提高抽油井系統效率(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 30405060708090100井數百分比 沉沒度反映了油井的動態供排關系，具有一定的可調性，即泵掛深度是可以優化的。從沉沒度分級分布圖看，呈現“兩極分化”現象，即中間小，兩頭大的特點。 133口井平均沉沒度超過1000m，平均泵深 1727m；平均泵效達到 %，雖泵效高于全區水平，但系統效率低。需采取以上提泵掛為主要措施，如條件允許，可在部分井調大參數、換大泵等工藝措施。 若把 133口井平均上提泵掛 500m，將節省 66500m油管和抽油桿。分別將節省資金（ 66500m 247。 1000） 8061元 /t=，66500m /m=。合計： 。 此外，按油田抽油井平均百米噸液耗電 ()估算，平均日產液按 ，將日節電約 500m 133=，則年節電 360t=576（萬 k W .h），年節電費 :576（萬 k W. h） 元 / k W .h=213萬元。 材料費與電費節約合計為： 1092萬元 。 3: 彩南油田提高系統效率工藝措施研究 :合理調整沉沒度，優化泵掛深度 0200400600800100012001400160018002022泵深m彩10J 2x 彩9J2 x 彩參2J2 x J2sh 彩參2J1 s 彩9J1 s 彩10J 1s平均泵深分布( m )泵深與沖程損失關系0400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2022 2200泵深m沖程損失mΦ 3 8 沖程損失mΦ 4 4 沖程損失mλ =[ ｆ Ｐ γ Ｌ 2 ( ｆ 1 Ｐ + ｆ 1 ｔ ) ] / ( 1 0 Ｅ ) 三工河，平均泵深1650m左右；二是西山窯和石樹溝，平均泵深1900m左右。 φ38和 φ44的泵，沖程按 ，沖程損失分別達到 。沖程損失率分別為9%。12%。沖程損失與泵深的平方成正比，泵掛越深沖程損失越大，泵徑越大沖程損失也越大如果平均上提泵掛到 1225m，則沖程損失分別降低到 。沖程損失率分別為 %、%，降低幅度可達到50%以上 . 3: 彩南油田提高系統效率工藝措施研究 :合理調整沉沒度，優化泵掛深度 彩南油田日產液量與泵深關系0204060801001000 1200 1400 1600 1800 2022 2200泵深 m日產液t/d泵深超過 1800m后，日產液下降很明顯，可以作為警戒線 。泵深超過 1600m后，井下失效井數開始上升 , 1800m后直線上升。 1600m泵掛是個坎， 1800米是警戒。 彩南機抽井系統效率與泵深01020304050601000 1200 1400 1600 1800 2022 2200泵深m系統效率％ 泵深與失效井數統計關系0204060801001201400 1600 1800 1800泵深m失效井數（口）Harris 模型 :y=1/(a+bx^c)系數:a = b = 相關系數＝0 . 9 9 8c = 國外研究表明，在其他條件相同時，泵閥縫隙處的漏失液量與舉升高度的平方根成正比 ,凡兒的磨損速率又與漏失量的立方成正比。換句話說，泵深增加一倍，凡兒的磨損速率將增加 倍。 3: 提高系統效率工藝措施研究 定壓放氣恢復油井動液面 氣液比與泵效0501001502000 100 200 300 400 500氣液比氣液比與檢泵周期0150300450600750900(15) 10 35 60 85 110 135氣液比檢泵周期如 C1271井，沉沒度僅 24米，泵深 1299米，但套壓 5MPa，產液量 37t/d，含水率 56%，泵效 51%。 套壓與泵效0204060801001200 2 4 6 8 10 12套壓泵效％3: 提高系統效率工藝措施研究 合理優化調整沖次及沖程 彩南機抽井沖次分布134201499 5426473 20204060801001201404 5 6 8 9沖次井數百分比 ％彩南油田 １１２ 口抽油井井系統效率與沖次關系01020304050603 4 5 6 7 8 9 10沖次系統效率％彩南油田 ３１８ 口井泵效與沖次關系0204060801001203 4 5 6 7 8 9 10沖次泵效％彩南３１８口井日產液量與沖數01020304050607080903 4 5 6 7 8 9 103: 彩南提高系統效率工藝措施研究 合理優化調整沖次 2 3 4 5 6 7 8 9 10沖次舉升效率(小數)沖次與舉升效率的關系曲線（泵徑 44mm、泵深 800m、沖程 ） 沖次與系統效率的關系曲線 (泵徑56mm、泵深 1200m、沖程 ) 沖次與檢泵周期0400800120016003 4 5 6 7 8 9 10沖次檢泵周期(天)結論 :沖數越大，系統效率和泵效越低，油井免修期也越短。 3: 彩南提高系統效率工藝措施研究 合理優化調整沖次 3: 彩南提高系統效率工藝措施研究 合理優化調整沖次 沖程4 . 2 不同日產液時泵效與沖次關系12345 沖次沖次( 2 5 t / d )沖次( 4 0 t / d )沖次( 1 0 t / d )沖程３不同日產液泵效與沖次1234567 沖次沖次( 1 0 t / d )沖次( 2 5 t / d )沖次( 4 0 t / d )ηp=Q/1440fpsn=k/n 式中：k=Q/1440fps。 在其他參數不變時，降低沖次可以有效地提高機抽井的泵效率。 3: 彩南提高系統效率工藝措施研究 合理優化調整沖次 目前最小沖次為 4次/min受制于機器。而 4次 /分以下到 /分的沖數實際需要量不小，井數不少。待解決調慢沖數問題 .建議試驗二次減速器通過調節皮帶輪的大小可以多級調小沖次 .在抽油機的電動機與減速箱輸入軸之間加入一級減速裝臵，以降低抽油機的沖次，同時降低了驅動電動機的運行功率，不但達到節能降耗的目的，而且減少了三抽設備的磨損，延長了油井免修期。 圖 1 帶輪偏置式減速裝置結構示意圖 3: 彩南提高系統效率工藝措施研究 合理優化調整沖次 圖 4 減速箱皮帶輪示意圖 無中間減速裝臵時 :電機功率 N無 =Mn/(9549Nηi變 in) （ 1） 有中間減速裝臵時 :電機功率 N減 =Mn/(9549Nηi變 inη1i) (2） (η1—— 新增皮帶傳動效率，一般為 85%～ 95%) 可見，應用減速裝臵后電機功率可下降 η1i倍，這正是減速裝臵的節能所在。 3: 彩南提高系統效率工藝措施研究 合理優化調整沖程 沖程分布7 46449252129372 12015814112020406080100120140沖程 3 5井數及其百分比％沖程與系統效率01020304050602 3 4 5 沖程系統效率沖程與泵效關系0306090 2 4 沖程m泵效％沖程與檢泵周期0600120018001 3 5 檢泵周期3: 彩南提高系統效率工藝措施研究 合理優化調整沖程 沖程與日產液量020406080100 3 5 產液量t/d 目前機抽井 多。日產液量大，泵效高，系統效率高，免修期長的井都較為集中在 。理論分析也表明長沖程有利于減少沖程損失，提高泵效和系統效率。 。 沖程與沖程損失率0510152025 3 5 沖程m沖程損失率％泵深1 7 0 0 m 沖程損失率%泵深1 2 0 0 m 沖程損失率%泵深1 4 0 0 m 沖程損失率%β= 107L2/S 沖程損失率 β= 107L2/S。沖程損失率與泵深的平方成正比，與沖程成反比。左圖是不同泵深時的沖程損失率與沖程的關系曲線。因此，盡量使用長沖程小沖次是提高泵小和系統效率的必然選擇。 3: 提高系統效率措施研究 合理選擇配臵泵徑 沖程4 . 2 泵效0 . 6 不同沖次要求泵徑24262830323436384042444648505254560 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55產液量t / d泵徑mm泵效0 . 6 沖次４要求泵徑m m泵效0 . 6 沖次1 . 5 要求泵徑m m泵效0 . 6 沖次２要求泵徑m m泵效0 . 6 沖次３要求泵徑m m泵效0 . 6 沖次6 要求泵徑m m 一般選擇徑泵的排量都是由式 :Q=1131SnD2ηρ計算 :但分析則用 λ=Ap ρ L2 E (Ar + At) 。柱塞面積與下泵深度的平方成反比，同時沖程損失與柱塞面積成正比 。 目前最小泵徑 38mm泵如果使用長沖程 ()，日產液低于 8t/d的話，則需要把沖次調小至 /分。 。 3: 提高系統效率措施研究 合理選擇配臵泵徑 彩南油田泵徑分布0102030405060708038 44 56％對于低產井，要達到長沖程 ()、慢沖次的目標，客觀上就要求形成φ32mm、 φ28mm等規格的泵。大流道系列小直徑桿式抽油泵可供選擇，可擴展有桿泵的排量與深度范圍。從圖中可看出，沖數增大，在相同的泵徑下，則要求的產液量也增大。比如目前受最小沖次為 4限制，要達到泵效60%，就只能縮小泵徑。 3: 彩南提高系統效率措施研究 合理優化調整防沖距 防沖距的大小直接影響泵效和井的正常生產。防沖距過小易碰泵而使沖程損失增大，或引起泵筒襯套錯亂，甚至將泵筒頓落井下；防沖距過大可能使柱塞上沖程時脫出泵筒而減產或不出油。碰泵時抽油桿下部常處于交變載荷與振動的交錯狀態，也是造成斷脫的成因之一。 合理調小防沖距，使柱塞以下即沖程下死點到固定閥座之間的容積盡量最小，目的就在于盡量減少氣體所占的體積，防止氣鎖，提高泵效。 防沖距過小、活塞碰固定閥的示功圖 管式泵活塞脫出工作筒 3: 提高系統效率措施研究 合理優化調整防沖距 防沖距的大小為下列五項影響因素之和 :當泵深 1700m時，大約為 。 1）抽油桿在自重作用下的伸長變形 :泵深 1700m時，伸長變形 λ=10cm 。 2) 上下沖程時終了時抽油桿的慣性伸長 :沖程為 、泵深 1700m時，沖次 4次 /分時，慣性伸長 ；沖次6次 /分時，慣性伸長 。 3) 抽油桿重力作用下引起的油管伸長變形 :泵深 1700m時，油管伸長 3cm。若油管下端錨定，則油管伸長為零，沖程損失減少。這就是深抽（泵深超過 1700米）時，油管錨定能增加產液量的根據。 抽油桿伸長 λ cm與泵深關系0246810121416800 1000 1200 1400 1600 1800 2022 2200泵深m抽油桿伸長cm抽油桿在自重作用下的伸長 024681012141618800 1000 1200 1400 1600 1800 2022 2200泵深m抽油桿伸長cm沖次４時 λ 慣c m沖次６時 λ 慣c m慣性伸長 油管變形 λ cm01234800 1000 1200 1400 1600 1800 2022 2200泵深λ cm3: 提高系統效率措施研究 合理優化調整防沖距 4）油管內液柱壓力作用下引起的抽油桿伸長和油管縮短 :泵深 1700米