緊時同樣有大量能量耗費在皮帶及電動機的磨損上。因此，現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)預期結(jié)果應(yīng)該為皮帶松緊適中范圍內(nèi)的某一段。

2　現(xiàn)場試驗

2.1盤根盒松緊度調(diào)節(jié)

選取井況正常的3口抽油機進行試驗，首先分別找到每口井盤根盒最松且微微跑油的位置，接著以圈為單位，不斷緊固盤根盒直到最緊為止。在這個過程中，每次調(diào)整盤根盒松緊度后在該位置停留5min以測取電流值。在3口井上得到了具有相似性的數(shù)據(jù)，N6-20-P49盤根盒試驗數(shù)據(jù)如表1所示。

由表1可知，日耗電量大小與盤根盒松緊度呈線性遞增關(guān)系。雖然盤根盒在微微跑油狀態(tài)下抽油機日耗電量最小，但此狀態(tài)不符合生產(chǎn)要求，因此，選取盤根盒稍微擰緊到兩圈左右是比較合適的調(diào)節(jié)范圍。此時光桿的狀態(tài)應(yīng)為不發(fā)熱且上部無油膜，下部附一層不明顯的油膜。

表1　N6-20-P49盤根盒松緊度調(diào)節(jié)試驗數(shù)據(jù)

2.2皮帶松緊度調(diào)節(jié)

選取4口井況完好井進行試驗。皮帶型號為6350mm及8000mm的井各2口。試驗前首先將皮帶最松與最緊的標準規(guī)定如下：皮帶運轉(zhuǎn)中發(fā)出啪啪響聲但不打滑為最松；抽油機停止運行時用手翻皮帶，不能使皮帶背面朝上為最緊。用毫米刻度尺測量電動機頂絲由最松調(diào)至最緊狀態(tài)時移動的距離，將該段距離分成3等分，依次調(diào)整電動機至這4點處，分別記錄電流變化情況。定義皮帶最松處距離為0。試驗數(shù)據(jù)如表2、表3所示。

表2　6350型皮帶松緊度調(diào)節(jié)試驗數(shù)據(jù)

表3　8000型皮帶松緊度調(diào)節(jié)試驗數(shù)據(jù)

通過以上試驗數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，電動機位移量在2cm處，電流最小，日耗電量也相應(yīng)最低。皮帶松緊度與對應(yīng)電流呈類似上開口拋物線趨勢，通過進一步計算找到類拋物線的最低點還可以達到更加節(jié)能的目的。

3　結(jié)論

1）理論耗電量與實測耗電量之間存在差異，理論計算中電流值取值為上下電流的平均值，而在抽油機實際運行中，曲柄自最高處順時針轉(zhuǎn)動45℃時的電流值計算出的耗電量與實際耗電量最為符合。在幾口試驗抽油機井上都取得了相同的試驗結(jié)果。

2）抽油機耗電量與其盤根松緊度呈線性正相關(guān)關(guān)系，在實際生產(chǎn)中普遍將盤根盒擰得過緊，這會造成不必要的能耗浪費。根據(jù)試驗所得數(shù)據(jù)，將盤根松緊度調(diào)整至合適位置，平均每天每口抽油機井至少可節(jié)電3kWh，按10萬口井計算，則每天可節(jié)電30×104kWh，帶來的經(jīng)濟效益十分可觀。

3）抽油機耗電量與皮帶成類似上開口拋物線關(guān)系，其松緊度以較緊為宜，在日常更換皮帶作業(yè)中，一般都是以崗位員工個人習慣來調(diào)試皮帶松緊度。在此試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，可細化皮帶更換標準，皮帶調(diào)節(jié)區(qū)間不應(yīng)距離最緊狀態(tài)過遠；然后，再根據(jù)每口井的生產(chǎn)參數(shù)與井況的不同制定符合每口井的具體調(diào)節(jié)方案。

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.002.006

2014-12-30）

呂睿，2013年畢業(yè)于西北大學，從事采油工作，E-mail：typhoon0625@163.com，地址：黑龍江省大慶油田有限責任公司第二采油廠第四作業(yè)區(qū)采油6-4隊，163000。