【正文】 η抽油泵 的表達(dá)式為： %100w??抽油桿輸出抽油泵抽油泵w? 抽油機(jī)井的系統(tǒng)效率為各部份工作效率（傳動(dòng)效率）之積 抽油機(jī)井系統(tǒng)效率的表達(dá)式為 %100w%100????????電機(jī)輸入抽油泵抽油泵抽油桿四連桿皮帶電機(jī)w?????? 其中的 W抽油泵 是指抽油泵在舉升液體時(shí)所做的功，可以用下式表達(dá)： HQ ??抽油泵w式中： Q— 油井日產(chǎn)液量 N H— 液體的被舉升高度，簡(jiǎn)稱舉升高度 米 由于我們現(xiàn)場(chǎng)上被實(shí)際測(cè)得的是抽油機(jī)井的動(dòng)液面深度，并且動(dòng)液面的深度受套壓的直接影響，同時(shí)井口還有一定的壓力（稱為油壓或回壓）。因而需對(duì)舉升高度進(jìn)行計(jì)算。 式中： H動(dòng) — 機(jī)采井的動(dòng)液面深度，米 γ液 — 混合液比重 混合液的密度由以下公式確定： 液油套動(dòng) ?/)(102 PPhh ???? 計(jì)算公式如下： )1( ???? fwfw液? 但由于工程單位制與國(guó)際單制之間的差別，需要將系統(tǒng)效率計(jì)算公式進(jìn)行統(tǒng)一單位，以適合我們目前最為常用的計(jì)量單位的使用。 能量的最基本單位為焦耳（ J），目前在工程單位制中最為常用的單位是噸、米、 KW，因此要換算成牛頓（ N）、米。 換算關(guān)系為： 1噸 =9800 N 1KW=3600000 J/H 將功率換算為日耗電量，則需將功率值乘以 24。 將上述換算關(guān)系代入系統(tǒng)效率計(jì)算公式，可得出如下公式： % 12 ??? Nhq? 抽油機(jī)井系統(tǒng)效率的影響因素及提高系統(tǒng)效率的手段 影響系統(tǒng)效率的因素 從公式上看，系統(tǒng)效率與產(chǎn)液量、舉升高度之積成正比，與電機(jī)消耗功率成反比。換句話就是，產(chǎn)液量越高、動(dòng)液面越深，系統(tǒng)效率越高；耗電量越小，系統(tǒng)效率越高。 但是 ， 三者之間有一定的影響 。 假如：兩口在原油物性一致的條件下 ， 兩口井下泵深度 、 泵徑與產(chǎn)液量均相同 ， 動(dòng)液面越高 ， 耗電量越?。蝗绻麅煽诰畡?dòng)液面高度相同時(shí) ， 則產(chǎn)液量越大 ， 耗電量越大 。 從油田生產(chǎn)技術(shù)管理角度上看，影響系統(tǒng)效率的因素主要有如下五個(gè)方面： 一是原油物性的影響 原油組分中，如果重質(zhì)含量（指膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和蠟質(zhì)）含量越高，舉升液體過(guò)程中需要克服的摩擦阻力越大，電機(jī)的耗電量也就越大。在各種條件相同的情況下，這種井的系統(tǒng)效率也就越低。 二是泵況的影響 泵況好的井與泵況差的井在耗電量上盡管有差距，但耗電量的減小是不與泵漏失量成比例關(guān)系的，同時(shí)由于泵況變差，油井的產(chǎn)液量下降動(dòng)液面上升，致使產(chǎn)液量與舉升高度之積變小，系統(tǒng)效率下降，有時(shí)系統(tǒng)效率可能降至為零。因而泵況好的井系統(tǒng)效率高于泵況差的井。 三是與抽油機(jī)本身的工作狀況有關(guān) 如平衡狀況、潤(rùn)滑狀況、對(duì)中狀況等等，這通常是指抽油機(jī)井的“五率”。上述的工作狀況越好，能耗將越低，系統(tǒng)效率將越高。 四是與電機(jī)本身有關(guān) 從理論上講，將一定量的液體從井底舉升到地面，所消耗的能量將會(huì)是一定的，但是，電機(jī)實(shí)際消耗的功率將會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這一能量。主要原因除去各運(yùn)轉(zhuǎn)部的工作效率的影響之外，有兩個(gè)方面，一是電機(jī)本身將會(huì)消耗一部份能量，這一部份的能量起到為電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的勵(lì)磁作用；二是電機(jī)有一部份空載能量消耗。 五是與油層的供液狀況、工作參數(shù)有關(guān) 抽油泵泵徑選擇的合理，地面參數(shù)選擇的合理，抽油泵下入深度也非常合理，不僅能夠保證油層與抽油泵之間供采平衡，同時(shí)會(huì)得到較高的系統(tǒng)效率。如果各種參數(shù)都不合理的，將出現(xiàn)供大于采或采大于供情況，前者會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)液量相對(duì)偏低，舉升高度相對(duì)偏小，系統(tǒng)效率較低。后者盡管有較高的產(chǎn)液量，但出現(xiàn)供液不足的狀況，致使能耗很大，系統(tǒng)效率也會(huì)較低。 一是可以采取向套管內(nèi)加入降粘化學(xué)藥劑的方法。 二是好泵況分析、檢泵恢復(fù)的工作。 三是認(rèn)真做好抽油機(jī)井的“五率”調(diào)整。 提高系統(tǒng)效率的方法 五個(gè)方面 四是相應(yīng)采取一些節(jié)能技術(shù)措施。如更換節(jié)能型電機(jī)、節(jié)能型控制箱等方法減小電機(jī)的空載能量消耗。 五是相應(yīng)的變換工作參數(shù)的方法。對(duì)于高液面的抽油機(jī)井，可以采取換大泵徑、上提泵掛等方法；對(duì)于地面抽汲參數(shù)偏大的井，可以采取換大泵徑下調(diào)參數(shù)的方法；對(duì)于供液條件不好的井，可以采取換小泵徑、下調(diào)參數(shù)的方法。 提高系統(tǒng)效率的方法 五個(gè)方面 二 、 抽油機(jī)井節(jié)能技術(shù) 抽油機(jī) 深井泵舉升本身是一種耗能的舉升工藝，由于抽油機(jī) 深井泵舉升過(guò)程中由于懸點(diǎn)載荷呈周期性變化，懸點(diǎn)載荷的不均勻性，必然導(dǎo)致在其能耗過(guò)程中表現(xiàn)出了一定的特殊性。正是由于這種特殊性，也為抽油機(jī)井實(shí)施節(jié)能降耗帶來(lái)了一定的前提條件，也可以肯定地說(shuō)，目前抽油機(jī)井節(jié)能措施無(wú)不針對(duì)其能耗的特殊性而采取的。 （ 一 ） 抽油機(jī)的電能消耗的特點(diǎn) 一是其能耗的不均衡性 。 平衡效果好 ， 其不均衡性表現(xiàn)差 ， 平衡越不好 ， 不均衡衡性表現(xiàn)越強(qiáng) ， 甚至?xí)霈F(xiàn)上下沖程能耗比值為負(fù)； 二是表現(xiàn)為平均有功功率與電機(jī)額定功率比值較低的特點(diǎn) 。 這主要是由于抽油在啟動(dòng)時(shí)需要較大的轉(zhuǎn)矩 ， 因而在選擇抽油機(jī)電機(jī)時(shí) ，額定功率選擇較大 。 三是表現(xiàn)為常規(guī)電機(jī)的低功率因數(shù)特點(diǎn) 。產(chǎn)生的原因有二：一是電機(jī)的利用率較低；二是感性負(fù)荷表現(xiàn)強(qiáng)烈 。 （ 二 ） 節(jié)能技術(shù) 抽油機(jī)井節(jié)能技術(shù)主要有三大類： 一是提高功率因數(shù)類 。 如電容補(bǔ)償 、 永磁電機(jī) 。 二是提高電機(jī)功率利用率類 。 如高轉(zhuǎn)差電機(jī) 、 多速電機(jī) 、 YΔ轉(zhuǎn)換控制箱 。 三是改善電機(jī)消耗功率不均衡類。主要是液力藕合器、離合器等。 電容補(bǔ)償及補(bǔ)償量的計(jì)算 電容補(bǔ)償采用的是與并聯(lián)電力電容補(bǔ)償無(wú)功功率 。 利用電容電流與電感電流相位相反的作用抵消電感電流 ， 從而提高功率因素 。 電容補(bǔ)償一是降低了抽油機(jī)電機(jī)工作時(shí)的無(wú)功功率，使功率因素提高；二是電容補(bǔ)償降低了電機(jī)的工作電流，從而減小了線路及用電設(shè)備（電機(jī)）的發(fā)熱損失。 電容補(bǔ)償量的計(jì)算一般由下式確定： )1c os 11c os 1()(221221 ?????? ???? PtgtgPQ c式中： P－最大負(fù)荷日平均有功功率 ， kw； tgφ tgφ2－補(bǔ)償前后功率因數(shù)角的正切值； cosφ cosφ2－補(bǔ)償前后功率因數(shù)值； Qc－補(bǔ)償電容容量， kvar。 節(jié)能電機(jī)的種類及節(jié)能原理 目前油田為常用的節(jié)能電機(jī)主要有三類，即：高轉(zhuǎn)差電機(jī)、雙功率電機(jī)、永磁電機(jī)。 （ 1）高轉(zhuǎn)差電機(jī) 目前應(yīng)用的高轉(zhuǎn)差電機(jī)均為引進(jìn)技術(shù)。一是美國(guó)技術(shù)；二是俄羅斯技術(shù)。兩種技術(shù)特別有著本質(zhì)的區(qū)別。 美國(guó)技術(shù)著重從解決電機(jī)的散熱問(wèn)題角度來(lái)提高電機(jī)的轉(zhuǎn)差率 。 使用的材料是鋁合金材料 ，它利用鋁合金材料的散熱能力強(qiáng)的特點(diǎn)提高電機(jī)的轉(zhuǎn)差率 。 CJT系列高轉(zhuǎn)差電機(jī)是這一技術(shù)的代表產(chǎn)品 。 俄羅斯技術(shù)著重從提高電機(jī)繞組的絕緣等級(jí)，實(shí)現(xiàn)提高電機(jī)搞高溫性提高電機(jī)的轉(zhuǎn)差率。YCCH系列電機(jī)是這一技術(shù)的代表產(chǎn)品。 （ 2） 多速電機(jī) 該電機(jī)主要是通過(guò)設(shè)計(jì)電機(jī)定子，在定子中安裝兩套不同極對(duì)數(shù)的定子繞組，并結(jié)合高轉(zhuǎn)差電機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，通過(guò)提高定子繞組的絕緣等級(jí)，使電機(jī)實(shí)現(xiàn)了雙速、雙功率、高轉(zhuǎn)差的技術(shù)特點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的效果。從節(jié)能機(jī)理上主要有兩點(diǎn)，一是具備的高轉(zhuǎn)差的節(jié)能技術(shù)特點(diǎn)；二是具備了通過(guò)自動(dòng)調(diào)整接線方式實(shí)現(xiàn)雙速（雙功率）運(yùn)行的特點(diǎn)，揭高了電機(jī)的功率利用率。 節(jié)能配電箱的種類及節(jié)能原理 節(jié)能配電箱主流產(chǎn)品有三大類：一類是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)工作電壓的配電箱；另一類是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整電機(jī)接線方式變換電機(jī)工作功率；第三類是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)呐潆娤洹? （ 1） 自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)工作電壓的原理 該技術(shù)是利用跟蹤電路，對(duì)電機(jī)的工作電流進(jìn)行跟蹤，并通過(guò)控制電路，控制主回路中的大功率晶體管（即可控硅）的導(dǎo)通角，實(shí)現(xiàn)大電流工作時(shí)導(dǎo)通角大，工作電壓大；小電流工作時(shí)導(dǎo)通角小，工作電壓小。由此實(shí)現(xiàn)電機(jī)在不同負(fù)荷條件下工作電壓的自動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。 該技術(shù)的特點(diǎn)是 ， 實(shí)現(xiàn)電機(jī)工作電壓的自動(dòng)控制 ， 并且直接受到接線方式的限制 。 其節(jié)能效果也受到產(chǎn)品的一個(gè)重要指標(biāo)的限制 ， 即：動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間 。 動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間越短 ， 跟蹤調(diào)壓的效果就越好 ， 節(jié)能效果就越顯著 。 但該技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中有可以出現(xiàn)涌流現(xiàn)象，即有可能產(chǎn)生高壓二次諧波，從而對(duì)供電電網(wǎng)造成污染。 （ 2）自動(dòng)調(diào)整電機(jī)接線方式 YΔ轉(zhuǎn)換的額定功率比為 1： 。 目前采用的控制方法與自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)工作電壓的原理基本相似 ， 它是通過(guò)對(duì)電流的跟蹤 ，待啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束 （ 這段時(shí)間電機(jī)的啟動(dòng)電流較正常工作電流高于 2倍左右 ） ， 工作電流恢復(fù)時(shí) ， 利用控制技術(shù)直接將電機(jī)接線方式進(jìn)行變換 。 （ 3） 自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償 自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)也稱為動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)。該技術(shù)是將電容補(bǔ)償技術(shù)與自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)工作電壓技術(shù)兩者結(jié)合的產(chǎn)物。該技術(shù)是利用跟蹤電路，對(duì)電機(jī)的工作電流進(jìn)行跟蹤，并通過(guò)控制電路，控制并聯(lián)回路中的大功率晶體管（即可控硅）的導(dǎo)通角，實(shí)現(xiàn)大電流工作時(shí)導(dǎo)通角小，電容補(bǔ)償量大；大電流工作時(shí)導(dǎo)通角小，電容補(bǔ)償量小。由此實(shí)現(xiàn)電機(jī)在不同負(fù)荷條件下電容補(bǔ)償量的自動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。 其它節(jié)能技術(shù) 其它節(jié)能技術(shù)中主要介紹液力藕合器、離合器的工作原理。其實(shí)這兩種技術(shù)的工作原理相同，就是改善電機(jī)消耗功率不均衡。不同點(diǎn)是前者安裝在電機(jī)的輸出端，后者安裝在抽油機(jī)減速箱的輸入端，取代大帶輪。 其原理是電機(jī)啟動(dòng)后，液力藕合器或離合器開(kāi)始積蓄能量，當(dāng)積蓄的能量足夠大時(shí)，便釋放能量幫助電機(jī)帶動(dòng)了抽油機(jī)減速箱齒輪旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的軟起動(dòng)。在抽油機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)程中，當(dāng)負(fù)荷小時(shí)，液力藕合器或離合器積蓄能量，當(dāng)負(fù)荷大時(shí)釋放能量，從而使電機(jī)工作在負(fù)荷較為均衡的工作條件之下，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。 第五節(jié) 抽油機(jī)井的清防蠟 石油主要是由各種組份的烴（碳?xì)浠衔铮┙M成的多組份混合物溶液。各種組份的烴的相態(tài)隨著其所處的狀態(tài)（溫度和壓力）不同而變化，呈現(xiàn)出液相、氣相和固相。其中的固相物質(zhì)主要是碳原子數(shù)為 1664的烷烴（即 C16H34C64H130），這種物質(zhì)叫石蠟。 石蠟在油藏條件下一般處于溶解狀態(tài) ， 隨著溫度的降低其在原油中的溶解度降低 ， 同時(shí)油越輕對(duì)蠟的溶解能力越強(qiáng) 。 對(duì)于溶有一定量石蠟的原油 ， 在開(kāi)采過(guò)程中 ， 隨溫度 、 壓力的降低和氣體的析出 ， 溶解的石蠟便以結(jié)晶體析出 、 長(zhǎng)大 、聚集和沉積在管壁等固相表面上 ， 即出現(xiàn)所謂的結(jié)蠟現(xiàn)象 。 油井結(jié)蠟一方面影響著流體舉升的過(guò)流斷面，增加流動(dòng)阻力；另一方面影響著抽油設(shè)備的正常工作。因此，防蠟和清蠟是含蠟原油開(kāi)采中需要解決的重要問(wèn)題。 一、影響結(jié)蠟的因素 影響結(jié)蠟的因素主要原因有四個(gè)方面，即：原油的組份（包括蠟、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的含量）、油井的開(kāi)采條件（壓力、溫度、油氣比和產(chǎn)量）、原油中的雜質(zhì)（泥、砂、水等）以及沉積表面的粗糙度和表面性質(zhì)。 油井結(jié)蠟的過(guò)程 （ 1） 當(dāng)溫度降至析蠟點(diǎn)以下時(shí) ， 蠟以結(jié)晶的形式從原油中析出； （ 2） 溫度和壓力繼續(xù)降低 ， 氣體析出 ， 結(jié)晶析出的蠟聚集長(zhǎng)大形成結(jié)晶體； （ 3） 蠟晶體沉識(shí)在管道和設(shè)備的表面 。 從形成新相 （ 石蠟晶體 ） 所需的能量角度來(lái)看 ， 石蠟首先要在油流中的雜質(zhì)和固體表面粗糙處形成 ， 因?yàn)檫@樣所需的能量最小 。 大量研究表明 ， 當(dāng)溫度降低到某一值時(shí) ， 原油中溶解的蠟便開(kāi)始