抽油机智能调平衡装置的研制

游梁式抽油机是油田目前主要采用的举升装置,游梁式抽油机井的耗电量占油田总用电量的40%。由于抽油机悬点在运动时,上下冲程中受到载荷不均匀,通常采用调平衡的方法来减小对抽油装置的影响,但普遍存在平衡效果差,能耗高的问题。针对油田游梁式抽油机调平衡过程中存在的问题,开展游梁式抽油机智能调平衡装置研究。在常规游梁式抽油机基础上,增加尾平衡梁,将原来的曲柄平衡方式改为曲柄与尾平衡梁的复合平衡方式,通过传感器监测抽油机平衡率,控制系统根据平衡率给出平衡调整信号,控制驱动机构带动尾平衡梁向平衡块移动,从而实现抽油机平衡自动调节功能。通过试验,抽油机电流平衡率为85%~100%,功率平衡率为50%以上,改造后可节约8%~10%的能耗。

抽油机井节能潜力分析方法研究与应用

大庆长垣油田目前抽油机井系统效率平均为30.87%,系统效率低于25%的井数占比达到18.76%,抽油机井系统效率有进一步提升空间。根据抽油机井人工举升理论、抽油机井多节点能耗分布规律,明确影响各节点能耗损失的关键因素,提出一套适用于现场工程应用的抽油机井节能潜力优化判断方法,快速分析抽油机井各个节点的提效潜力,提出对应优化措施,在大庆长垣油田应用330口井,系统效率平均提高3.6个百分点,实现抽油机井节能潜力的快速、精准挖掘和优化措施的精准施策。

基于大数据分析的机采井组最优产能模型的确定与应用

基于大数据分析的机采井组优化技术,进行了现场应用。按照大数据技术原理确定的井组划分原则,采用“以注定采”的优化方式,实现对抽油机井组产液量准确的预测,给出了井组内各抽油机井1 a内的连续调控方案,解决了以单井为基础进行优化的有效周期短、沉没度波动大的问题。有效的延长了检泵周期,降低了机采井能耗及日常维修维护成本,满足了机采井低成本开发的需要,实现开发效益最大化,年创效益111.25万元,为后期油田智能化建设提供技术支撑。

催化裂化装置主风与增压风跨线加控制阀

催化裂化装置主风与增压风跨线加控制阀的技术改造项目的目的是为了达到节能降耗、保证增压机平稳运行、利于增压机故障停机时事故快速处理,保证装置尽快恢复正常生产。其技术改造是通过在装置原设计主风与增压风跨线为一手阀的基础上,增加一套控制阀组,且保留原设计跨线上的手阀作为新增加控制阀的副线阀,进而实现远程(主控室)调节主风进入增压风系统的流量,从而降低增压电动机的电流达到节能的目的。在增压机故障停机时,DCS内操人员及时打开此控制阀,将主风补充到增压风系统,用主风暂时替代增压风维持待生线路的催化剂循环流化正常,增加的控制阀还起到防止离心式压缩机防喘振的作用。

提高抽油机系统效率技术研究

抽油机系统能耗问题日趋严重,直接影响油田的开采成本。面对机采井数和产液量不断增加、平均单井产油量下降的不利局面,为控制生产成本及机采耗电持续上升的势头,不断探索完善机采节能技术,加大节能设备的应用力度。深入开展提高抽油系统效率的技术研究,对提高油田采油工程技术水平和经济效益具有重要意义。通过分析吐哈油田抽油机井系统效率现状,研究分析影响系统效率的一些主要因素,总结了近几年在提高系统效率上所做的主要工作及取得的成功经验。通过现场测试对抽油井系统进行分析,提出了提高系统效率的技术对策,为油田下一步提高系统效率提出了意见和建议。

油田能源管控建设实践

油田开发能耗成本在油田经营成本构成中,一直占据重要地位,控制能耗增长,对油田企业降本增效工作的开展,具有重要意义,同时,石油化工行业,作为国家能耗大户,开展节能降耗工作,有利于推动国家“双碳”战略目标的实现。通过实践,A油田企业依托数字化、智能化油田优势,开展能源管控建设,能源消耗得到了有效控制,平均单井用人成本下降了37.7%,吨液综合能耗下降了19.1%,取得了良好的经济效益、社会效益及环境效益。

提高油气田加热炉热效率技术研究

加热炉作为油田的主要节能对象,其热效率的高低直接影响着油田的节能评价。油气田加热炉节能测试过程中通过测试设备得出的实时数据,并对数据进行现场分析后,找出其节能点,通过对加热炉的技术改造,重点放在燃烧不充分、辐射段散热损失大、排烟温度过高等关键环节,从系统和技术方面对加热炉相关关键部件进行优化,提高现有加热炉的运行效率,使用单位对设备运行参数进行现场调整,提高加热炉运行管理水平,以达到设备效率最大化的方法,实施后平均热效率提高至90%,年节约天然气229.98×10^(4)Nm^(3)。通过这种技术服务的方法,既可以提高油田加热炉热效率,还可以有效发挥节能监测的意义,最终达到节能降耗的目的。

复杂注水管网系统仿真优化研究

注水系统是油田地面工程主要的耗电单元之一。为降低油田注水系统耗电,针对多节点、多体系注水系统,开展了复杂注水管网系统仿真优化研究。该研究基于GIS数据,对某油田多源环-枝状注水系统进行了建模,通过采用最优化拟合技术,建立了注水管网水力修正优化计算模型,并采用混合牵引DFS方法进行了求解,求解精度与现场实测数据的相对误差控制在5%以内。据此提出了注水系统具体可行的注水泵运行优化方案,可以满足油田生产运行需要,总耗电量下降了0.98×104kWh/d,取得了较好的节能效果。

原油化验室设备优化实现节能降耗

原油化验室是油田开发过程中的一个重要单元,是检验原油质量指标原油含水率和有机氯两大检测指标的来源地。通过对原油有机氯的来源与危害的分析,针对原油化验室原油蒸馏过程中存在的能耗高、检测时间长、检测效率低、温控效果差、员工劳动强度大等实际问题,提出实施支管优化措施、温控部分优化、接收器部分优化和工艺流程优化等原油化验室蒸馏设备优化措施,化验室现场应用及效果,并对综合效益进行了分析等。实践证明,实施优化措施后,该项目节油率达到51.6%、节电率达到33.4%,具有良好的节能降耗效果,改善了原油化验室蒸馏设备的性能,提高原油有机氯检测效率,特别是对高含水、高黏度原油的有机氯排查检测能力,缩短了检测时间,降低了员工的劳动强度,具有良好的推广应用前景。

胜利油田多措并举推进绿色低碳发展

胜利油田牢固树立“奉献清洁能源、践行绿色发展”理念,严守生态保护红线、环境质量底线、资源利用上线,严格落实能耗“双控”要求,全力推进绿色企业行动计划,全面完成集团公司下达目标任务。针对油田能源环境基础薄弱、能源双控压力突现、依法合规压力巨大和绿色技术储备不足等四个方面的问题,结合油田生产实际,有针对性地提出健全能环管理体系、实施结构调整优化、实施调整能源消费结构、加强环境质量管控和推进绿色清洁生产等5项具体对策措施。实践证明,这些措施均十分有效,“十三五”末相比于2015年,胜利油田分公司能耗总量、强度分别下降25.9%、14.9%,胜利石油管理局能耗总量、万元产值综合能耗分别下降1.1%、9.6%;节能减排效果显著。

抽油机减速箱自润滑双级油封总成的研制与应用

减速箱作为机械采油过程中的重要生产设备,长期在野外运行,由于箱体内压力高、回油槽堵塞、油封刃口与轴套发生干磨导致密封失效等原因易造成减速箱各部位发生漏油,成为生产过程中设备管理的一大顽疾,困扰油井的正常生产。针对以上问题,研制了减速箱双级油封总成,增加减速箱轴承密封级数,实现自润滑功能,解决了减速箱在轴承端盖部位漏油问题。现场124台抽油机减速箱成功应用后,达到了时率增产、降低油耗、杜绝污染等目的,累计创效154.54万元,延长减速箱输入轴和输出轴密封周期2~3倍,取得了降本增效和环保效益的双赢。

油田螺杆泵井新型封井器的研制与应用

油田开发中螺杆泵的应用范围极为广泛,在提高油气开采效率上发挥了重要作用。螺杆泵采油设备经过多年的技术研究和应用,设备运行的稳定性及可靠性不断提升,螺杆泵井相关技术已日趋成熟,但在驱动装置部分配套设计上仍有改进潜力。特别是螺杆泵井驱动装置封井器由于年久腐蚀及操作磨损等原因,芯体和橡胶密封体经常性损毁,操作工人更换芯体时必须压井后将井下液体放空,确认无压后才能进行维修操作,极易造成环境污染,同时也延长了处理故障的时间,增加了维修成本。为此,研制了油田螺杆泵井新型封井器,实现不停机、不压井对封井器维修。维修时间由改进前4 h缩短为0.5 h,并避免了单井占产损失8.5 t,累计挽回产量损失850 t,创经济效益295万元。节约维修成本1/3以上,减轻劳动强度,减少操作程序、不可控环节以及环境污染。

复合软管内穿插修复技术在油田的适用性研究

随着三次采油技术的工业化推广,水驱、聚驱、三元复合驱多种开发方式并存,埋地金属管道内腐蚀现象频发,为有效解决环境敏感区非开挖管道维修更换问题,引进了复合软管内衬穿插修复技术。通过对软管内衬材质性能评价、管道修复缩径后水力计算,确定涤纶纤维增强TPU复合软管可根据原低压金属管道运行工况设计,修复后管径可满足生产实际需求,并通过现场掺水管道应用试验评价,进一步明确了涤纶纤维增强TPU复合软管可适用于管径大于60 mm的油田集气输油、污水等低压系统金属管道修复。内穿插修复工艺与传统管道修复技术相比,时效可提高50%,节省更换成本10%~25%,节约掺水泵电能消耗约10%,具有较好的经济效益与社会效益,该技术可在油田进行推广应用。

实现抽油机低冲次运转的过渡轮

随着油田的不断开发,部分抽油机井出现供液不足、间歇出油的情况,从而导致抽油机泵效变差,电动机能耗大,下调冲次时受电动机轴直径、电动机皮带轮外径的制约,最低只能调至2.5次/min,电动机做功略有下降,但是与低液量相比仍消耗了较高的能耗,低产出高能耗导致单井管理成本居高不下。针对此情况,设计制作了一套降低抽油机转速的过度装置,通过轴传动原理实现减速目的,能够将抽油机冲次由2.5次/min降低到1.2次/min,增加抽油泵充满程度的同时,降低了电能消耗。主要应用在结蜡严重的抽油机井设备上,避免了油井因长时间停井而造成蜡卡修井的可能性,取得良好的经济效益。

油井动态节能装置在油田生产中的应用

机采设备是油田开发生产的重要能耗设备。针对机采设备没有实时采集数据进行控制,不能实现自动调频和跟踪,导致变频节能控制的性能不能得到有效发挥,特别是对稠油、出砂、高黏等油井,抽油机脱抽的现象时有发生,造成抽油机能耗的浪费等问题,提出了应用油井动态节能装置的技术改造思路,介绍了某采油厂稠油区块油井生产现状、油井动态节能装置的工作原理、功能特点及主要技术指标、现场应用情况及效果等内容。实践证明,该节能装置是一种比较理想的新型油井电动机节能控制设备,其综合节电率能达到50%以上,推广应用268台,实现年节电达962.12×10^(4)kWh,具有良好的经济效益和社会效益。

龙一联合站余热回收利用

龙一联合站作为采油九厂北部油田的枢纽站,随着北部油田新区块的生产开发,该站处理量逐年增大,导致耗电、耗气等耗能量不断增加。而该站处理工艺中没有充分利用污水余热和燃气发电机组高温烟气的余热,造成能源浪费。针对这一问题,通过分析龙一联热负荷和余热现状,提出了压缩式热泵机组联合烟气余热回收装置的余热回收工艺,利用该工艺回收余热6.33 MW,可以完全替代采暖炉和脱水加热炉,部分替代掺水加热炉和外输加热炉。龙一联合站通过这种余热回收工艺回收低温余热和烟气余热,每年节省标准煤3579.4 t,最终达到降低生产运行成本、节约能耗的目的。

油田新能源应用发展探究

新能源产业持续发展,各大油田相关业务不断增多,新能源与传统油气田生产融合的进程中,将会面临政策制度、技术科研、运维管理等突出难题,亟待解决。大庆油田新能源发展布局处于初期阶段,油气勘探开发、采收技术多领域共建已有一定进展。探究大庆油田风和光伏发电、地余热、CCUS等矿区新能源现状,剖析绿色低碳转型问题和面临的挑战,并提出了科学精准定位、统筹规划管理、人才技术创新、模式联控投资、多能互补提效等多维度的合理建议及对策,可有利促进油田新能源发展。

基于绿色低碳的伴生气回收与利用技术

针对油田生产过程中油井套管气和储油罐挥发气影响油井正常生产和造成环境污染的情况,创新发明了防冻堵定压放气阀和定时定压的储油罐挥发气回收装置,充分回收了油井套管气和大罐挥发气。防冻堵定压放气阀利用油井产出液自身的热量为放气阀伴热,解决了套管气在回收过程中因气锁、节流、冻堵等影响生产的难题,使用后井口回压与套压明显下降,并提高了油井产量,将收集的套管气用于井口燃气加温装置,节约了为集油管线伴热的用电。采用定时定压的混输型储油罐抽气装置,解决了以往回收装置因橡胶气囊易老化和螺杆压缩机进入液体造成设备损坏及闪爆的技术难题,充分回收了大罐挥发气,消除了安全环保风险。同时利用天然气发电装置将回收的天然气用于站内外生产用电。伴生气的回收与利用,既保证了井站的正常生产,又提高了油井产量,降低了环境污染,实现了绿色低碳生产。

桩西采油厂抽油机半直驱永磁电动机推广应用及效果评价

由于游梁式抽油机现有的皮带轮驱动方式中间环节多、能耗较高,且存在一定的安全隐患。而抽油机半直驱永磁电动机具有大扭矩,低转速、效率高的特点,因此将电动机安装在减速箱输入轴上,直接驱动减速器,便可减少皮带传送环节,实现抽油机正常运转,具有节能及安全的技术优势。经现场试验及改进,3 a来桩西采油厂机采系统推广应用半直驱永磁电动机77台,实施后,减少了皮带损耗及消耗费用,降低了工人劳动强度,消除了安全隐患,取得了良好经济效益及社会效益。

长庆油田CCER项目开发探索与思考

随着“双碳”政策的逐步落地以及全国碳交易市场的不断完善,自愿减排市场获得广泛关注,我国国家核证自愿减排量(CCER)有望在再次重启。长庆油田将新能源定为三大主营业务之一,大力推进节能降耗,加快实施清洁能源替代,稳步推进林业碳汇及战略储备新兴业务。通过结合新能源项目建设进展,探索了长庆油田CCER项目开发的方向和可行性,梳理出CCER开发路径,对项目开发流程中的关键环节包括项目识别、项目设计、项目实施监测报告等进行了分析,为今后长庆油田开展自愿减排项目提供了借鉴。