油田区块机采井综合能源利用及效果分析

随着油田开发进入“双高”阶段,区块机采系统出现运行参数调整难度大、低产低效井增多等问题,为了有效解决生产中存在的问题。文中通过对区块采用塔架式抽油机、长冲程抽油机等先进的节能技术,按照“地上与地下一体化、技术与管理协同化”的工作思路,开展区块综合能源利用工程建设,可实现年节电1408.61×104 kWh,实现减少碳排放10943.49 t。同时对形成的典型经验做法进行推广,探索机采井提质增效模式,使模式具有可推广、可复制,发挥示范引领作用,推动油田绿色低碳、节能减排之路,实现高质量发展。

游梁式抽油机井井下泵功图测试方法

提出了一种利用加速度传感器测量抽油泵冲程从而得到游梁式抽油机井井下泵功图的直接测试方法,并进行了实验验证和现场测试。分析了加速度传感器输出的带有冲击干扰的低频弱信号的特性,对周期信号及其漂移进行了建模分析,得出了长时间积分累计误差及其对测量结果的影响。根据消去原理设计了隔直去噪滤波器,建立了其数学模型,通过隔直去噪滤波器可将漂移分量从采集信号中分离出来。实验验证及现场测试结果表明:原始加速度数据经隔直去噪滤波器滤波和二次积分后能够得到无漂移位移信号,从而得出井下泵功图,数据测量精度在±2.0%以内,且测量误差随着冲次增大而减小;提出的井下泵功图测试方法可实现对泵效的计算和冲程损失直接测量,为游梁式抽油机工艺分析提供依据。

游梁式抽油机的节能改造

介绍了异相游梁平衡抽油机的特点 ,并以CYJY12 - 4 .8- 73HB型抽油机为例 ,论述了游梁式抽油机节能改造的具体方法、改造前后参数的变化及经改造而成的异相游梁平衡抽油机的性能。游梁式抽油机改造后 ,在满足使用条件下 ,可节电 10 %以上 ,同时 ,还可以改善抽油机的工作状况和受力特性 ,提高抽油机的稳定性 ,延长使用寿命。

异形抽油机支架静强度及刚度分析

应用有限元技术对ＹＣＹＪ１２—５—５３ＨＢ双驴头长冲程异形游梁式抽油机的支架进行了静强度和刚度分析，结果表明：该型抽油机支架的静强度和刚度安全余量过大。为此提出了修改方案，即用２０号槽钢代替原大腿用钢，经有限元再分析，证明修改后的支架能满足工况要求，且重量减轻，制造成本降低。

常规游梁式抽油机的增程与节能改造研究

针对常规游梁式抽油机效率低、能耗高,油田注水开发进入高含水开采阶段使得在役机型偏小不能适应生产需要的实际,提出采用偏轮式高效节能抽油机(六杆机)的偏轮技术对常规游梁式抽油机(四杆机)进行增程和节能改造的观点,并应用数值模拟及优化方法,确定了改造机的关键尺寸参数.经过厂内改造试验和现场应用试验表明,改造机运行平稳可靠,不仅节能效果明显,冲程增加40%,可满足注水开采的要求,而且使已经淘汰的抽油机得到重新利用,改造费用仅为购置新机的30%左右,具有较高的社会和经济效益.

柔性倍程抽油机动力特性模型和参数优化

针对常规游梁式抽油机存在能量传递环节多、能耗大、体积大等问题,大庆等多家油田已研发和申报柔性倍程抽油机专利。根据该抽油机运动的特点,研究了其动力学特性数学模型和结构参数的优化。建立了相应的运动和动力分析方程,讨论了抽油机悬点的位移、速度、加速度、平衡重、减速器扭矩和电机功率的变化规律,并利用正交优化的方法进行了结构参数的优化。与原有机型相比,优化后的设备最大扭矩和最大功率分别降低了10.5%和26.5%,改善了设备性能和运行状况,使之更适用于油田生产。

常规抽油机改造成旋转驴头抽油机的具体实践

介绍了旋转驴头抽油机的特点及将常规抽油机改造为旋转驴头抽油机的可行性，并以改造实例论述了改造的具体方法、改造前后的参数变化和经改造而成的旋转驴头抽油机的性能。实践表明：将常规抽油机改造为旋转驴头抽油机，在满足使用要求的条件下，不仅可增加产液量１２％以上，节能８％以上，而且还由于充分利用了油田现有抽油设备，大大减少了固定资产的投资。

有杆抽油系统无级调冲次工艺研究

利用变频调速无级调冲次技术对有杆抽油系统采油工艺参数进行了综合研究及评价,结合最新研制生产的抽油机变频调速智能控制装置,分别进行了厂内台架试验及油田现场试验,从不同角度分析研究了抽油机无级调冲次工艺对抽油机平衡度、输入功率、电动机功率因数、油井日产液量、吨油耗电量以及抽油机泵效、系统效率等参数的影响。研究结果表明,在有杆抽油系统的抽油机、抽油杆、油管及抽油泵等配置保持不变的前提下,采用有杆抽油系统无级调冲次工艺可以优选抽油机最佳抽汲参数,并以此提高抽油泵泵效和系统效率,降低吨油耗电量,使有杆抽油系统的泵送能力不断与变化的井底流入条件相匹配,从而在一定程度上提高原油采收率。

机械辅助换向全平衡式宽带长冲程抽油机

全平衡式宽带长冲程抽油机采用一种机械辅助换向装置。装置没有附加别的控制机构，只是把通常的整体配重分为主配重和副配重，另外增加了上、下缓冲限位器。机械辅助换向装置通过能量转换和形成力差，实现抽油杆运动的自动换向，使电动机正、反转都能在接近额定转速及空载条件下启动，保证工作可靠。ＣＹＪＤ１４—８—３７ＨＺＱ全平衡式宽带长冲程抽油机样机的厂内试验表明，反向启动电流在单边载荷为４４．７６ｋＮ时仅为额定电流的１．５倍，在连续运转条件下电动机温升不超过６０℃，能满足长冲程抽油要求。

异形游梁式抽油机几何参数的求解方法

针对异形游梁式抽油机几何参数计算较为复杂的特点,提出了一种简单的计算方法:反求法。在此基础上,建立了计算模型,并推导出了曲柄的位置与游梁后臂和连杆长度的关系表达式,最后以CYJB12-4.8-53HB异形游梁式抽油机为实例进行了几何参数的计算。

常规抽油机改造成旋转驴头抽油机后支架的计算

从旋转驴头抽油机的特点及其在国内油田的使用情况出发，提出了常规抽油机改造为旋转驴头抽油机时主要承载部件的校核计算问题。以ＣＹＪ１０３５３ＨＢ型常规抽油机改造为ＣＹＪＺ１０４．２５３ＨＦ（Ｇ）型旋转驴头抽油机为例，运用结构分析程序（ＳＡＰ５）对改造后的支架进行了校核计算。结果表明，支架经局部加强后，其刚度、静强度、疲劳强度及稳定性均满足使用要求，从而为油田进行抽油机改造提供了理论依据。

滑轮组增程抽油机传动系统的运动学分析

针对中低产油田机械采油设备的需求,结合大庆油田的实际情况,提出滑轮组增程抽油机总体设计方案.采用柔性传动形式,利用动定滑轮组实现增程,建立传动系统的运动学数学模型.分析冲程、冲次的变化对抽油机运动性能的影响,给出冲程、冲次的最佳运动参数,为产液量在20t/d以下的中低产油井专门举升技术和功能集成化设计创造条件.

基于PLC的无游梁长冲程抽油机变频控制系统

根据目前石油资源开采的特点,设计了基于PLC的无游梁长冲程抽油机变频控制系统。该系统以PLC为控制核心,采用机电一体化设计,使所设计的抽油机具有冲程和冲次可调、节能、载荷大、适应性强和可靠性高等特点。现场实际测量数据表明,该类型抽油机特殊的电动机运行方式使其应用于稠油或聚驱油井的举升具有明显的优势,整体效率达60%,远远超过传统抽油机,且运行稳定,具有广阔的应用前景。

塔架抽油机用低速永磁力矩电机的转矩特性分析

塔架抽油机采用配重和负载直接平衡工作方式,驱动电机力矩小,而且调节方便,在一些特殊抽油环境中具有一定的优势。驱动电机的输出转矩对塔架抽油机的性能具有重要影响。通过建模,对塔架抽油机一个冲程内的受力情况进行了分析,得到了电机输出转矩的特性曲线,并进一步分析了加减速过程的影响。对塔架抽油机的工程设计和应用具有参考价值。

长冲程抽油机减速器的一种新设计方案

提出用三曲柄二环减速器的一种派生形式作长冲程抽油机的减速器。它由一级外啮合渐开线齿轮传动和一级三曲柄二环传动组成。此种减速器具有传动比大、结构合理、皮实可靠、制造容易、成本低廉的特点,具有良好的应用前景。

LZCB长冲程链条抽油机设计

针对长冲程抽油机存在换向机构故障率高 ,平衡机构复杂及现场维修困难等问题 ,设计了新型LZCB长冲程链条抽油机 ,该抽油机采用对称布置的带滑动轴承的换向机构 ,有效地解决了链条的侧弯力矩问题 ,在回程过程中增加了表面喷涂处理的导向托架 ;特殊链节采用了双向加大宽度的带滑动轴承的导轮 ,使导向机械更加可靠 ;设计了通过 2个导向链轮连接的重力平衡机构 ,实现了精确平衡。LZCB长冲程链条抽油机具有运行平稳 ,换向机构简单 ,重力平衡调整方便 ,故障率低 ,维护方便等特点 ,达到了设计和现场使用的要求。

扇形驴头抽油机的研制

在游梁式抽油机的基础上，通过将摇杆改成由大小两个扇面组成的扇形驴头，将连杆改成柔性传动件，研制出了扇形长冲程抽油机。工业试验结果表明，这种无游梁抽油机的动力性能明显优于游梁式抽油机：最大悬点加速度降低15．9％，最大扭矩因数降11．15％，平衡率提高35．2％，节能效果良好。另外，这种抽油机兼有游梁式抽油机结构简单、工作可靠、维护方便等优点。

常规抽油机的增程节能改造

介绍了常规抽油机进行增程节能改造的可行性 ,并以CYJ10— 3— 5 3HB型常规抽油机为实例论述了增程节能改造的具体方法、改造前后参数的变化及改造成的异相游梁平衡旋转驴头抽油机的性能。实践表明 ,常规抽油机经增程节能改造后 ,在满足使用条件下 ,不仅可增加产液量 4 0 % ,节电 15 %以上 ,而且还可以充分利用油田现有的抽油设备 ,大大减少固定资产的投资 。

偏轮游梁抽油机结构与运动特点分析

偏轮游梁抽油机是一种新型长冲程高效节能抽油机 ,该抽油机与常规游梁抽油机相比的结构特点是游梁尾部装有一个偏轮 ,在偏轮与游梁中心支架之间增加了操纵杆 ,游梁尾部、横梁、操纵杆与偏轮之间用轴承联接而成。通过计算出悬点的位移、速度和加速度并绘制出各曲线 ,对该抽油机运动分析表明 ,最大加速度明显减小及加速度的变化率减小。

基于有效冲程的抽油机节能控制系统

分析了抽油机的工作原理和能耗特性,提出了基于泵功图有效冲程的闭环节能控制的数学模型及具体实现的方法。该系统能够根据抽油泵的实际工作状态对抽油机实施智能控制,从而达到节能的目的。现场测试数据显示,该系统能在不影响产液量的情况下,达到很好的节能效果。