抽油机复合平衡治理技术的研究与应用

杏北油田某区块共有52口井抽油机实际处于不平衡状态运行,导致系统能耗增加,缩短了井下工具使用周期,并直接影响抽油机连杆机构、减速箱和电机的效率与寿命。本文以CYJ12-3-53HB型抽油机为例对贝中油田抽油机的不平衡原因进行了分析,提出了不平衡抽油机的二次平衡治理方案,并对方案的可行性进行了论证,本文的研究成果为下步不平衡抽油机整改、节能降耗、延长设备使用寿命、降低机械采油成本、提高油田经济效益,具有深远的实际意义和广泛的应用前景。     

关于抽油机井技术参数的初步认识

抽油机在投产时,根据其机型匹配相对应的电机,以确定其各级生产冲次,如大庆总机厂生产的CYJY10-3-53HB型抽油机,所匹配的电机型号为Y280S-6,功率为45KW,电机转速为980r/min,其相应的各级冲次为6、9、12n/min;大庆总机厂生产的CYJ10-3-37HB型抽油机所匹配的电机型号为Y280S-8,功率为45KW,电机转速为740r/min,其相应的各级冲次为6、9、12n/min。但是随着油田开发时间的延长,抽油机在电机发生损坏后,更换电机时已不能完全按照投产的标准同抽油机机型匹配。而往往是以电机功率为主,在电机功率达到技术要求的情况下更换电机,这就造成了一些抽油机井在电机更换后由于其电机转速发生变化,造成抽油机的冲次发生了变化,从而影响到了抽油机的正常生产。为此,本文通过对抽油机设备技术参数的探讨,使抽油机在电机转速发生变化后,能达到同更换皮带轮后同样的参数,使抽油机在合理的状态下生产,为油田的高水平,高效益,可持续发展做出一定的贡献。     

卷筒式调平衡游梁抽油机的研制

介绍了我国国内油田游梁式节能抽油机的现状及应用情况;提出了卷筒式自动调节平衡方式抽油机的结构形式。卷筒式自动调平衡抽油机能够实时根据井下载荷变化进行平衡调整,使抽油机运行始终处于合理平衡状态,同时该结构形式的抽油机还改善了抽油机的受力状况,有效地减少了减速器的峰值扭矩,实现了节能减排的目标。     

三种节能抽油机扭矩特征分析

为了提高抽油机的系统效率,降低能耗,有必要研究一下抽油机的运动轨迹及其扭矩分析,来探究每种抽油机的实用条件。在研究抽油机的结构时,通过对调径变矩、下偏杠铃、悬挂偏置三种节能抽油机的结构计算分析,对比每种抽油机的最大净扭矩、最小负扭矩、均方根扭矩,平均功率,周期载荷系数。调径变距抽油机取消了曲柄平衡,下偏杠铃抽油机改造性强,悬挂偏置抽油机消除负扭矩,减少其扭矩曲线的波动性。所以每种抽油机在在不同的井况下可以不同程度的提高抽油机系统效率。     

通过平均功率法提高抽油机系统效率

本文探讨了抽油机平衡度与抽油机系统效率的影响关系,同时分析了抽油机平衡调整的本质和终极目标,提出了一种新的抽油机平衡调整方法--通过对电机功率曲线进行付立叶分析而确定平衡块重心位置的方法。在现场对47口抽油机电机功率曲线进行付立叶分析后实施了调整措施,系统效率提高了3.05%,达到了油田增产降耗、延长系统使用寿命、降低操作成本的目的。     

抽油机动力性能主要影响因素分析

抽油机作为我国当前油田的主要采油设备,其动力性能的优劣性直接影响到石油的开采效果,对动力性能的研究分析,进而选择最优的目标函数,从而提高抽油机开采效率。通过对抽油机系统动力性能影响的主要因素包扩有悬点加速度、扭矩因素、平衡方式、均方根扭矩等进行分析阐述,比较不同目标函数的优化结果进行分析对比,为抽油机机构优化设计方面起到参考作用。     

弯游梁抽油机在低渗透油田的应用

敖南油田在2006年投产时选用了215台弯游梁抽油机投入生产使用,该抽油机具有较好的节能效果,但在使用过程中,部分抽油机在不同程度上出现了减速箱磨齿、推齿等现象。为此,本文针对该型抽油机的节能、载荷、扭矩以及平衡状况和减速箱问题上进行分析,评估该抽油机在低渗透油田上的适应性。     

抽油机优化与节能的探讨

本文对传统游梁式抽油机经过优化改造后的的特点进行了论述,对抽油机这一大型设备的优化与节能进行了探讨,进一步分析优化理念和优化后的节能效果.重点介绍了游梁式抽油机节能改造的具体方法和游梁式抽油机经过改造后,不但具有常规游梁式抽油机高可靠性、维护费用低的优点,而且达到降低能耗、提高了抽油机运行可靠性、达到了降低采油成本的目的.并以CYJY10-3-53HB型抽油机为例对抽油机改造前后参数的变化和经过改造后的的性能进行了分析.针对抽油机的工作状况和受力特性加以改良,在能够达到使用条件的前题下,除了能有效延长使用寿命.提高抽油机的稳定性,还能省电10％以上.     

CYJS6-3-18HB双驴头游梁式抽油机研制与推广应用

根据胜利油田各采油厂的需求,对油层浅、载荷小的某些油区块,迫切需要易于管理的节能型、大冲程、小结构的抽油机。为此,我们公司研制开发了CYJS6-3-18HB双驴头游梁式抽油机。该抽油机按APISPECⅡE《抽油机规范》设计,经现场应用,效果较好。解决了用户对油层浅、载荷小的油区块,以前只能用大结构抽油机而没无小结构抽油机的需求,从而降低了采油成本,提高了生产效益,满足了用户的需求。     

14型弯游梁抽油机的智能化研究与应用

随着全球社会对节能减排的要求不断提高和互联网+时代的到来,国内外各大油田公司开始推进智能化油田的建设,急需开展综合性能好、适用于油田开采的弯游梁式抽油机的智能化研究与应用。该弯游梁抽油机的智能化研究,以油田应用综合性能好的14型弯游梁抽油机为基础模型,依据游梁式抽油机的基本理论,对井下工况、载荷、冲次、冲程等进行了分析和计算,关键研究了在弯游梁抽油机上实现平衡和冲次的自动调整、油井参数自动采集、传输、分析与控制的技术。设计了一套自动调平衡装置,增加了智能测控柜,旨在进一步优化游梁式抽油机的结构性能,提高抽油机的系统效率和产收率,实现弯游梁抽油机的冲次和平衡的智能化控制。现场应用表明,弯游梁抽油机经过智能化改造后大大提高了电机的功率因数,有效降低了无功耗电量,综合节电率为11.4%以上。     

伺服电机在油田应用过程中存在问题分析

本文针对齐家北油田应用伺服电机的抽油机峰值电流录取困难,平衡调整难度大的问题,开展了平衡调整现场试验,验证了伺服控制系统窗口数值能够表征抽油机电流,阐述了伺服电机电流波动大,峰值电流录取难的原因,并通过对电流和功率的分析,提出了齐家北油田应用伺服电机的抽油机用峰值电流法判断平衡度的改进措施.     

抽油机功率法调平衡技术的重要性

在抽油机管理中电流平衡度常用于判断抽油机是否平衡。而实际上，测量电流时所采用的普通钳形电流表，只能反映电流的幅值，不能反映正负，因此电流平衡并不能反映抽油机一定平衡。本文提出的抽油机功率法调平衡技术，综合考虑了瞬时电流、电压、功率因数的影响，能够判断电机处于发电还是用电状态，从而真实的反应抽油机的平衡状况，克服了电流法存在的虚假平衡问题，同时也对油田生产的节能降耗具有重要意义。     

浅析游梁式抽油机井不平衡的原因及影响因素

随着油田开采的逐渐深入,以往的抽油设备对目前的开采已暴露出不利的一面,所以节能降耗工作刻不容缓,而抽油机不平衡又是最大的浪费。据统计,实际生产中,抽油机并不是平衡状态下生产的。目前调平衡的方法是调整曲柄块的位置来实现的,可是由于每口井的生产参数和生产状态不同,现场调平衡时需要几次调整也不能保证抽油机完全平衡,既增加了工作量又影响油井产量。如何保证抽油机长期稳定的平衡,我们做了大量的工作,通过认真摸索、研究及现场应用后,总结了几个方面。     

抽油机优化与节能的探讨

本文对传统游梁式抽油机经过优化改造后的的特点进行了论述,对抽油机这一大型设备的优化与节能进行了探讨,进一步分析优化理念和优化后的节能效果。重点介绍了游梁式抽油机节能改造的具体方法和游梁式抽油机经过改造后,不但具有常规游梁式抽油机高可靠性、维护费用低的优点,而且达到降低能耗、提高了抽油机运行可靠性、达到了降低采油成本的目的。并以CYJY10-3-53HB型抽油机为例对抽油机改造前后参数的变化和经过改造后的的性能进行了分析。针对抽油机的工作状况和受力特性加以改良,在能够达到使用条件的前题下,除了能有效延长使用寿命。提高抽油机的稳定性,还能省电10%以上。     

抽油机优化与节能的探讨

本文对传统游梁式抽油机经过优化改造后的的特点进行了论述,对抽油机这一大型设备的优化与节能进行了探讨,进一步分析优化理念和优化后的节能效果。重点介绍了游梁式抽油机节能改造的具体方法和游梁式抽油机经过改造后,不但具有常规游梁式抽油机高可靠性、维护费用低的优点,而且达到降低能耗、提高了抽油机运行可靠性、达到了降低采油成本的目的。并以CYJY10-3-53HB型抽油机为例对抽油机改造前后参数的变化和经过改造后的的性能进行了分析。针对抽油机的工作状况和受力特性加以改良,在能够达到使用条件的前题下,除了能有效延长使用寿命。提高抽油机的稳定性,还能省电10%以上。     

抽油机系统效率影响因素分析

抽油机系统效率是衡量油井工作状况的主要指标,系统效率反映着油井的生产水平,抽油机的耗电能力,目前各油田产量紧张,单方液量成本高,有必要对影响抽油机系统效率的因素进行研究,以最经济的方式实现最大的效益。抽油机系统效率公式为:η=1.134*10-4*Q*H*ρm/P入从上面公式可以得出,影响系统效率的因素为液量、有效举升高度、混合液密度、抽油机输入功率。混合液的密度是不容易改变的,我们只有提高液量、提高有效举升高度,降低抽油机的输入功率来提高系统效率。然而每个因素都不能无限制的提高或者降低,只有从中找出比较合理的平衡值才能实现系统效率的最优化。本文将以结合油田生产的实际情况,用节点分析方法来研究系统效率的影响因素。     

影响游梁式抽油机平衡率因素研究

油田在生产中后期,经常采用举升方式来稳定出油及维持产量。举升方式包括螺杆泵、抽油机等。其中游梁式抽油机由于适应性强,维护简单方便已经成为了油田的主要采油设备之一。但也由于其耗能大,效率低,仅在30%左右或者更低,且在其工作过程中,常常会由于平衡度掌握的不好而直接影响其工作效率。而在井下工作的设备,常常由于生产的不断深入而使得负荷不断增加。同时在杆管间也会因为摩擦力及摩擦程度的不同,生产过程中底层含水量的多少、沉没度的高低等使得游梁式抽油机的平衡被不断打破,因此,必须要对游梁式抽油机在生产中影响其平衡的各种因素进行分析,以找到有效的处理方法。     

抽油机井实际扭矩曲线的研究与应用

本文借助于CAD技术、利用计算机对杠杆式抽油机的连杆机构进行了仿真模拟,精确计算出了其悬点加速度与扭矩因数。应用实测地面功图与现场测量的曲柄平衡参数、经计算得到了"抽油机井的实际扭矩曲线",填补了油田此项技术的空白。通过对"抽油机井实际扭矩曲线"的分析与研究,揭示了机采举升能耗合理匹配的基础理论,总结出了应用"实际扭矩曲线"来调整抽油机井平衡的基本方法,夯实了"地面功图与电机能耗"相互转换的理论基础。为进一步提升油田机采举升管理水平与实现数字化油田建设目标提供了有力的技术支持。     

敖南油田抽油机井节能降耗措施的研究

敖南油田在2006年投产时选用5型弯游梁抽油机、6型双驴头抽油机生产使用,选用这两种机型,尤其是5型弯游梁抽油机应该具有较好的节能效果,但在实际使用过程中耗能较高,部分5型弯游梁抽油机不但耗能较高,而且在不同程度上出现了减速箱磨齿、推齿等现象。为此,本文针对这两种机型抽油机的耗能较高,根据载荷、扭矩的变化以及平衡状况上进行分析,摸索这两种机型抽油机节能降耗的途径。     

机采井减载装置研究

随着油田开发的深入,各种节能措施不断应用,节能空间越来越小,开辟新的节能途径成为急需解决的问题。本文从机采井载荷出发,介绍了一种新型采油配套工具——抽油机减载器,并对其结构特点、工作原理、主要技术参数、使用要求等进行了详细介绍,通过调研其它油田减载装置的应用情况证明,该装置可有效降低机采井载荷,降低抽油机能耗、加深泵挂、提高泵效、增加产量。抽油机减载装置使用范围广,对有效降低采油厂机采能耗、提高系统效率具有十分重要的意义。