《机采系统效率培训材料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机采系统效率培训材料（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机采系统效率培训材料,采油工艺研究所 2012年3月,提 纲,第一部分 系统效率的基本概念 第二部分 影响系统效率的主要因素 第三部分 系统效率的测试与分析 第四部分 提高机采系统效率的途径,一、系统效率的基本概念,1.系统效率的定义,抽油机井的系统效率,抽汲系统有效功率与系统输入功率之比。,抽油机井的有效功率：,式中：P有有效功率，kw; Q油井产液量，m3/d; H有效扬程，m; 油井液体密度，t/m3; g重力加速度，g=9.8m/s2。,在一定的扬程（H）下，将井内液体输送到地面所需要的功率。,一、系统效率的基本概念,一、系统效率的基本概念,抽油机井的输入功率,式中：P入输入功率，kW
2、； np有功电能表所转的圈数，r； K电流互感器变化，常数； K1电压互感器变化，常数； Np有功电能表耗电为1kwh时所转的圈数，r/(kWh); Tp 有功电能表转np圈所用时间，s。,是指拖动机械采油设备的电动机的输入功率。,光杆功率：,2.抽油机井的系统效率分解：,是指光杆提升液体和克服井下各种阻力所消耗的功率。,式中：P光抽油机井光杆功率，kw； A示功图的面积，mm2； Sd示功图减程比，m/mm； fd示功图力比，N/mm； ns光杆实测平均冲次，min-1。,一、系统效率的基本概念,抽油机井的地面效率 ：,式中：地 抽油机井的地面效率。,分界点,P光 抽油机井的光杆功率；,P入
3、抽油机井的输入功率；,一、系统效率的基本概念,抽油机井的井下效率 ：,式中：井抽有机井井下效率。,P有 抽油机井的有效功率。,分界点,一、系统效率的基本概念,抽油机井的系统效率分解：,式中：系 抽油机井的系统效率；,井 抽油机井的井下效率；,地 抽油机井的地面效率；,一、系统效率的基本概念,一、系统效率的基本概念,抽汲过程中的能量分布:,P光=P有效+P井下阻力损耗,P入=P光+P机械损耗,一、系统效率的基本概念,抽汲系统能耗分析,系统输入能量,地面机械损耗,举升液体 有效能量,井下阻力损耗,气体膨胀能,电 能,+,P电P膨P有P无,深井泵采油过程就是克服阻力做功的过程,系统输入能量一部分用于
4、举升液体,使其具有一定的势能,而大部分则克服举升过程中的阻力做功而消耗损失掉。,提 纲,第一部分 系统效率的基本概念 第二部分 影响系统效率的主要因素 第三部分 系统效率的测试与分析 第四部分 提高机采系统效率的途径,二、影响系统效率的主要因素,根据有杆泵抽油机井系统效率的构成,可以知道,在油井地层条件一定的情况下，影响机采系统效率的主要因素包括地面因素、井下因素和管理因素等方面,而且这三者之间是相互联系与制约的。,1、地面因素 （1）大马拉小马现象。抽油机在运转过程中负荷具有交变载荷的特点，要求在选择驱动电动机容量时都留有足够的裕度，以满足抽油机的启停要求。电动机在正常运行时均以轻载运行，存
5、在“大马拉小马”现象，是点击负载率低，对机采系统效率影响较大。 （2）传动皮带和减速箱摩擦损失。传动皮带和减速箱对机采系统效率的影响主要体现在传动过程中摩擦造成的功率损失。 （3）四连杆机构的弹性损失。抽油机的四连杆机构，它对机采系统效率的影响主要体现在摩擦传动过程的功率损失和往复运动过程中的弹性变形所造成的损失。,二、影响系统效率的主要因素,2、井下因素 （1）油管的漏失、弹性伸缩损失。油管柱功率损失直接影响到机采系统效率的高低，其损失主要包括油管漏失损失、产出液与油管内壁产生的摩擦损失和油管弹性伸缩损失等。 （2）抽油杆的摩擦及弹性伸缩损失。抽油杆的影响主要体现在抽油杆功率的损失，包括抽油
6、杆与油管的摩擦损失、抽油杆与井下液体的摩擦损失和杆柱弹性伸缩损失，与生产参数的确定有直接关系。,二、影响系统效率的主要因素,二、影响系统效率的主要因素,（3）抽油泵效的影响。抽油泵效是机采系统井下效率重要的一部分，其功率损失主要为抽油泵柱塞与衬套之间的摩擦损失、泵漏失损失和产出液流经泵阀时由于水力引起的功率损失。,（4）盘根盒的摩擦损失。盘根盒的影响表现在与盘根盒中密封填料的摩擦损失，突出表现在密封填料的材质、产出液含水率的高低和井口对中程度等方面。,3、设计和管理因素 （1）设计抽吸参数不匹配。抽吸参数的选择对系统效率的影响直接通过井下效率的高低和油井免修期的长短反应出来。其中，泵径、泵深、
7、冲程、冲次的大小对杆柱和液柱的惯性载荷、泵阀球的运动、柱塞的有效行程及运动状态都起着决定作用。 （2）抽油机设备保养不到位、不及时。地面设备润滑保养及传动皮带调整不及时、盘根盒调整不到位也会降低效率。,二、影响系统效率的主要因素,二、影响系统效率的主要因素,（3）抽油机的不平衡。抽油机平衡直接影响到连杆机构、减速箱和电动机的效率和寿命，而且会加大电动机内耗，使油井能耗增加，系统效率降低。无论是欠平衡还是过平衡，都会增加系统的输入功率，造成系统效率降低。电流平衡度为80%110%时电动机功率最低。,抽油机功率与平衡度关系曲线,提 纲,第一部分 系统效率的基本概念 第二部分 影响系统效率的主要因素
8、 第三部分 系统效率的测试与分析 第四部分 提高机采系统效率的途径,三、系统效率的测试与分析,1、测试目的,获得抽油机井单井及区块系统效率状况、分析目前系统设备配置及工作参数设置中存在的问题及缺陷，寻找提高系统效率的潜力点，最终实现降低设备的能耗，降低机采井举升成本、提高经济效益的目的。,2、测试仪器,目前我厂采用PMTS3.1型抽油机井系统效率分析仪（北京长森科技有限公司）。,三、系统效率的测试与分析,三、系统效率的测试与分析,3、测试点,三、系统效率的测试与分析,电能测试：电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率； 功图测试：抽油机井地面示功图，计算光杆功率；,测试注意事项：记录一定要从下
9、死点开始，这样才能得出正确的平衡分析结果。 常用的单相模式和三相三通道模式。单相模式用于检查每一相的接线情况，三相三通道用于实际抽油机测试。,三、系统效率的测试与分析,接线前拉下电闸。 测试时，电压夹的ABC一定要和电流钳的ABC相对应，不能搞错了。 电流钳的正面进电（来电从正面进，反面出）,三、系统效率的测试与分析,数据检验： 电压线相对平直，与电压等级相符 电流线与功率线有对应关系（功率高，电流也度，功率出现负的峰值，电流出现正的峰值） 功率曲线会落地，大部分为正值，可能有少量负值，不能负值大于正值，不能是一条直线 平均有功功率大于光杆功率,5、系统效率分析,抽油机井系统效率分析及优化设计
10、软件,三、系统效率的测试与分析,三、系统效率的测试与分析,单井数据录取,井号、产液量、含水、产液密度、泵径、油压、套压、泵深、动液面、报表冲程、报表冲次、沉没度。,提 纲,第一部分 什么是抽油机的系统效率 第二部分 影响系统效率的主要因素 第三部分 系统效率的测试与分析 第四部分 提高机采系统效率的途径,1、优化抽油参数 在保持产液量平稳的前提下，按照“长冲程、低冲次、适当泵径”的原则对油井进行抽油参数优化，提高抽油泵效，对单井产液量小于2m3/d的油井采取间歇抽油措施，以现场易施工的方案进行实施，优先实施地面措施。,2、做好抽油机维护保养 定期进行抽油机维护保养，坚持抽油机“平衡率、对中率、
11、水平率、润滑合格率、紧固合格率”的配套管理制度。使上、下冲程减速器曲柄的最大净扭矩基本相等，最大限度保持上、下冲程电动机作功相等，抽油机平衡度控制在80110之间。,四、提高机采系统效率的途径,四、提高机采系统效率的途径,以“六防”工艺配套为基础，开展井筒综合治理，提高井筒举升效率。 根据不同区块油井气油比大小采取相应的防气措施，采取井口控制套压方法，保证合理沉没度，减少气体对泵效的影响；或根据需要采用井下油气分离器； 采用固体防蜡器、温控短路热洗、自能热洗以及井筒加药等清防蜡措施；,3、提高井筒举升效率,四、提高机采系统效率的途径, 对于井筒结垢严重的油井，采用井下固体防垢器、挤注法清垢，在结垢油井井筒投加防垢剂； 油管柱腐蚀严重的油井，在井筒投加缓蚀剂； 应用抽油机井优化诊断设计系统，合理配置抽油杆柱组合比例及扶正防磨措施； 推广应用整筒泵，井斜角超过35应用斜井泵，配套油井助抽设施等提高泵效措施。,四、提高机采系统效率的途径, 加强节能配套设备的推广使用和管理，如软启动控制箱、功率因数动态补偿装置、间开控制器、超低冲次皮带轮等节能装置的推广应用； 新建区块推广使用节能型低冲次抽油机，配套使用节能电机和节能控制箱。,4、配套使用节能设备,汇 报 结 束,
