抽油机变速运行控制节能效果评价

为了降低油田开发后期机采井的能耗,特别是对于供液不足、泵效低的油井,结合智慧油田建设,推广应用抽油机变速运行智能控制技术。通过油井示功图和生产参数的自动跟踪监测、泵效计算、变频控制技术,实现抽油机井的变速运行并达到节能降耗之目的。在Y油田17口井上运用了抽油机变速运行智能控制技术,通过测试分析抽油机变速运行与常规运行参数等各项参数的差别,对抽油机变速运行智能控制技术的应用效果进行了评价。在低冲速运行状态下实施的17口抽油机井平均泵效提高12.38个百分点,系统效率平均提升6.63个百分点,平均单井日节电17.95 kWh。     

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。     

一种新型间抽装置在油田应用

为了解决低液面间抽井长时间停井,启动困难易卡井、液面波动大、冬季井口易冻、人工启机管理难度大等问题,开展新型间抽装置技术试验。利用变频控制系统,通过加装辅助控制装置和位置传感器,可实现抽油机井曲柄小范围摆动与整周期正常运行模式切换的运行方式。2016年现场试验5口井,试验井以30 min为一个周期,整周期运行15 min,摆动运行15 min,摆动角度15°,通过一年的实际运行,使5口试验井泵效和动液面都有较好的改善,平均动液面降低15.5 m,平均泵效提高6.6个百分点,平均有功功率下降1.04 k W,平均系统效率提高2.5个百分点,平均日节电24.9 k Wh,平均有功节电率35.5%,使间抽井供排关系趋于合理,实现间抽井不停井连续、安全、稳定、高效运行。     

开关磁阻电动机用作游梁式抽油机拖动试验及效果评价

针对油田在用的常规游梁式抽油机的运行效率较低,特别是其电动机运行效率较低,并结合游梁式抽油机运行方式,提出将一种新型高效调速电动机用作抽油机拖动电动机。它具有启动扭矩大、电流小、高效区间宽等特点,与抽油机"重载启动、轻载运行"特性较匹配,从而达到提高电动机运行效率和抽油机井系统效率的目的。通过开关磁阻电动机室内试验和现场试验两方面,对开关磁阻电动机作为抽油机拖动电动机的技术优势和效果进行了总结分析。室内试验分析表明,开关磁阻电动机空载电流小,自身效率高,具有较好的启动特性,启动扭矩达到额定转矩的2.5倍时,电流仅为额定电流的0.3倍。在较大的转速和负载范围内,运行效率均能保持在80%以上。现场试验200口井,平均系统效率提高3.6个百分点,功率因数由0.44提高至0.98,有功节电率18.9%。     

低渗透油田机采举升方式优化评价

为了进一步降低机采能耗,从低产低效井治理的角度出发,通过对比举升参数优化、举升方式优化、举升制度优化及开采方式优化的探索,对柔性运行、过渡轮、换机型、转电潜柱塞泵、转长冲程抽油机、间歇采油、不停机间抽等优化方式进行了综合评价。研究得出:应用柔性运行技术治理低产低效井的效果较好,投入相对较少,回收期较短,并且能够改善抽油机运行工况,降低悬点载荷,减小杆管震动,可以有效避免偏磨的发生,提高杆管的使用寿命,对降低检泵率具有重要意义。转电潜柱塞泵、转长冲程抽油机技术对低渗透油田低产低效井治理效果较为理想,但回收期较长,若能在新井投产时就根据产能预测状况,设计应用电潜柱塞泵、长冲程抽油机是从根本上治理低产低效井发生,实现低成本、高效率科学生产的最佳方法。     

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。     

萨中油田抽油机多功能调速装置功能试验和应用界限研究

游粱式抽油机的负荷是一种以抽油机的冲程为周期性变化的负荷,启动转矩比较大,在正常运转时所需的转矩又比较小,重载运行时间很短,这样抽油机配套的电动机平均负载不足30%。抽油机多功能调速装置可实现工频、变频之间任意切换。其中:传感器负责传输曲柄旋转过程中的位置信号,分辨出抽油机悬点位于上冲程或是下冲程,并将信号传递给控制面板;控制面板向变频器传达工作指令,测量电参数,分析判断工况,根据需要供给电参数,从而达到节能目的。对该装置的选井原则、适应性等进行了研究和现场应用。现场应用2585口井,实现综合节电率11.16%,取得较好效果。     

抽油机降冲速节能装置应用

为了有效缓解严重供液不足井生产运行状况及减少能源浪费现象,从实现超低冲速采油的角度出发,应用了抽油机降冲速节能装置。通过在电动机与抽油机减速箱皮带轮之间设置过度轮的方法,实现了抽油机超低冲速运行。应用抽油机降冲速节能装置后,抽油机冲速可降至1.5 min~(-1),单井日产液基本保持稳定,系统运行平稳;供液不足现象有所改善,功图显示饱满,沉没度上升148 m,泵效提高18.3个百分点;有功功率降低1.2 kW,单井日节电31.2kWh,投资回收期约为169 d,系统效率提高1.78个百分点。抽油机降冲速节能装置在低渗透油田具有广泛的应用前景。     

潜油隔膜泵举升工艺在G油田的应用

为了解决G油田大斜度井应用游梁式抽油机有杆举升存在的杆管偏磨严重、泵挂深度浅、产能发挥不充分等问题,试验了潜油隔膜泵举升工艺。在直井上进行了先导试验,以评价其效果及适应性。试验中,开展了潜油隔膜泵举升工艺与游梁式抽油机举升工艺的能耗对比评价,潜油隔膜泵举升工艺清蜡点研究与洗井参数优化,潜油隔膜泵与矿场在用整筒泵的泵效率对比评价。潜油隔膜泵举升工艺较游梁式抽油机举升工艺节能45.78%,吨液举升能耗减少6.075 kWh,系统效率高出12.88个百分点;潜油隔膜泵举升工艺的清蜡点为电动机上限电流的90%,合理洗井参数为热洗排量8 m~3/h、热洗时间3 h;潜油隔膜泵的泵效率较整筒泵高出62.2个百分点。潜油隔膜泵举升工艺与游梁式抽油机举升工艺相比,节能效果显著,泵效率较高,故障率低,生产管理方便,优势初步显现。因试验时间较短,其整体应用效果需进一步跟踪评价。     

利用系统效率测试仪进行化学防蜡节能测试

在结蜡油井中应用固体化学防蜡剂,可有效抑制油井管、杆、泵等结蜡,延长有杆泵的检泵周期,降低抽油机能耗。抽油机系统效率测试仪,是通过抽油机的电动机运行测试电能参数和安装在抽油机悬绳器的传感器测试油井载荷的,对比结蜡井措施前后的数据,分析节能效果。测试结果表明,结蜡井应用化学固体防蜡剂可使油井载荷平均下降9.73 kN,系统效率提高6.92%,综合节电22.24%。