抽油機節(jié)能技術在長慶油田中的應用

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抽油機節(jié)能技術在長慶油田中的應用2008年第9期內蒙古石油化工95抽油機節(jié)能技術在長慶油田中的應用喬守武,梁旭,詹健,王哲(1.長慶油田第四采油廠;2.西南石油大學研究生院)摘要:隨著國內對原油需求的不斷增長,長慶油田石油開采勘探和開發(fā)工業(yè)得到飛速發(fā)展,但是長慶油田多為低滲透油藏,開采過程需要抽油機進行抽取,消耗了大量的電能,抽油機耗電量約占油田總用電量的4O,可見,抽油機節(jié)能是長慶油田推廣”電機系統(tǒng)節(jié)能”的重點,所以,長慶油田十分重視節(jié)約電能,對現(xiàn)有的游梁式抽油機進行了改進,并不斷引進新技術,新方法,降低了抽油機能耗,取得了良好的效果.關鍵詞:長慶油田;抽油機;節(jié)能;新工藝;新技術1長慶油田抽油機能耗情況簡介隨著我國經濟的快速發(fā)展,我國對石油的需求飛速增長,過去難以動用的油藏開始開采以滿足日益增長的需求,目前,長慶油田多為低滲透,低孔隙度和低地層壓力的三低油藏,石油滲流能力比較差,油井無法靠地層壓力實現(xiàn)自流,大部分油藏要靠注水壓油入井,再用抽油機把石油從地層中提升上來,以水換油或者以電換油是長慶油田的現(xiàn)實.因此,長慶油田開采需要大量的抽油機,消耗了大量的電能,總耗電量超過油田總用電量的4O,電費在石油開采成本中占了相當大的比例.“十一五”期間,隨著長慶油田油氣建設規(guī)模的迅速發(fā)展和油氣產量的跨越式增長,大量常用的常規(guī)游梁式油機能耗大,采油成本高,長床油田節(jié)能降耗面臨的壓力愈來愈大,對現(xiàn)今使用的常規(guī)游梁式抽油機進行技術改造已成為迫切任務.2抽油機的能耗原因分析目前,長慶油田應用最為廣泛的是游梁式抽油機,它是油田的耗電大戶,其用電量約占油田總用電量的4o,且總體效率很低,據調查一般僅在3o左右.目前,長慶油田抽油機低效率高耗能主要有以下三個原因:2.1抽油機方面① 曲柄平衡式抽油機本身機械效率比較低,主要有:a,由于曲柄配重形成幾何偏心,轉動慣量極大,為啟動必須配套大容量電機,運轉時又是大馬拉小車,造成很大的低功率因數空載能耗,無功損耗大,b,該機殘余不平衡量大,運轉中出現(xiàn)減速機較高的峰值和較低的谷值負扭矩,從而使均方根功耗大.②游梁抽油機是一種帶有沖擊性的周期交變負載,啟動轉矩大,在一個周期內負載波動很大,這種負載要求驅動電動機在選擇容量時留有足夠的余量,以保證帶載起動時能克服抽油機較大的慣性扭矩,滿足起動要求.在運行時有足夠的過載能力,以克服交變載荷的最大扭矩,這就造成了運行過程中大多數情況下電動機處于輕載狀態(tài),運行效率和功率因數都很低.③游梁抽油機在運行過程中,曲柄的角度是時刻變化的,不同的角度平衡效果是不同的.當相位角有大于9o.的情況下,有功電流為負,這就是發(fā)電狀態(tài),平衡效果越差,發(fā)電越多.但是從電動機原理上看,在電動和發(fā)電的轉換過程中電動機正好處在效率最低段,整個過程中能量轉換的效率特別低.2.2油井方面:長慶油田大多屬低孔隙度,低滲透和低地層壓力的三低油藏,油藏油氣流體滲透能力收稿日期:2OO8一O1—12作者簡介:喬守武(1978--),2002年西安石油學院石油工程專業(yè)畢業(yè),采油中級工程師,長慶油田第四采油廠楊米澗作業(yè)區(qū)技術責任工程師.96內蒙古石油化工2008年第9期較差,其工況表現(xiàn)為平均泵效不足38,空抽現(xiàn)象嚴重,泵的利用效率低,所用抽油機不能滿足低滲透油藏的油井這一實際情況.2.3因抽油機系統(tǒng)抽汲參數沖程,沖次調整不合理,普遍沖程過大,沒有滿足井下液面動態(tài)平衡工況,致使空抽現(xiàn)象普遍,造成大量無功損耗,這也造成了抽油機效率較低.以上這些原因造成抽油機能耗過大,油井開采的電費成本居高不下,因此,對現(xiàn)今使用的常規(guī)游梁式抽油機進行技術改造已成為迫切任務.3抽油機節(jié)能的實施為降低抽油機的能耗,長慶油田加大投入,對抽油機改進,不斷引進抽油機節(jié)能的新技術,新工藝,并結合管理節(jié)能的新舉措,主要工作有:3.1通過改造與引進實施抽油機節(jié)能抽油機節(jié)能改造包括使 用節(jié)能型抽油機和抽油機節(jié)能電控裝置兩個方面,對此兩大技術的研究至今方興未艾,根據資料統(tǒng)計,這些改進機型的節(jié)電率可以達到2O9/5以上.①采用節(jié)能型抽油機.節(jié)能型抽油機主要包括異相曲柄平衡抽油機,前置式抽油機,雙驢頭抽油機,直線電機式抽油機和漸開線抽油機等.這些新型節(jié)能型抽油機是在常規(guī)型游梁式抽油機的基礎上發(fā)展的新一代抽油設備,不僅保持了常規(guī)機的優(yōu)點,同時還具有低沖次,節(jié)能,系統(tǒng)效率高等優(yōu)點.其中,漸開線抽油機是新一代節(jié)能抽油機,不但節(jié)能效果有大幅度提高,而且曲柄軸凈扭矩曲線變化平緩,消除了負扭矩,在相同參數條件下,該機減速箱額定扭矩下降3O以上,裝機功率下降5O左右,具有顯著的節(jié)電效果,是抽油機的發(fā)展方向.目前,長慶油田公司在新開發(fā)的西峰油田引進節(jié)能型抽油機共計1172臺,占抽油機總數的95.9,年節(jié)約電費1100萬元以上.② 采用繼電接觸器調壓節(jié)能.抽油機起動時都是帶載起動,慣性矩較大,且總在上下死點處起動,油田在選配電機時為了起動順利,不影響生產,一般按最大扭矩選配電機,而抽油機起動后正常工作時平均轉矩與最大扭矩相比又較低,所以電機輸入功率僅有額定功率的三分之一,這是造成”大馬拉小車”的主要原因.用繼電接觸器對抽油機電機定子繞組進行切換,將每相繞組分成兩部分,接成三角形一星形混和繞組,降低了相電壓及輸入功率,達到了節(jié)能的目的.3.2應用機采系統(tǒng)效率優(yōu)化技術降低單耗.長慶油田在投產前,根據采油井抽汲液量的大小,選用相匹配的抽油機,避免了空抽;并通過系統(tǒng)優(yōu)化軟件對桿管柱組合進行優(yōu)化,也起到了提高抽油機節(jié)能的效果.3.3針對長慶油田低滲透油藏的低產低效井比例較多,而開采過程中抽油機耗電量大的實際情況,長慶油田技術人員積極開展科技攻關,通過對泵效低于35的采油井,對沖程沖次進行了合理化調整;并對產量小于2t,泵效低于15以及間歇油井,摸索出油規(guī)律,分別實施16/8,12/12,8/16等不同小時數的間開制度.通過對低產低效井的工作制度的調整,不但提高了泵效,同時也降低了抽油機的能耗.長慶油田加大節(jié)能新技術,新工藝的推廣,應用,并結合富有成效的管理節(jié)能,技術節(jié)能的新思路和新舉措,對抽油機進行了節(jié)能改造,在石油產量快速發(fā)展的同時,在抽油機節(jié)能實施中取得了良好的效果.4認識和總結4.1堅持對現(xiàn)有抽油機改造和新技術,新工藝引進相結合,并實施有效的節(jié)能管理,才能取得良好的效果.4.2長慶油田投入大量資金用于節(jié)能技術改造,為提高節(jié)能效果作出了保證,在以后抽油機節(jié)能工作實施中,需要在以后的工作中不斷加大投入,以取得更好的效果.[-13[-z3[-33[參考文獻]劉先剛等.常規(guī)游梁式抽油機技術改造實踐,鉆采機械,2001年第1期,53—55.李金華.游梁式抽油機節(jié)能新技術探討.石油機械,1999年第12期,42—45.周正友.油田常用抽油機節(jié)能及適應性分析.油氣田地面工程,2005年第8期,14—15.