缩短抽油杆使用寿命的原因分析

在二次采油阶段,应用的主要设备的游梁式抽油机——抽油泵采油装置。抽油杆是中间部分,起连接抽油机与抽油泵并把抽油机的动力传递给抽油泵的作用。在工作过程中,抽油杆柱上所承受的载荷是变化的。抽油杆柱上行时加载,下行时减载,这种周期性的一加一卸,反复作用的结果就会造成金属的疲劳,使抽油杆产生断裂,所以降低了抽油杆的使用寿命。     

柔性控制超长冲程抽油机在大庆油田的应用

针对抽油机结构复杂、载荷冲击较大,抽油杆管磨损较多,冲程受限的问题,研制出一种柔性控制长冲程抽油机,使用柔性绳子取代了部分抽油杆,减小了抽油机载荷。采用直驱电动机驱动,简化了传动环节,通过配套智能控制柜和特制长冲程抽油泵,冲程最高可达100 m,冲速1~12 h~(-1)连续可调,实现了柔性启停机,降低了启停机过程的冲击载荷和潜在安全隐患。在6口井上开展了使用超长冲程抽油机的试验。试验表明,平均单井日节电78.9 kWh,节电率达60.7%,泵效提高35.3个百分点,系统效率提高8.2个百分点。     

抽油机用三相高转差率电动机节能效果

为了提高抽油机系统效率,降低能源浪费,通过将抽油机普通三相异步电动机更换为YCH系列三相高转差率电动机,并合理匹配电动机进行实际应用分析,实现了降低抽油机地面能耗的效果,从而为优化油井工作参数、提高系统效率提供技术保障。     

大庆油田游梁式抽油机电动机的节能分析

在大庆油田游梁式抽油机应用的节能电动机大致分为永磁电动机、高转差电动机、变级多速电动机和伺服电动机。在游梁式抽油机标准井上,在不同负荷情况下,对比测试了这四种电动机的综合节电率,分析了其不同的优缺点,为油田合理选配抽油机电动机提供了参考。     

直线抽油机的研制与应用

针对游梁式抽油机存在的安全隐患、高耗低效和调参限制,研制生产了适用于长冲程、低冲速抽油机井且安全可靠的直线抽油机。它利用复式永磁电动机通过皮带直接驱动负载工作,采用智能控制系统,对抽油机冲程和冲速实现无极可调。现场实验证明,该型抽油机与游梁式抽油机相比系统效率提高5%左右,综合节电率21.5%,节能效果显著。     

提高抽油机采油系统效率研究

抽油机采油系统下冲程时,抽油杆柱靠自重下落所放出的位能和电动机付出的能量,把平衡重从低处抬到高处,变成平衡重的位能,即以平衡重位能的形式储存起来。上冲程时,电动机的输入能量和平衡重下落放出的位能都用来提升抽油杆柱和液柱向上运动,即对悬点载荷做功,提升抽油杆柱和液柱把井液举升到地面。整个系统的工作过程是一个功能传递和转化的过程。在研究抽油机采油系统运行过程中功能转化机理的基础上,首次应用功能原理得出电动机输入功率、系统效率的计算方法,该计算方法给出系统效率与油井生产参数、抽汲参数的函数关系。分析可知:系统的输出功率决定于产量,即产量确定,则输出功率确定;在满足一定泵吸入口处压力的条件下,尽量减小下泵深度,可以降低输入功率,提高系统效率;在保证油井产量的条件下,匹配抽汲参数时,采用较大泵、低抽汲速度可以提高系统效率。应用功能原理进行研究和分析,为提高系统效率、实现机械采油系统的节能降耗,提供理论上、方向性的指导具有重要意义。     

三种不同节能抽油机应用效果评价

在油田的开发中,高含水阶段的开发难度会随着开发的进程越来越大。传统的游梁式抽油机维修难、附件多、能耗大,难以满足油井深抽的工艺要求。采油厂矿应用的提捞抽油机、复式永磁抽油机、游梁直拖式抽油机将原始的旋转驱动改进为直线往复驱动。因此,抽油机的动力性能、平衡性能、运动性能更加完善。经过测试得出了节能型抽油机现场试验前后、装机功率以及系统效率的相关数据,发现了在油井中应用新型电动机驱动的抽油机系统效率将提高25%以上,节能效果良好。     

丛式井一机双采抽油设备研究

随着大庆外围油田开发的不断深入,受限于地理条件和投资成本,丛式井布井方式逐年多样化。丛式井一般采用游梁式抽油机,存在能耗高、效率低等问题。为减少丛式井生产中的能耗,降低一次性投资,开展丛式井一机双采工艺技术研究。采取控制系统驱动电动机运行,通过组合减速传动使抽油机的动力源和终端负载作换向运动,拖动抽油杆上下反复运行,2口井的抽油杆柱之间形成天平式的自平衡,相互不断地交换储存和释放势能的过程,实现了运行时的平衡,达到1台抽油设备同时抽汲2口油井目的。与游梁式抽油机相比,平均单井可减少投资6.8万元,综合节电率可达50%左右。一机双采设备可以有效降低油田开发成本,具有较好的节能效果。     

变转矩运行节能装置在游梁式抽油机上的应用

针对稠油井游梁式抽油机负荷与电动机匹配程度差,油井抽油机系统效率低、能耗高,电动机和变压器负载率低等问题,采用了变转矩运行节能装置,实现了抽油机负荷与电动机的合理匹配,进而达到抽油机井系统节能降耗的目的。介绍了变转矩运行节能装置的组成、工作原理、特点及其现场应用情况,并对现场应用效果作了综合评价分析。实践证明,该节能装置是一种具有良好性价比的新型油井节能装置,既可以改善和优化游梁式抽油机负荷与电动机合理匹配程度,又可以降低油井变压器容量,具有良好的推广应用价值。     

节能控制技术应用与负载率关系探讨

目前,用于油田抽油机井上的节能控制技术种类较多,应用范围广。现场测试表明,这些控制技术的节电率与电动机负载率有较密切关系。通过分析抽油机电动机负载率与电动机实际运行效率关系,能确定抽油机电动机的负载率对节能控制技术应用效果的影响。试验结果表明:抽油机井上应用节能控制技术时,可根据电动机实际负载率针对性选用节能技术,有功节电率可提高4.24个百分点;根据抽油机载荷的平衡状况,可采取相应的节能平衡改造技术,通过改善抽油机的平衡效果,可进一步降低油井的能耗损失。