有杆抽油系统井下能耗研究

随着有杆抽油系统能耗问题的日益尖锐和研究的不断深入,从系统能耗角度确定有杆抽油系统的损失功率虽然有了很大进展,但还存在很多的缺陷。针对该问题归纳总结了有杆抽油系统井下损失功率的计算方法,分析并指出了存在的缺陷,如:解波动方程的方法求取杆液摩擦损失比较复杂,而且依赖于各区块的摩擦阻尼系数,不便于推广应用,而现场数据回归公式求取杆液摩擦方法需要大量实测数据,工作量大,也不利于推广应用。为此提出了新的井下损失功率计算分类方法,推导了以井筒流体为对象的杆-液、管-液能耗计算模型。该模型既能满足能耗计算精度要求,又进行了适当的近似简化,为从计算角度确定有杆抽油系统效率提供了理论支持。     

能耗最低机采系统设计方法的研究及应用

为了有效地降低有杆泵抽油系统能耗及提高抽油机井系统效率,建立了一套有杆泵抽油系统输入功率理论计算体系。该体系将有杆抽油系统输入功率划分为有效功率、地面损失功率、井下粘滞损失功率、井下滑动损失功率及溶解气膨胀功率5部分。分析了各部分功率的影响因素,确定了抽油系统输入功率与物性参数、井斜参数、设备参数及生产参数组合间的函数关系式。根据新的输入功率计算体系,提出了以能耗最低或以成本最低为目标函数的机采系统设计方法。运用该方法进行机采参数优化,能够确定最经济机采参数组合。现场应用表明,该方法可以有效降低抽油机井系统能耗,大幅度提高机采系统效率。     

有杆抽油系统效率优化方法研究

有杆抽油系统效率是衡量有杆抽油系统性能和管理水平的综合性指标,建立准确的系统效率优化模型是提高抽油机井系统效率的关键。通过对抽油机井系统各部分能耗的分析,将抽油机井效率分为地面效率和井下效率。地面效率以实测示功图为基础,运用较少的参数,解决电机与抽油机的匹配问题;井下效率通过对功率损失的重新分类,以冲程、冲次、泵径、泵挂等生产参数优化组合为基础,提高井下部分的系统效率。通过对现场实际井采取措施前后的对比,系统效率平均提高9.24%。建立的模型具有简便、易操作的优点,精度能够满足现场需要,具有实际应用价值。     

胜利油田有杆泵抽油系统常见故障原因调查及改进措施

针对胜利油田有杆泵抽油系统的故障问题,进行了有杆泵抽油系统失效原因综合调查。指出地层开采条件、油井井身结构、地面设备质量、井下设备的运输、储存、加工制造工艺及设计工艺、配套工艺措施、操作管理因素等是有杆泵抽油系统失效的主要原因。在此基础上提出了相应的改进措施及设想。     

高含水后期抽油机系统节能方法探讨

抽油机作为油田的主要耗能设备,对整个油田的综合开发效益影响较大。大庆油田目前抽油机井平均系统效率为24.46%(外围油田10.61%),仍有节能潜力可挖。影响抽油机系统能耗的主要因素既有地面的也有井下的,为了能够实现特高含水期抽油机的节能降耗,就要把抽油机井地面和井下作为一个完整的系统,通过试验分析特高含水期水驱、聚驱抽油机井负载和能耗特征,确定影响抽油机井能耗的主要环节及因素,配套研发抽油机举升系统的高效节能技术。     

有杆泵抽油系统常见井下故障分析

针对胜利油田有杆泵抽油系统井下设备故障问题，进行了有杆泵抽油系统井下设备故障综合调查。指出地层开采条件，井身结构，井下设备的运输、储存、加工制造工艺及设计工艺,配套工艺措施，操作管理因素等是有杆泵抽油系统井下设备失效的主要原因。并在此基础上提出了相应的改进措施及设想。     

基于LuGre摩擦模型的定向井有杆抽油系统动态参数预测

针对定向井有杆抽油系统井下摩擦的非线性特征,提出了一种基于LuGre摩擦模型的有杆抽油系统动态预测方法。介绍了LuGre摩擦模型,并确定了符合工程实际的模型参数。将抽油杆柱的振动视为多级杆的纵向振动,对杆柱单元进行了受力分析,建立了有限元形式的杆柱系统动力学方程。结合泵载荷边界条件,利用状态空间法对系统动力学方程进行了数值求解,获得了悬点载荷随冲程变化的地面示功图。给出了基于LuGre摩擦模型的动态预测实例,并将预测结果与采用经典库仑-黏滞摩擦模型预测所得结果以及实测结果进行了对比。结果表明:LuGre摩擦模型能较好地描述抽油系统井下摩擦状况,基于LuGre摩擦模型的预测结果更接近系统真实值。     

抽油机变频调速智能控制技术研究

地面电动机功率损耗及井下泵效较低是引起机采井系统效率低下的主要原因。利用抽油机变频调速智能控制技术改造常规有杆泵抽油机,改变其原有工作制度,无级调节抽油机冲次及上、下冲程的速度比,优化抽汲参数,是提高机采井系统效率的有效途径。试验证明,抽油机智能控制技术从地面效率和井下效率上均可提高机采井抽油系统效率。利用变频调速控制技术结合地面设备再优化井下抽油杆柱和抽油泵配置,优化泵的抽汲参数,确定最佳的举升工艺,同时提高抽油机井现场管理水平,则可以最大限度地提高有杆抽油系统效率。     

有杆抽油系统的经济运行

在对有杆抽油系统能耗进行理论分析和实际测量的基础上，对有杆抽油系统在运行过程中的理想状态下，实际生产状态下的电机、皮带－减速箱，四连杆、盘根盒、抽油杆、抽油泵、油管等各部件能量损失进行计算与对比，建立有杆抽油系统能耗分布规律，论述了有杆抽油系统能耗大，效率低的影响因素，根据有杆抽油系统的运行特点，提出了有杆抽油系统经济运行的措施和评价指标。     

提高机械采油系统效率的理论研究及应用

提出了将有杆泵抽油系统输入功率划分为有效功率、地面损失功率、井下粘滞损失功率、井下滑动损失功率、溶解气膨胀功率5部分的新观点,找出了各部分功率的影响因素,并确定了其函数关系.建立了油井在各种不同物性参数、井斜参数、设备参数、生产参数组合条件下所对应输入功率的数学计算公式,提出了以能耗最低或以成本最低为原则的确定机采参数的新方法.据此找出的最经济机采参数组合能大幅度提高机采系统效率,从而实现经济采油的目标.     

榆树林油田提高抽油机系统效率矿场试验

抽油机井的系统效率主要与地面和井下两大系统能量损失有关。其中井下能耗损失主要与抽油杆运动能耗和深井泵的容积效率有关。由于杆柱运动能耗及深井泵容积效率均与杆柱和抽汲参数设计有关，因此，井筒中杆柱和抽汲参数的优化设计成为影响抽油机系统效率的主要因素。以系统效率为优化目标，在低渗透油田，对于生产状况不合理的油井，及时优化抽汲参数、抽油杆柱等设备。在榆树林油田现场试验3口井，降低冲次、减轻杆柱重量后，系统效率平均提高2，13个百分点，降低了油田能耗、降低了设备投资、降低原油成本。     

低渗透油田抽油机井系统效率现状及对策

长庆油田储层渗透率低,抽油机井数量多,单井产量低,能耗高。通过对影响低渗透油田抽油机井系统效率的单因素分析,建立了抽油机井系统效率仿真计算模型,提出了"有杆抽油系统地面设备效率评价方法",评价抽油机井的系统效率提高潜力;利用智能数据采集控制技术,实现了抽油机井系统效率实时监测与参数自动优化,提高了抽油机井系统效率,降低了能耗。     

有杆抽油系统故障智能诊断技术

以有杆抽油系统动力学行为分析为基础,建立有杆抽油系统故障诊断数学模型,并采用显式差分法求解模型,开发了基于油田生产数据库的抽油井故障诊断系统。对井下工况的智能高效诊断,不但可以及时准确地了解有杆抽油系统的工作状况,避免井下作业的盲目性,降低机械采油成本,提高油田经济效益,而且对实现有杆抽油系统故障诊断的自动化以及油田企业信息化具有重要意义。     

提高抽油系统效率工艺技术研究

由抽油系统效率测试发现,影响系统效率因数主要是地面效率及井下效率两个方面.2005年,陆梁油田推广使用了双速电动机等节能型电机,对提高地面效率及节能起到了作用.在保持油井产量不减少的前提下,降低了维护成本并延长了抽油设备使用寿命,最终实现了提高抽油系统效率、降低产液能耗、节约油田生产成本的目的.     

机采系统效率计算方法研究与认识

从能量供给与消耗的角度分析并定义了有杆抽油能量系统。在能量供给方面,除了考虑电机输入能量,还考虑了地层输入能量,尤其是可用于液体举升的气体膨胀功率。当考虑气体膨胀功率时,所计算的有杆抽油系统效率值小于按标准SY/T6 12 6—1995所计算的值。按照现行方法计算系统效率,通常情况下地面效率大于地下效率,亦即在整个有杆抽油能量消耗比例中地下值大于地面值。地下能耗中,粘滞损失功率及泵损失功率所占比例较大。从能量供给与消耗的角度分析与认识机采系统效率,有助于提高机采系统效率技术的深入研究     

提高有杆抽油系统效率的新理论与新技术

传统的有杆抽油系统地面效率的最大目标值为 6 2 % ,井下效率的最大目标值为6 2 % ,整个系统效率的最大目标值只有 38 4 % ,认为在传统抽油系统装置不变的情况下 ,要想提高系统的效率即使 10 %也是非常困难的 ,简化和革新传统地面驱动设备才是提高有杆抽油系统效率最直接经济有效的办法。为此 ,提出一种以永磁同步直线电动机为主体的直线电动机驱动抽油机系统。系统由平衡重、机架、初级、次级、控制器、钢丝绳滚轮等组成 ,5型抽油机需要的直线电动机的功率仅为 12kW ,可大幅度提高有杆抽油系统效率     

有杆抽油系统杆管偏磨磨损量预测研究

根据能量法原理,建立了有杆抽油系统杆管偏磨磨损量预测模型。通过几何分析确定了抽油杆与油管的最大磨损深度计算方法,并编制程序进行了计算,得出在摩擦因数、磨损效率、摩擦行程相同的情况下,杆管柱的磨损量和最大磨损深度主要与正压力有关。该模型可用于有杆抽油系统中杆管柱的磨损量预测,不仅为较好地预测井下杆管偏磨情况提供了理论依据,同时对采取及时有效的防偏磨措施具有指导意义。、     

配套技术在降低抽油机井系统能耗中的应用

有杆泵机械采油因其工艺简单、操作方便、综合成本低、安全可靠而被国内、外各油田广泛使用，目前国内有杆泵采油井数占采油总井数的90％以上。目前抽油机采油过程中存在的主要问题主要表现为两个方面是系统能耗偏高，运行效率偏低。根据欢采厂400余口抽油机井统计结果表明．平均系统效率只有10％，一大部分能量在抽油系统运行过程中白白浪费掉，在浪费能源的同时，直接影响了原油的生产成本．增加了企业不必要的负担，二是机械损耗大，“三抽设备”使用寿命低。正是由于抽油系统做大量的无用功，增加了三抽设备“疲劳破坏程度，造成抽油机过早损坏，抽油杆断脱现象增加．检泵周期短．作业频繁，增加生产成本，降低油井生产时率．影响了原油的正常开采。因此，如何降低抽油机系统能耗，提高系统效率是摆在广大工程技术人员面前的大课题。经过多年的研究和现场试验．在地面设备改造和节能新技术应用、     

抽油机井综合节能技术在河南油田的应用

有杆泵采油是河南油田油井生产的主要形式。以节能降耗为目标,通过系统效率的影响因素分析,阐述了提高抽油机系统效率的途径及措施,不仅要提高地面系统效率,更重要的是提高井下系统效率。通过抽吸参数优化、杆管泵优化、平衡优化、合理匹配电机、节能设备的推广应用及加强抽油机井生产管理等综合治理措施,使地面系统效率和井下系统效率都获得提高,形成了一套适合河南油田生产特点的提高机采系统效率的技术。     

一种新型液压动力无杆采油系统

采用常规有杆抽油设备进行斜井开采时会引起杆管偏磨等诸多问题,基于这一技术难题根据液压原理研发了一种新型的水动力无杆采油系统,避免了杆管偏磨,尤其适用于斜井。从地面液压驱动系统、动力传输系统、井下液力抽油系统介绍了系统的结构组成,并分析了其工作流程。现场试验已平稳无故障运行超过18个月,表明本系统可以满足油田生产需求。