【正文】 ②皮帶輪使用傳動效率高的窄 V帶，調(diào)節(jié)其張緊程度，防止打滑，特別是雨雪天氣。 （ 4）加強(qiáng)抽油機(jī)的保養(yǎng)，提高抽油機(jī)傳動效率 可以從以下幾方面提高抽油機(jī)的傳動效率： ①保持抽油機(jī)的平衡 塔河油田機(jī)采井工藝優(yōu)化 26 抽油機(jī)調(diào)平衡是優(yōu)化 抽油機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、節(jié)能降耗、提高系統(tǒng)效率和設(shè)備運(yùn)行壽命的重要管理環(huán)節(jié)。但大直徑抽油泵的使用要受到套管尺寸及油管尺寸以及抽油桿強(qiáng)度的限制。 ④泵徑對能耗的影響 較大泵徑配以合理的最小沖程，可以使能耗最小，即系統(tǒng)效率最高。對常規(guī)型抽油機(jī)，抽汲參數(shù)匹配得好與差，有桿抽油系統(tǒng)效率相差近 10%；對異相曲柄平衡抽油機(jī)，抽汲參數(shù)匹配得好與差，有桿抽油系統(tǒng)效率相差近 8%。 ②沖程沖次對系統(tǒng)效率的影響 在泵徑、泵掛深度、有效揚(yáng)程、桿柱組合相同的條件下，不同沖程沖次的配合直接影響排量、懸點(diǎn) 動載荷、沖程損失等，從而影響系統(tǒng)效率。 ①泵掛深度對系統(tǒng)效率的影響 機(jī)抽井在一定的機(jī) 桿 泵匹配條 件下，存在一最佳沉沒度：沉沒度過大，下泵深度及抽油桿柱長度 相應(yīng) 增加，除抽油桿柱與油管柱的彈性變形即沖程損失略有增加外，抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷必然增加，系統(tǒng)輸入功率與能耗必然增加，導(dǎo)致系統(tǒng)效率降低；反之，若沉沒度過小，因沉沒壓力低導(dǎo)致溶解氣釋放、泵充滿程度下降而引起泵效降低進(jìn)而使有效功率降低，同樣會導(dǎo)致系統(tǒng)效率降低。 ⑦多相分離器、抽油泵承載閥等井下配套裝置 這些井下配套工具有助于改善抽油泵工況，提高抽油泵充滿系數(shù)與泵效。使用玻璃鋼抽油桿能減小井下西南石油大學(xué)工程碩士研究生學(xué)位論文 25 功率損失，同時(shí)增大柱塞的超行程。利用滾輪接箍和扶正器能減小桿柱的摩擦功率損失和桿柱的變形，可減小桿柱的功率 損失，對于斜井和定向井效果更佳。 ③天然氣發(fā)動機(jī) 由于大多數(shù)抽油井均有一定的伴生氣量，而這部分天然氣的集輸和利用有一定的困難，利用該伴生氣作天然氣發(fā)動機(jī)的燃料，以作為抽油機(jī)井系統(tǒng)的動力，對油田節(jié)約電力、降低成本具有重要的意義。普通電動機(jī)轉(zhuǎn)差率在 2%~5%之間，高轉(zhuǎn)差電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率可在 14%~25%之間，因此高轉(zhuǎn)差率電機(jī)具有較軟的機(jī)械特性，可以隨懸點(diǎn)載荷的變化，電動機(jī)轉(zhuǎn)速在較大范圍內(nèi)變化。 ②節(jié)能電動機(jī) 節(jié)能電動機(jī)又稱高轉(zhuǎn)差電動機(jī)。 （ 2）使用節(jié)能型抽油設(shè)備 節(jié)能型抽油設(shè)備的使用是提高有桿抽油系統(tǒng)效率的“硬件環(huán)境”，是提高系統(tǒng)效率的重要保證。因此，電機(jī)效率是影響抽油機(jī)井系統(tǒng)地面效率的主要因素。 根據(jù)抽油機(jī)的工作特點(diǎn)，其電機(jī)負(fù)載率在 40%～ 50％為正常，負(fù)載率超過 50％為過載，應(yīng)換功率更大一級的電機(jī)，負(fù)載率不足 35％為輕載，即“大馬拉小車”，裝機(jī)功率應(yīng)下調(diào) [34]。 為較大幅度地 提高系統(tǒng)效率 ，對于抽油機(jī)井課采取如下 措施： （ 1）合理選擇抽油機(jī)型號與電機(jī)功率 合理選擇抽油機(jī)型號與電機(jī)功率是一個(gè)簡單但又具有普遍性的問題。 提高地面系統(tǒng)的 主 要措施 ： 根據(jù)油井井況和抽油桿 柱、泵徑、機(jī)抽參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果，優(yōu)選電機(jī)和抽油機(jī)，包括選配節(jié)能電機(jī)和抽油機(jī)及及時(shí)確定和調(diào)整平衡重或平衡半徑。 提高機(jī)采井系統(tǒng)效率的措施 影響機(jī)采井系統(tǒng)效率的因素主要有 [32]：地面設(shè)備（主要是電動機(jī)、設(shè)備傳動等引起的損耗）、井下工具 （抽油桿的結(jié)構(gòu)尺寸、強(qiáng)度、重量及組合方式，抽油泵的結(jié)構(gòu)等） 、采油管理方面 （生產(chǎn)參數(shù)設(shè)計(jì)的不合理、泵效的降低等） 和其他方面 （井斜狀況、井筒流體的組份與物性、地層能量等） 等。由于離心泵揚(yáng)程有一定的壓頭余地，可有效地保證泵效有較高的水平，采用減級措施后，可使耗電量有所下降，系統(tǒng)效率上升。分析該井系統(tǒng)效率偏低的原因：一是泵排量偏小不能發(fā)揮作用，導(dǎo)致液面抽汲不下去；二是由于泵深過大，揚(yáng)程偏高，致使能耗較高。另一方面可能排量偏大，造成嚴(yán)重欠載，能耗偏高。因而作業(yè)需上提泵掛 397 米。 ⑥ TK909H 井：該井動液面高、沉沒度高，導(dǎo)致系統(tǒng)效率偏低。分析該井系統(tǒng)效率偏低的原因：泵排量偏小不能發(fā)揮作用，導(dǎo)致液面抽汲不下去，揚(yáng)程偏小增加能耗（揚(yáng)程與泵深之間余量不足）。建議分析該井生產(chǎn)能力，選擇排量 150m3/d 電泵生產(chǎn)，同時(shí)離心泵揚(yáng)程選用 2020 米。 ④ TK467 井：該井泵效較高、動液面在井口、沉沒度高，導(dǎo)致系統(tǒng)效率偏低。分析該井系統(tǒng)效率偏低的原因：泵排量偏小不能發(fā)揮作用，導(dǎo)致液面抽汲不下去，揚(yáng)程偏大（揚(yáng)程大于泵深 536 米），浪費(fèi)舉升能力。建議上提泵掛139 米，由于離心泵揚(yáng)程有一定的壓頭余地，可有效地保證泵效有較高的水平；需分析該井產(chǎn)能情況，如產(chǎn)量達(dá)不到 120m3/d 以上時(shí)，建議換小排量電泵生產(chǎn)。由于離心泵揚(yáng)程有一定的壓頭余地，可有效地保證泵效有較高的水平，采用減級措施后，可使耗電量有所下降，系統(tǒng)效率上升。 表 312 電泵井系統(tǒng)效率小于 10%井情況分析表 序號 井號 頻率Hz 泵深 m 泵型m3/d 油壓MPa 套壓MPa 產(chǎn)液t/d 產(chǎn)油t/d 產(chǎn)水t/d 1 DK21H 2300 50 2 TK245H 30 2039 150 3 TK210 47 1764 50 4 TK467 32 1851 80 5 T414CH 45 1995 80 6 TK909H 25 2020 150 7 AT19H 35 2290 80 平均 2034 91 序號 井號 含水 % 泵效 % 動液面m 沉沒度 m 有功功率 kW 無功功率 kW 視 在功率 kW 系統(tǒng)效率％ 1 DK21H 211 2089 2 TK245H 1 2038 3 TK210 0 1764 4 TK467 0 1851 5 T414CH 0 1995 6 TK909H 0 1997 7 AT19H 0 2290 平均 30 2020 ① DK21H 井：該井由于泵深過大，而動液面高、沉沒度大，有效揚(yáng)程偏小，且能耗高，從而導(dǎo)致系統(tǒng)效率偏 低。 總計(jì) /平均 塔河油田機(jī)采井工藝優(yōu)化 22 (2)電泵 井系統(tǒng)效率測試分析 由于電泵測試井?dāng)?shù)較少（僅有 8 口），平均系統(tǒng)效率低（ %），且只有 1 口井系統(tǒng)效率大于 10%，其余 7 口井系統(tǒng)效率均小于 2%，故無法從泵掛深度、電泵泵型、實(shí)際揚(yáng)程、產(chǎn)液量等方面分析電泵泵效影響因素，僅從單井分析系統(tǒng)效率低下的原因。 6 TK213 70/44 3 0 動液面在井口，沉沒度高，但是沖程只有，沖程損失嚴(yán)重，參數(shù)偏小致使高舉升高度為 0，系統(tǒng)效率低。 4 TK127H 57 5 4 80 供液能力強(qiáng)，參數(shù)偏小致使高舉升高度偏低，系統(tǒng)效率低。 2 TK119H 44 5 3 210 該井泵效 %，供液能力強(qiáng)，參數(shù)偏小致使高舉升高度偏低。 系統(tǒng)效率小于 10%的機(jī)抽井情況統(tǒng)計(jì)見表 311。系統(tǒng)效率偏低的主要 原因是參數(shù)偏小使舉升高度偏低，系統(tǒng)效率偏低。 西南石油大學(xué)工程碩士研究生學(xué)位論文 19 表 310 系統(tǒng)效率大于 30%井情況分析表 序號 井 號 泵徑(mm) 沖程(m) 沖次(n/min) 產(chǎn)液(t/d) 泵效(%) 泵深 (m) 動液面(m) 沉沒度(m) 有功 功率(kW) 無功 功率(kW) 功率因數(shù) 系統(tǒng) 效率 (kW) 備注 1 DK23H 57 5 3 采用永磁無刷電機(jī) 2 S18 44 5 4 采用永磁無刷電機(jī) 3 TK123H 56 5 3 機(jī)泵桿配置合理，泵效高 4 TK337 44 2 24 長沖程低沖次能耗低 5 TK470CH 44 長沖程低沖次能耗低 6 TK7205 57 有效舉升高度高 7 TK929H 44 5 5 機(jī)泵桿配置合理， 沉沒度合理 8 TK716 56 3 有效舉升高 度高 9 TH10106 70/44 5 3 機(jī)泵桿配置合理，泵效高 10 S81 70/44 5 3 機(jī)泵桿配置合理 合計(jì) /平均 塔河油田機(jī)采井工藝優(yōu)化 20 ⑥ 低系統(tǒng)效率分析 本次系統(tǒng)效率測試的 37 口抽油機(jī)井中系統(tǒng)效率小于 10%有 7 口井，平均系統(tǒng)效率%，比抽油機(jī)平均系統(tǒng)效率低 個(gè)百分點(diǎn)。 主要是由于這部分井平衡狀況良好，電機(jī)選用了節(jié)能效果好的永磁無刷電機(jī)，加之參數(shù)設(shè)計(jì)合理，抽油泵在合理工況下生產(chǎn)，因而具備了較高的系統(tǒng)效率。本次系統(tǒng)效率測試的 37 口抽油機(jī)井中系統(tǒng)效率大于 30%的有 10 口井，平均系統(tǒng)效率 %，比抽油機(jī)平均系統(tǒng)效率高 個(gè)百分點(diǎn)。 抽油機(jī)井不同舉升高度系統(tǒng)效率統(tǒng)計(jì)情況見表 39。特別是動液面在21002600m 時(shí)，系統(tǒng)效率相對最高。抽油機(jī)井不同沉沒度系統(tǒng)效率統(tǒng)計(jì)情況見表 38。從表統(tǒng)計(jì)來看，當(dāng)沉沒度≤ 500m 時(shí)系統(tǒng)效率能夠大于平均系統(tǒng)效率，主要原因是由于動液面數(shù)據(jù)并非當(dāng)天所測、動液面大于 2500m 時(shí)存在失真造成的；當(dāng)沉沒度在 500m1500m 之間時(shí)系統(tǒng)效率較高，大于平均值；當(dāng)沉沒度大于 1500m 時(shí)，系統(tǒng)效率最低。 ③ 抽油機(jī)井沉沒度分析 從沉沒度分析，沉沒度太小，泵的充滿系數(shù)低，影響泵效，進(jìn)而降低系統(tǒng)效率；沉沒度大太，造成泵掛太深，載荷和沖程損失較大，從而降低系統(tǒng)效率。下泵深度越大，沖程損失體現(xiàn)地越加明顯，系統(tǒng)效率有所降低。抽油機(jī)井不同泵型系統(tǒng)效率統(tǒng)計(jì)情況見表 36。因此，管式泵 系統(tǒng)效率高于抽稠泵。通過現(xiàn)場測試和分析，可得出如下評價(jià)結(jié)論： （ 1）從泵型、泵 掛、沉沒度、動液面等方面對影響抽油機(jī)系統(tǒng)效率的因素進(jìn) 行了分塔河油田機(jī)采井工藝優(yōu)化 16 析，分析出系統(tǒng)效率高主要原因是油井具有合理的沉沒度、 平衡狀況良好、采用節(jié)能效果好的永磁無刷電機(jī)，加之參數(shù)設(shè)計(jì)合理，抽油泵在合理工況下生產(chǎn)；系統(tǒng)效率較低，主要是由于 參數(shù)偏小使舉升高度偏低，系統(tǒng)效率偏低，深抽井沖程損失增加； （ 2）電泵井系統(tǒng)效率低下的主要原因有：一是泵掛過大，動液面高，沉沒度低，有效揚(yáng)程偏??；二是泵排量偏小，不能發(fā)揮作用，導(dǎo)致液面抽汲不下去；三是揚(yáng)程偏大，能耗大，浪費(fèi)舉升能力； （ 3）在分析機(jī)采井系統(tǒng)效率影響因素的基礎(chǔ)上，提出了提高機(jī)采井系統(tǒng)效率的措施； （ 4）對 17 口 系統(tǒng)效率低下井進(jìn)行 了 優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出措施優(yōu)化建議，并通過重新測算，預(yù)計(jì)平均系統(tǒng)效率提高 個(gè)百分點(diǎn)。 表 34 抽油機(jī)井系統(tǒng)效率分級統(tǒng)計(jì)表 系統(tǒng)效率分級 ≤ 10% 1020% 2030% 3040% ＞ 40% 合計(jì) 井?dāng)?shù)（口） 7 4 16 6 4 37 平均值（ %） 電泵井測試 8 口井，平均系統(tǒng)效率 %，其中系統(tǒng)效率大于 10%的只有 1 口井，系統(tǒng)效率為 %，其余 7 口井平均系統(tǒng)效率僅為 %，系統(tǒng)效率偏低 ，具體見表35。 測試數(shù)據(jù)情況 2020 年共計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)效率測試 45 口井， 平均系統(tǒng)效率 %， 其中抽油機(jī)井 37口，平均系統(tǒng)效率 %；電泵井 8 口，平均系統(tǒng)效率 %，具體見表 33。 西南石油大學(xué)工程碩士研究生學(xué)位論文 15 塔河油田系統(tǒng)效率測試分析 測試儀器及計(jì)算 能耗測試儀選用哈爾濱最一特機(jī)電設(shè)備公司生產(chǎn)的 CY1 型抽油機(jī)井多參數(shù)電力分析測試儀，精度 級，屬工業(yè)測試儀表。? （ 315） 式中： 39。 式中： Hd— 油井動液面深度， m； P0— 回壓， MPa； Pt— 套壓， MPa； Hx— 油管吸入口深度（斜井應(yīng)是垂直深度）， m； ρ 0— 原油密度， t/m3； ④油井液體密度 當(dāng)油井液體密度未能實(shí)際測得時(shí)，可采用公式（ 313）計(jì)算： ? ? ff ??? ????? 01 （ 313） 式中： fw— 含水率， %； ρ w— 水的密度， t/m3； ⑤潛油電泵井的系統(tǒng)效率 1