大庆油田抽油机系统节能改造技术应用

介绍大庆油刚抽油机系统节能改造具体措施及效果.     

新型抽油机井加重技术

抽油机井在下冲程运行过程中由于上顶力的作用,杆柱处于受压状态,导致杆管偏磨现象的发生。新型抽油机井杆柱加重技术采取柱塞加重的方法改善抽油机井运行过程中的杆柱受力状况,使杆柱处于受拉状态,降低摩擦阻力。并且该加重技术操作简单,实用性强。     

常规抽油机节能潜力分析

抽油机井目前用电量约占油田总用电量的40%左右,是油田耗能大户。虽然节能抽油机用量每年都在增加,但油田大量在用抽油机的主流仍然是常规游梁式抽油机和偏置游梁式抽油机,目前大庆油田常规机占抽油机总数的80%以上。分析常规抽油机的特点、使用现状及负载特性,同时还分析了常规抽油机的节能潜力,并提出了相应的对策。     

水、聚驱抽油机井负载特性变化规律统计分析

随着油井含水率的上升及油井见聚后,井液的性质发生了变化,其粘度、密度和润滑性的改变使抽油机井的负载产生较大变化。统计分析了大庆油田采油六厂50余口水驱井及126口聚驱井的生产数据,初步得到了水聚、驱抽油机井负载与含水率及含聚浓度的变化规律,对于油田开发后期提升抽油机井的设计、使用和管理水平具有重要意义。     

基于振动力学的抽油杆柱传动效率数值仿真研究

抽油杆柱是抽油机井井下系统的主要组成之一,其传动效率一直被人们所忽视。由于抽油杆柱的细长结构,在传动载荷过程中引起较大的振动而消耗能量。根据振动理论,在考虑抽油杆柱初始几何缺陷条件下,建立抽油杆柱动态失稳的力学模型,采用间隙元理论,建立抽油杆与油管的动态碰撞接触边界,应用数值求解技术对抽油杆柱三维振动进行模拟,获得抽油杆柱的传动效率。将计算结果与试验井测试结果进行对比,两者具有较好的一致性,同时分析了杆柱传动效率与相关参数的关系,定量给出了对杆柱传动的效率影响,为提高井下效率奠定了理论基础。     

游梁式抽油机变速运行系统动态特性分析

抽油机变速运行技术虽在国内得到一定推广,但目前对其理论研究相对较少。建立抽油机变速运行动力学模型和振动模型,通过对模型的求解,研究变速前后抽油机动态特性变化。计算结果表明:采用变速运行抽油系统的惯性扭矩Td峰值降低了56.56%,平衡率上升了56.68%;当冲次小于10 min~(-1)时柱塞振动变化不大,当冲次大于10 min~(-1)时柱塞振动幅度明显增大;此外,抽油机系统输入功率曲线波动幅度大幅降低,运行功率峰值降低了70%。研究证实抽油机变速运行能够极大改善系统动力性能。     

直线电机抽油泵系统试验研究

直线电机能够产生直线往复运动,将其与抽油泵相结合形成一种新型无杆采油设备,彻底取消抽油杆及地面传动机构,从而大幅降低系统能耗,提高系统效率.通过试验研究得到直线电机抽油泵特性及其变化规律,具有理论及工程实际意义.     

抽油杆柱振动对偏磨的影响

1.杆柱受力计算分析 抽油杆柱在运动过程中存在三方面振动：纵向振动、横向振动和扭转振动.通过计算可得到抽油杆柱在运动过程中任意时刻和任意位置的轴向力和屈曲状态,它综合反映了抽油杆柱的纵向振动、横向振动与扭转振动的耦合情况.通过抽油杆柱的轴向力可直观反映抽油杆柱在运动过程中纵向振动规律;通过抽油杆柱与油管柱的接触情况可直观反映抽油杆柱的横向振动规律.以地面示功图为基础对大庆油田X121-5现场油井进行分析计算,并与杆柱轴向力测试仪测试的抽油杆柱轴向力变化情况进行对比,经计算轴向力载荷与测试载荷比较发现：①计算误差不超过10%,计算结果可信;②抽油杆柱在上下冲程中都存在振动,振动在3～8次左右;③抽油杆柱底部与上部的振动规律相同,振动载荷幅值底端小,上端大;④上冲程振动幅值为5kN左右,下冲程振动幅值为10kN左右.     

水聚驱抽油机井采出液特性室内实验研究

应用德国HAAK公司RS100流变仪及数显密度计，对现场抽油机井产出液以及配制聚合物溶液开展了室内实验研究，测量了油井产出液和聚合物溶液在不同剪切速率下粘度随时间的变化、产出液粘度随含水的变化、不同含聚浓度井产出液的粘度变化、配制聚合物溶液密度变化情况，实验结果可为今后抽油机井的优化设计提供依据。     

新型抽油杆柱加重系统

为了减少抽油杆柱在下行程中受压弯曲造成与油管的摩擦,研制了新型抽油杆柱加重系统。系统由加重砣、接箍及过渡管与原抽油杆柱配套组成,工作时不改变原抽油机系统的运行方式及基本配置,安装加重砣后,通过接箍上的过渡管使上部加重砣的质量作用在下面的加重砣上,最后全部作用于泵柱塞,中和点下移到柱塞上,使杆柱全部处于受拉状态。18口井的应用表明,加重系统可改善抽油机井运行中的受力状况,降低摩擦阻力,减少能耗。