低产抽油机井变速优化运行实践与认识

为解决大庆外围油田常规抽油机运行过程中系统效率较低、常规间抽执行率低等问题,在大庆油田开展了低产抽油机井变速优化运行技术研究和实践应用。建立了电参数、曲柄轴扭矩、减速箱振动和悬点示功图四节点测试评价方法,为抽油机变速优化运行提供节能评价依据。现场测试结果表明,与曲柄整周运行相比,摇摆模式下功率峰值下降77.6%,曲柄轴扭矩峰值降低67.3%,振动峰值和振动均值分别降低36.1%、80%,应用后示功图面积增加35.3%,供液不足得到明显改善,动液面波动范围仅为8.5 m;现场14口井测试结果表明,平均节电率为13.6%,系统效率平均提高3.6个百分点,现场累计节电量16.3×10^(4)kWh,累计节电费用10.4万元,显示了良好的应用前景。

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。

水、聚驱抽油机井负载特性变化规律统计分析

随着油井含水率的上升及油井见聚后,井液的性质发生了变化,其粘度、密度和润滑性的改变使抽油机井的负载产生较大变化。统计分析了大庆油田采油六厂50余口水驱井及126口聚驱井的生产数据,初步得到了水聚、驱抽油机井负载与含水率及含聚浓度的变化规律,对于油田开发后期提升抽油机井的设计、使用和管理水平具有重要意义。

利用低摩阻柱塞抽油泵提高泵效及防偏磨技术的应用

大庆油田杆管偏磨井数逐年增多,严重影响了聚合物驱采油效果和规模应用。对杆柱屈曲的原因、规律和偏磨状态以及偏磨机理进行了分析,研制并应用聚合物驱低摩阻柱塞泵解决了摩阻小、漏失量也小的难题。实施了防偏磨配套技术,研制了3种杆串在线测试仪,解决了杆管偏磨的问题,延长了杆管工作寿命,提高了泵效。

新型抽油杆柱加重系统

为了减少抽油杆柱在下行程中受压弯曲造成与油管的摩擦,研制了新型抽油杆柱加重系统。系统由加重砣、接箍及过渡管与原抽油杆柱配套组成,工作时不改变原抽油机系统的运行方式及基本配置,安装加重砣后,通过接箍上的过渡管使上部加重砣的质量作用在下面的加重砣上,最后全部作用于泵柱塞,中和点下移到柱塞上,使杆柱全部处于受拉状态。18口井的应用表明,加重系统可改善抽油机井运行中的受力状况,降低摩擦阻力,减少能耗。

电动机随动变速运行技术实践与认识

为解决游梁式抽油机井载荷冲击大、振动大,导致能耗高、系统效率低等问题,开展了电动机随动变速运行技术研究。根据抽油机系统载荷需求实时调整电动机驱动速度,做到载荷增大电动机减速,载荷减小电动机提速,实现电动机功率平稳输出。标准模拟井试验结果表明:应用该技术后电动机功率曲线平稳,功率峰值降幅最高可达70.4%,减速箱输出扭矩峰值降幅达16.2%,减速箱振动最大振幅降低76.1%;现场累计应用462口井,高沉没度井功率峰值降幅37.4%;低沉没度井节电率17%以上;合理沉没度井系统效率提高3.3个百分点。该技术超宽调频范围能实现游梁式抽油机全生命周期动态柔性运行,具有广泛的应用空间和较好的应用前景。

新型抽油机井加重技术

抽油机井在下冲程运行过程中由于上顶力的作用,杆柱处于受压状态,导致杆管偏磨现象的发生。新型抽油机井杆柱加重技术采取柱塞加重的方法改善抽油机井运行过程中的杆柱受力状况,使杆柱处于受拉状态,降低摩擦阻力。并且该加重技术操作简单,实用性强。

特殊井况抽油机杆管偏磨原因分析

随着聚驱等三次采油井、提高排液量采油井和低渗、低产深井的不断增加，抽油机杆、管偏磨及检泵周期短的问题越来越突出。根据近年来大庆、胜利、吉林等油田统计资料表明：由杆管偏磨造成检泵作业次数占总作业次数的35％-55％。本文根据现场大量的偏磨井统计资料，以及对大庆、吉林等油田部分偏磨典型井的杆柱受力测试数据，对斜直井、出砂井、高矿化度井特殊井的偏磨原因进行了分析，并对防偏磨新方法进行了探讨。提出了确定合理抽汲参数、改善杆柱组合、改造抽油泵结构等防偏磨措施。

水聚驱抽油机井采出液特性室内实验研究

应用德国HAAK公司RS100流变仪及数显密度计，对现场抽油机井产出液以及配制聚合物溶液开展了室内实验研究，测量了油井产出液和聚合物溶液在不同剪切速率下粘度随时间的变化、产出液粘度随含水的变化、不同含聚浓度井产出液的粘度变化、配制聚合物溶液密度变化情况，实验结果可为今后抽油机井的优化设计提供依据。

常规电机和高转差电机变速运行试验研究

为了进一步提高应用游梁式抽油机变速运行控制技术的性价比,在模拟试验井进行了常规Y系列电机和高转差电机应用变速运行控制技术前后电机输入功率和电机输出轴扭矩测试试验。从电机输入功率、节电率、电机输出轴扭矩等方面,对比分析了两种电机应用变速运行控制技术前后功率和扭矩的变化情况。测试结果表明,采用变速运行控制技术后,常规Y系列电机综合节电率在14%以上,高转差电机的综合节电率在12%以下,两种电机输入功率峰值降低40%以上,扭矩峰值降低20%以上。游梁式抽油机变速运行控制技术与常规Y系列电机组合应用性价比较好,既能达到节能、降低电机输出轴扭矩的效果,又能达到节约成本的目的,为油田更好地应用节能控制技术提供了可靠依据。