《采油工程培训》PPT课件.ppt

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1、提高抽油井系统效率提高抽油井系统效率勘探开发研究院工程所勘探开发研究院工程所勘探开发研究院工程所勘探开发研究院工程所2010201020102010年年年年6 6 6 6月月月月新疆油田分公司内容内容新疆油田分公司1:1:提高机采井系统效率的意义提高机采井系统效率的意义2:2:系统效率测试系统效率测试3:3:抽油机井的合理沉没度研究抽油机井的合理沉没度研究4:4:油田提高系统效率工艺措施研究油田提高系统效率工艺措施研究5:5:油田延长检泵周期工艺措施研究油田延长检泵周期工艺措施研究 新疆油田分公司提高机采井系统效率的意义提高机采井系统效率的意义1:提高系统效率的意义提高系统效率的意义新疆油田分

2、公司油田油田美国美国 中石油中石油大庆大庆华北华北新疆新疆测试年份测试年份1999199920032003200120012001200120022002井数井数106510658744287442322443224434813481289289平均系统效率平均系统效率%29.429.422.5222.5231.0831.0821.2421.2417.1917.191:提高系统效率的意义提高系统效率的意义新疆油田分公司机采指机采指标标新疆油田公司新疆油田公司稀油水平稀油水平彩南油田彩南油田2005年年12月月2006年年6月月抽油机抽油机电电机功率利用率机功率利用率(%)63.268.167.

3、3抽油机冲程利用率抽油机冲程利用率(%)76.493.893.9抽油机平衡率抽油机平衡率(70%)84.499.299.7吨油耗吨油耗电电（KW.h/t）51.6641.8548.8吨液耗吨液耗电电（KW.h/t）19.3312.2113.06平均平均动动液面液面(m)1105.791407.91256.9平均平均泵泵挂深度挂深度(m)1436.161740.721727.1平均沉没度平均沉没度(m)396.57335.98463.1平均平均泵泵效效(%)36.7654.7455.04平均平均检泵检泵周期周期(天天)807.13455.52475平均地面效率（平均地面效率（%）58.162.8

4、58.6458.64平均井下效率（平均井下效率（%）35.236.840.0740.07平均系平均系统统效率（效率（%）20.922.623.1323.13平均功率因数平均功率因数0.4460.5170.470.47:提高系统效率的意义提高系统效率的意义新疆油田分公司提高系统效率的意义：提高系统效率的意义：定量分析定量分析 产产液液耗耗费费1:1:当系统效率低于当系统效率低于20%20%时，时，产液产液(油油)单耗急剧上升单耗急剧上升.这类井是我们的工作重这类井是我们的工作重点点.如如:把系统效率把系统效率10%10%提高提高到到20%,20%,则可把产液单耗从则可把产液单耗从40KW.h/t

5、40KW.h/t降低到降低到KW.h/tKW.h/t节能节能2:2:当系统效率大于当系统效率大于20%20%时，时，产液产液(油油)单耗缓慢降低单耗缓慢降低.这类井大多也有改善空间这类井大多也有改善空间.系统效率每提高一个百分系统效率每提高一个百分点，大约降低产液单耗点，大约降低产液单耗1KW.hr/t1KW.hr/t。:提高系统效率措施研究提高系统效率措施研究新疆油田分公司提高系统效率的意义：特别是在老油田含水严重，提高系统效率的意义更突出提高系统效率的意义：特别是在老油田含水严重，提高系统效率的意义更突出系统系统效率效率含水率含水率%产产液液耗耗费费新疆油田分公司（一）机械采油系统效率（一

6、）机械采油系统效率11 电动机效率电动机效率2 2 皮带和减速箱效率皮带和减速箱效率33 四连杆机构效率四连杆机构效率44 盘根盒效率盘根盒效率 55 抽油杆效率抽油杆效率66 抽油泵效率抽油泵效率77 管柱效率管柱效率抽抽油油系系统统效效率率新疆油田分公司（一）机械采油系统效率的概念（一）机械采油系统效率的概念抽抽油油井井的的系系统统效效率：率：新疆油田分公司系统能效损失分析系统能效损失分析:电机、抽油杆柱和传动皮带依次损电机、抽油杆柱和传动皮带依次损失的能效最大；三项合计占了失的能效最大；三项合计占了62.02%。抽油系统效率解析抽油系统效率解析新疆油田分公司 输入功率是用仪器实测的电机的

7、输入功率，有效功率是在一输入功率是用仪器实测的电机的输入功率，有效功率是在一定扬程下，将一定排量的井下液体提升到地面所需要的功率，也定扬程下，将一定排量的井下液体提升到地面所需要的功率，也称水功率。计算公式：称水功率。计算公式：式中：式中：Q Q 油井产液量，油井产液量，m m3 3/d/d，油井液体密度，油井液体密度，t/mt/m3 3 H H 有效扬程，有效扬程，m m，g g 重力加速度，重力加速度，g=9.8 m/sg=9.8 m/s2 2 (kW)（一）机械采油系统效率的概念（一）机械采油系统效率的概念 式中：式中：L Lf f 动液面深度，动液面深度，m m；p pt t、p pc

8、 c 油压、套压，油压、套压，MPaMPa。新疆油田分公司节能抽油机配置评价节能抽油机配置评价从净扭矩曲线看出，与偏置机对比节能抽油机最大净扭从净扭矩曲线看出，与偏置机对比节能抽油机最大净扭矩下降，扭矩波动范围减小矩下降，扭矩波动范围减小 ，负扭矩减少或无负扭矩。，负扭矩减少或无负扭矩。新疆油田分公司在冲程为在冲程为3m3m、4.2m4.2m，冲，冲次为次为6 min-16 min-1的条件下，偏的条件下，偏置式抽油机与双驴头抽油置式抽油机与双驴头抽油机相比系统效率提高机相比系统效率提高7.77.7个个百分点，最大有功节电率百分点，最大有功节电率为为20.71%20.71%。其次是下偏杠。其次

9、是下偏杠铃型游梁复合平衡抽油机，铃型游梁复合平衡抽油机，它采用游梁复合平衡，其它采用游梁复合平衡，其平衡原理与双驴头式游梁平衡原理与双驴头式游梁式抽油机相近，与偏置式式抽油机相近，与偏置式抽油机相比，在抽油机相比，在200200800800米动液面均有节能效果，米动液面均有节能效果，系统效率平均提高系统效率平均提高5.55.5个百个百分点，最大有功节电率为分点，最大有功节电率为20.04%20.04%。摆杆式抽油机基。摆杆式抽油机基本与偏置式抽油机相同，本与偏置式抽油机相同，不节能。不节能。节能抽油机配置评价节能抽油机配置评价新疆油田分公司扭矩特性扭矩特性参数参数最大最大净净扭矩扭矩T Tma

10、xmax最小最小净净扭矩扭矩T Tminmin平均扭平均扭矩矩T Tm m扭矩扭矩指数指数ITEITE均方根均方根扭矩扭矩T Te e周期周期载载荷荷系数系数F Fclcl位位置置数数值值位置位置数数值值偏置机偏置机454547.1647.16120120-12.52-12.5218.0418.0438.25%38.25%26.2626.261.461.46双双驴头驴头303029.4329.433603605.975.9716.0516.0554.54%54.54%17.6717.671.101.10偏偏轮轮机机757525.5325.5315151.801.8019.2119.2175.3

11、%75.3%20.4620.461.071.07摆摆杆机杆机24024034.4434.443003005.965.9618.7618.7654.48%54.48%20.2020.201.081.08摩擦摩擦换换向机向机12012017.5317.530 00 010.5410.5461.89%61.89%10.8110.811.031.03下偏杠下偏杠铃铃机机28528526.8526.853030-4.37-4.3712.7812.7847.59%47.59%15.6915.691.231.23调调径径变变矩机矩机23023036.8036.80180180-7.60-7.6016.241

12、6.2444.13%44.13%20.3720.371.251.25抽油机的扭矩指数和周期载荷系数反映了曲柄扭矩变化的均匀程度，扭矩指抽油机的扭矩指数和周期载荷系数反映了曲柄扭矩变化的均匀程度，扭矩指数越大（平均扭矩与最大扭矩比值），周期载荷系数（均方根扭矩与平均扭数越大（平均扭矩与最大扭矩比值），周期载荷系数（均方根扭矩与平均扭矩）越接近矩）越接近1 1，抽油机的装机功率小，电动机的功率利用率高，节能效果好。，抽油机的装机功率小，电动机的功率利用率高，节能效果好。在同种工况条件下，摩擦换向抽油机的周期载荷系数最小，基本为在同种工况条件下，摩擦换向抽油机的周期载荷系数最小，基本为1，其次，其次

13、是偏轮抽油机，周期载荷系数在是偏轮抽油机，周期载荷系数在1.07左右，依次是双驴头抽油机、下偏杠铃左右，依次是双驴头抽油机、下偏杠铃抽油机和调径变矩抽油机。抽油机和调径变矩抽油机。节能抽油机配置评价节能抽油机配置评价新疆油田分公司节能产品叠加效果不明显。因此节能产品叠加效果不明显。因此,利用现有设备，不断对普通电利用现有设备，不断对普通电机进行机进行“大调小大调小”优化调整也是一条途径优化调整也是一条途径 节能抽油机配置评价节能抽油机配置评价新疆油田分公司a.对产能新井，应首选节能抽油机，其匹配原则：对产能新井，应首选节能抽油机，其匹配原则：节能节能抽油机抽油机+Y系列电动机系列电动机+普通控

14、制箱（带无功补偿）普通控制箱（带无功补偿）。b.在用抽油机以常规机为主，为降低措施投入，一是进在用抽油机以常规机为主，为降低措施投入，一是进行节能改造，其匹配原则为：行节能改造，其匹配原则为：节能改造抽油机节能改造抽油机+Y系列电动系列电动机机+无功补偿控制箱无功补偿控制箱；二是在常规机更换节能电动机或节能；二是在常规机更换节能电动机或节能控制箱，其匹配原则：控制箱，其匹配原则：常规机或偏置机常规机或偏置机+Y系列电动机系列电动机+Y-变换控制箱（带无功补偿），变换控制箱（带无功补偿），或或常规机或偏置机常规机或偏置机+节能电动节能电动机机+无功补偿控制箱无功补偿控制箱。c.两种以上节能产品叠

15、加使用时，其功能重复，因此达两种以上节能产品叠加使用时，其功能重复，因此达不到叠加的节能效果，最好不要叠加使用。不到叠加的节能效果，最好不要叠加使用。d.各种各种节能产品轻载时都有一定的节能效果，当功率利节能产品轻载时都有一定的节能效果，当功率利用率超过用率超过50时，系统能耗上升时，系统能耗上升。因此节能机在满足启动。因此节能机在满足启动要求条件下，应据设计的能力指标和井况，考虑功率利用要求条件下，应据设计的能力指标和井况，考虑功率利用率上限确定装机功率。率上限确定装机功率。推荐节能设备匹配原则：推荐节能设备匹配原则：新疆油田分公司推荐推荐1:安装变频调速安装变频调速(ASDs)(VFDs)

16、：通过调整泵速达到类似于空抽控制器通过调整泵速达到类似于空抽控制器(POC)的效的效果果.ASDs 缺点是费用较高缺点是费用较高.ASDs不适于低于不适于低于 20 马力的马力的井井.ASD 技术适于较大产量的井技术适于较大产量的井.推荐推荐2:调换转动方向：调换转动方向：变速箱的传动齿轮总在一个方向转动导致磨损这变速箱的传动齿轮总在一个方向转动导致磨损这也造成系统效率的降低或能耗也造成系统效率的降低或能耗.可以通过调换电机的转可以通过调换电机的转动方向来达到利用齿轮的未磨损面，但是这取决于传动动方向来达到利用齿轮的未磨损面，但是这取决于传动箱的设计。如果传动箱容许这么做箱的设计。如果传动箱容

17、许这么做,只需简单地调换电只需简单地调换电机三根导线中的两根就可以调整传动齿轮的转动方向机三根导线中的两根就可以调整传动齿轮的转动方向.地面设备的推荐参考做法新疆油田分公司推荐推荐3:上紧或更换传动带：上紧或更换传动带：传动带太松能降低系统效率传动带太松能降低系统效率.上紧传动带可以使系统更上紧传动带可以使系统更有效率有效率.磨损的传动带应该及时更换磨损的传动带应该及时更换.更换传动带的费用一般更换传动带的费用一般都可以被节能所抵消都可以被节能所抵消,值得花费。值得花费。推荐推荐4:调整盘根盒：调整盘根盒：盘根盒与光杆之间的松紧度不是越紧越好，太紧反而盘根盒与光杆之间的松紧度不是越紧越好，太紧

18、反而效率低甚至无效。盘根盒与光杆之间的松紧度最好是紧到在效率低甚至无效。盘根盒与光杆之间的松紧度最好是紧到在光杆上能见到些须油光杆上能见到些须油.盘根盒与光杆之间的摩擦要达到不引起盘根盒与光杆之间的摩擦要达到不引起光杆变得烫手光杆变得烫手.使用自动调偏防磨盘根盒使用自动调偏防磨盘根盒(在用在用)及节能盘根盒及节能盘根盒 推荐推荐5：做好日常维护：做好日常维护：抽油系统能耗大的问题有些可归因于缺乏适当的维护抽油系统能耗大的问题有些可归因于缺乏适当的维护.包括象必须的检修和润滑包括象必须的检修和润滑(如防磨润滑剂如防磨润滑剂)或更换轴乘等基本或更换轴乘等基本维护维护。以及调平衡。以及调平衡;检查线

19、路并修正发现的高阻抗连接。这些检查线路并修正发现的高阻抗连接。这些工作细节常常对提高系统效率是最有意义的。工作细节常常对提高系统效率是最有意义的。地面设备的推荐参考做法地面设备的推荐参考做法新疆油田分公司图形化管理图形化管理:地面动态控制图应用地面动态控制图应用用途：用途：1:分类分类:掌握油区地面设备运行状况掌握油区地面设备运行状况2:为节能改造或实施措施提供目标井为节能改造或实施措施提供目标井,如载荷利用率低于如载荷利用率低于50%或功率利用率或功率利用率低于低于50%的井的井.供决策。供决策。新疆油田分公司此图可为电机更换或无功补偿提供目标井此图可为电机更换或无功补偿提供目标井新疆油田分

20、公司 抽油系统效率测试抽油系统效率测试新疆油田分公司1 1、常规测试：、常规测试：(1)(1)示功图测试示功图测试 使用使用SG5-SG5-示功测试仪示功测试仪(2)(2)动液面测试动液面测试 使用使用SGH2000SGH2000型抽油井测试仪型抽油井测试仪(3)(3)电参数测试电参数测试 使用使用31663166型电能综合测试仪型电能综合测试仪(4)(4)井口压力录取井口压力录取 读取压力表数据读取压力表数据(5)(5)计量产液量、油量、取样化计量产液量、油量、取样化验含水验含水 抽油系统效率的测试方法抽油系统效率的测试方法新疆油田分公司PMTS2.1抽油机井系统效抽油机井系统效率率测试仪测

21、试仪特点：1、自带电源;2、可测电压1300V;3、测试速度快，每秒50组数据；4、可作电力谐波分析；5、可同时测试功图、动液面；6、高亮度640X480TFT彩色液晶显示屏；7、一体化结构，内置PC104嵌入式高特能工业控制计算机，体积小巧。8、以太网通信接口，与上位PC传送数据速度快，使用方便。2、一体化测试抽油系统效率的测试方法抽油系统效率的测试方法新疆油田分公司主要测试内容主要测试内容电能测试：电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率电能测试：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，光杆功率。功图测试：抽油机井地面示功图，光杆功率。动液面测试：抽油井油套环

22、空液面深度。动液面测试：抽油井油套环空液面深度。现现场场资资料料的的收收集集：电电机机、功功率率、极极数数等等参参数数；抽抽油油机机的减速比、平衡块的数目、平衡位置等参数。的减速比、平衡块的数目、平衡位置等参数。室室内内资资料料的的收收集集：油油田田开开发发地地质质基基础础数数据据，井井下下管管柱柱数据，生产数据与动态数据。数据，生产数据与动态数据。相关资料收集相关资料收集新疆油田分公司系统效率测试数据的使用系统效率测试数据的使用 抽油井系统效率测试计算表新疆油田分公司C1362井系统效率分析井系统效率分析测试日期2006-9-1泵径（mm）38.00冲程（m）3.45套压（MPa）1.20泵

23、深（m）1897.00冲次（min-1）4.09油压（MPa）1.20油层中深（m）2374.00产液（t/d）4.50原油粘度（mPas）3.75动液面（m）1856.00产油（t/d）1.14原油相对密度（小数）0.83含水（%）74.602目前杆柱组合目前杆柱组合杆级杆径（mm）杆长（m）最大载荷（kN）最小载荷（kN）最大应力（MPa）最小应力（MPa）许用应力（MPa）应力范围（%）122.0569.052.2720.91137.5055.01186.7562.61219.01328.018.61-7.3965.65-26.05150.2852.001 1油井基础数据油井基础数据系统

24、效率测试数据的使用系统效率测试数据的使用新疆油田分公司排出压力（排出压力（MPa）18.96计算泵效（计算泵效（%）33.00吸入压力（吸入压力（MPa）1.92实测泵效（实测泵效（%）23.47井底流压（井底流压（MPa）6.39泵效误差（泵效误差（%）9.53理论排量（理论排量（m3/d）19.17充满系数充满系数0.39计算排量（计算排量（m3/d）6.33游凡漏失（游凡漏失（m3/d）0.36实测排量（实测排量（m3/d）4.50固凡漏失（固凡漏失（m3/d）0.80杆柱变形（杆柱变形（m）0.69油管变形（油管变形（m）0.06杆柱超行程（杆柱超行程（m）0.11泵况分析结果气体影响

25、泵况分析结果气体影响:1.00:1.00功图功图 井号井号C1362C1362测试日期测试日期2006-9-12006-9-1冲程冲程3.453.45冲次冲次4.094.09最大载荷最大载荷70.8070.80最小载荷最小载荷38.3038.303 3泵况分析泵况分析 系统效率测试数据的使用系统效率测试数据的使用新疆油田分公司4目前地面设备分析目前地面设备分析抽油机型号CYJQ12-5-53HY最大载荷（kN）70.80额定扭矩（kNm）53.00最小载荷（kN）38.30平衡半径（m）0.69扭矩利用率（%）2.37上冲程峰值扭矩（kNm）121.05平衡块数0.00下冲程峰值扭矩（kNm）

26、1.29目前扭矩曲线切线力均方差最小原则扭矩曲线最佳平衡半径（m）7.06调整需移动(m)6.37上下冲程扭矩相等原则扭矩曲线最佳平衡半径（m）0.29调整需移动（m）-0.40新疆油田分公司电机型号YCY225M-6功率因数0.24上行程峰值功率（kW）16.40平均电压（V）74.78下行程峰值功率（kW）12.50平均电流（A）10.55有功功率（kW）5.34平衡指数0.76无功功率（kvar）19.78日耗电量（kWh）128.22额定功率（kW）30.00月耗电量（kWh）3846.50实测功率曲线电机型号YCY225M-6生产厂家西安额定功率30.00额定转速980.005 5功

27、率测试分析功率测试分析 系统效率测试数据的使用系统效率测试数据的使用新疆油田分公司6系统效率系统效率输入功率（kW）5.34 地面效率（）52.06光杆功率（kW）2.78 井下效率（）32.73有效功率（kW）0.91 系统效率（）17.04系统效率测试数据的使用系统效率测试数据的使用新疆油田分公司 目前在抽油机管理中通常用于判断平衡与否的一个标准是平衡率，即抽油机目前在抽油机管理中通常用于判断平衡与否的一个标准是平衡率，即抽油机上行最大电流与下行最大电流之比上行最大电流与下行最大电流之比.认为此值在之间抽油机就是平衡的。实际上，认为此值在之间抽油机就是平衡的。实际上，电流平衡不能保证抽油机

28、一定平衡。电流如果不平衡，抽油机肯定不平衡，电流电流平衡不能保证抽油机一定平衡。电流如果不平衡，抽油机肯定不平衡，电流平衡了抽油机也不一定平衡。要想真正看出抽油机的平衡情况，只有查看电功率平衡了抽油机也不一定平衡。要想真正看出抽油机的平衡情况，只有查看电功率曲线。曲线。如果仅从电流曲线上看，该如果仅从电流曲线上看，该井是相当平衡的，最大上行井是相当平衡的，最大上行电流为电流为43A43A，最大下行电流为，最大下行电流为49.6A49.6A，平衡率达，平衡率达0.870.87。但从。但从功率曲线上就可以看出该井功率曲线上就可以看出该井上冲程出现负功，是平衡块上冲程出现负功，是平衡块带着电动机发电

29、，这是一种带着电动机发电，这是一种极不平衡的情况。极不平衡的情况。34A34A31A31A从电参数判断抽油机平衡从电参数判断抽油机平衡:系统效率测试数据的使用系统效率测试数据的使用新疆油田分公司从电参数判断抽油机平衡从电参数判断抽油机平衡:系统效率测试数据的使用系统效率测试数据的使用新疆油田分公司抽油机平衡与系统效率抽油机平衡与系统效率:系统效率测试数据的使用系统效率测试数据的使用新疆油田分公司调平衡就是要使减速器的输出扭矩最小。调平衡就是要使减速器的输出扭矩最小。以抽油机最节能以抽油机最节能和最安全为标准，抽油机最佳平衡的标准就是使电机输入功率和最安全为标准，抽油机最佳平衡的标准就是使电机输

30、入功率的均方根值最小。因为的均方根值最小。因为:曲柄扭矩与电机输入功率大体成正比。曲柄扭矩与电机输入功率大体成正比。使均方根功率最小，也就是均方根扭矩最小，抽油机最安全，使均方根功率最小，也就是均方根扭矩最小，抽油机最安全，电机发热量最少。电机发热量最少。抽油机平衡问题抽油机平衡问题:系统效率测试数据的使用系统效率测试数据的使用P推荐推荐=INT(MAX(P均方根均方根/0.75，P最大最大/1.8)P均方根均方根决定电机发热与最高效率决定电机发热与最高效率P最大最大决定最大扭矩决定最大扭矩新疆油田分公司抽油机平衡问题抽油机平衡问题负功如果出现在光杆行程中点附近（曲柄负功如果出现在光杆行程中点

31、附近（曲柄位于位于9090度或度或270270度附近）就很容易通过调整度附近）就很容易通过调整平衡来消除。平衡来消除。负功出现在上下死点附近（曲柄位于负功出现在上下死点附近（曲柄位于0 0度或度或180180度度附近），就不可能通过调整平衡来消除。只有更附近），就不可能通过调整平衡来消除。只有更换新型的抽油机或对该抽油机进行改造，采用异换新型的抽油机或对该抽油机进行改造，采用异相曲柄才能解决相曲柄才能解决 系统效率测试数据的使用系统效率测试数据的使用新疆油田分公司系统效率测试数据的使用系统效率测试数据的使用新疆油田分公司抽油机井井下诊断分析抽油机井井下诊断分析 新疆油田分公司系统效率测试数据的

32、使用系统效率测试数据的使用新疆油田分公司系统效率测试数据的使用系统效率测试数据的使用新疆油田分公司系统效率测试数据的使用系统效率测试数据的使用供液不足，造成液击供液不足，造成液击新疆油田分公司减速器齿轮磨损 毛刺反映出电机皮带轮不正 电能曲线中的有用信息电能曲线中的有用信息:系统效率测试数据的使用系统效率测试数据的使用新疆油田分公司机抽井合理沉没度研究机抽井合理沉没度研究2:2:机抽井合理沉没度研究机抽井合理沉没度研究新疆油田分公司 系统效率是衡量抽油机井管理水平的综合性指标系统效率是衡量抽油机井管理水平的综合性指标,合理沉没度是提合理沉没度是提高系统效率的核心基础。抽油泵在工作时需要一定的沉

33、没压力（沉没高系统效率的核心基础。抽油泵在工作时需要一定的沉没压力（沉没度）来打开进油阀，沉没度偏大则抽吸参数偏小，油井潜力和设备潜度）来打开进油阀，沉没度偏大则抽吸参数偏小，油井潜力和设备潜力没完全发挥，产液量偏小，虽然充满系数变大但有效举升高度小，力没完全发挥，产液量偏小，虽然充满系数变大但有效举升高度小，系统效率低，即供大于排；所用抽油杆和油管越多，投入材料费用越系统效率低，即供大于排；所用抽油杆和油管越多，投入材料费用越多，同时杆、管失效机率也越大。沉没度偏小则抽吸参数偏大，由于多，同时杆、管失效机率也越大。沉没度偏小则抽吸参数偏大，由于泵口气体分离较多泵口气体分离较多,泵的充满系数变

34、小泵的充满系数变小,造成抽油泵供液不足，同样会造成抽油泵供液不足，同样会影响泵效影响泵效,系统效率低，即排大于供。系统效率低，即排大于供。再考虑到冲程损失和附加载荷的影响，沉没度过大或过小都会降低系再考虑到冲程损失和附加载荷的影响，沉没度过大或过小都会降低系统效率，所以存在一个最优或合理的沉没度。也就是说，在地面设备统效率，所以存在一个最优或合理的沉没度。也就是说，在地面设备已定的条件下，沉没度是影响系统效率的关健技术参数，确定合理的已定的条件下，沉没度是影响系统效率的关健技术参数，确定合理的沉没度对保证抽油井正常高效工作和节约生产成本都非常关键。沉没度对保证抽油井正常高效工作和节约生产成本都

35、非常关键。合理沉没压力合理沉没压力(度度)是纲，纲举则目张。本节从理论计算是纲，纲举则目张。本节从理论计算(唯理法唯理法)和和 生生产统计数据产统计数据(唯象法唯象法)两方面考察这一问题两方面考察这一问题.2:2:机抽井合理沉没度研究机抽井合理沉没度研究新疆油田分公司2.1 2.1 油田系统效率与沉没压力（沉没度）的关系油田系统效率与沉没压力（沉没度）的关系式中式中:h:h 沉没度，沉没度，m m。Pin-Pin-沉没压力沉没压力 MPa;Pc MPa;Pc为套压；为套压；g o分别为分别为气气,油相密度油相密度;g;g为重力加速度为重力加速度H Hpipepipe 尾尾 管管 管管 鞋鞋 深

36、度，深度，m;Hm;Hf f动液动液面深度面深度mm 泵的沉没压力泵的沉没压力(P Pinin)表示泵沉没在动液面以下泵吸入口处流体的压力。表示泵沉没在动液面以下泵吸入口处流体的压力。上冲程中在沉没压力（泵口压力）作用下，井内液体克服泵入口的阻力进上冲程中在沉没压力（泵口压力）作用下，井内液体克服泵入口的阻力进入泵内，此时液流所具有的压力称为吸入压力入泵内，此时液流所具有的压力称为吸入压力P P intakeintake。此压力作用于柱塞。此压力作用于柱塞底部，产生向上载荷，它是使抽油杆柱下部受压产生弯曲的原因之一底部，产生向上载荷，它是使抽油杆柱下部受压产生弯曲的原因之一,也也 影影响着抽油

37、泵内气液比和抽油泵泵效。响着抽油泵内气液比和抽油泵泵效。2:2:机抽井合理沉没度研究机抽井合理沉没度研究新疆油田分公司2.1 2.1 系统效率与沉没压力（沉没度）的关系系统效率与沉没压力（沉没度）的关系按平均原油密度按平均原油密度=0.823=0.823算，沉没压力算，沉没压力Pin=1Pin=1时，沉没度时，沉没度=124m=124m。（不考虑套。（不考虑套压时，换算公式：压时，换算公式：Pin=9.8 Pin=9.8 o o HS/10 HS/103 3）.含水井正常抽油时，泵吸入口以含水井正常抽油时，泵吸入口以上的油套环形空间流体不发生流动。上的油套环形空间流体不发生流动。因此油水由于密

38、度差而发生重力分异，因此油水由于密度差而发生重力分异，使泵吸入口以上的环形空间的液柱不使泵吸入口以上的环形空间的液柱不含水，而在吸入口以下为油水混合物。含水，而在吸入口以下为油水混合物。故正常抽汲时油水界面稳定在泵的吸故正常抽汲时油水界面稳定在泵的吸入口处。入口处。此时，流压为：此时，流压为：p pf f （H H L L）1g 1g g g h h o o g g10106 6 pc pc 2:2:机抽井合理沉没度研究机抽井合理沉没度研究拟拟合合回回归归新疆油田分公司沉没度与系统效沉没度与系统效率的多项式规律：率的多项式规律：1 1）沉没度为）沉没度为350m350m时，系统效率时，系统效率

39、最大最大.2 2）沉没度小于）沉没度小于350m350m时，随着沉没时，随着沉没度的增大，系统效度的增大，系统效率也增大率也增大.3 3）沉没度大于）沉没度大于350m350m时，随着沉没时，随着沉没度的增加，系统效度的增加，系统效率减小。率减小。系系统统效效率率%沉没度沉没度m2.1 2.1 油田系统效率与沉没度的关系油田系统效率与沉没度的关系实测系统效率有效数据共实测系统效率有效数据共112112个做散点图拟合沉个做散点图拟合沉没度与系统效率的关系曲线，二者关系符合多项式：没度与系统效率的关系曲线，二者关系符合多项式：Y=a+bX+cXY=a+bX+cX2 2+dX+dX3 3+eX+eX

40、4 4 .（2.1-2.1-1 1）式中式中:Y:Y系统效率，系统效率，%；XX沉没度，沉没度，mm；2:2:机抽井合理沉没度研究机抽井合理沉没度研究新疆油田分公司=-108.6(-108.6(-OO)/0.516)/0.516 +0.083+0.083(1-(1-)其中：=(=()/1.46)/1.46(-)理理论论计计算算2.1 2.1 油田系统效率与沉没度的关系油田系统效率与沉没度的关系合合理理区区参数偏大区参数偏大区参数偏小区参数偏小区漏失区漏失区2:2:机抽井合理沉没度研究机抽井合理沉没度研究新疆油田分公司系系统统效效率率%新疆油田分公司2:2:机抽井合理沉没度研究机抽井合理沉没度研

41、究 x x =（H H B B f fp p）/1.39L/1.39L（f fp pft ft）在泵深一定、有效举升高度（可近似等在泵深一定、有效举升高度（可近似等于动液面深度）一定的情况下，系统效率与于动液面深度）一定的情况下，系统效率与泵效呈现正比关系，泵效越高则系统效率也泵效呈现正比关系，泵效越高则系统效率也越高。因此，提高系统效率与提高泵效，从越高。因此，提高系统效率与提高泵效，从生产角度上说是等价的。泵效数据量大生产角度上说是等价的。泵效数据量大,可把可把系统效率与沉没度的关系，转化成泵效与沉系统效率与沉没度的关系，转化成泵效与沉没度的关系研究没度的关系研究.H=H动（p油p套）/液

42、g 2.2 2.2：抽油机井系统效率与泵效的关系：抽油机井系统效率与泵效的关系：机抽井合理沉没度研究：机抽井合理沉没度研究新疆油田分公司2.3 2.3 泵效与沉没度曲线拟合法确定合理沉没度泵效与沉没度曲线拟合法确定合理沉没度MMF:MMF:=(a*b+c*H=(a*b+c*H沉沉d)/(b+Hd)/(b+H沉沉d)d)系数系数:a=:a=27.1727.17；b=1349.38b=1349.38；c=71.86c=71.86；d=1.38d=1.38 含水含水80%80%时泵效与沉没度拟合曲线时泵效与沉没度拟合曲线 沉没度沉没度m泵泵效效MMF:MMF:=(a*b+c*H=(a*b+c*H沉沉

43、d)/(b+Hd)/(b+H沉沉d)d)系数系数:a=:a=33.3533.35；b=5405.44b=5405.44；c=71.44c=71.44；d=1.8 1d=1.8 1=(36664.43+71.86*Hc1.38)=(36664.43+71.86*Hc1.38)/(1349.38+Hc1.38)/(1349.38+Hc1.38)=(180271.42+71.44*Hc1.81)=(180271.42+71.44*Hc1.81)/(5405.44+Hc1.81 /(5405.44+Hc1.81)：机抽井合理沉没度研究：机抽井合理沉没度研究新疆油田分公司2.3 2.3 泵效与沉没度曲线

44、拟合法确定合理沉没度泵效与沉没度曲线拟合法确定合理沉没度=(36664.43+71.86*Hc1.38)/=(36664.43+71.86*Hc1.38)/(1349.38+Hc1.38)(1349.38+Hc1.38)=(180271.42+=(180271.42+71.44*Hc1.81)/(5405.44+71.44*Hc1.81)/(5405.44+Hc1.81)Hc1.81)：机抽井合理沉没度研究：机抽井合理沉没度研究新疆油田分公司2.3 2.3 泵效与沉没度曲线拟合法确定合理沉没度泵效与沉没度曲线拟合法确定合理沉没度 2 2）当含水）当含水80%80%时，泵效在沉没度时，泵效在沉没

45、度300m300m300m时，泵效随沉没度变化的幅度变小。说明，时，泵效随沉没度变化的幅度变小。说明，当含水当含水80%80%时，保持时，保持200200300m300m的沉没度较合理。的沉没度较合理。3 3）当含水）当含水80%400m400m时，泵效随沉没度变化的幅度变小。说明，当时，泵效随沉没度变化的幅度变小。说明，当含水含水80%80802002.53.52503503802003430040042003.54350450 综上所述，通过对现场数据进行统计分析综上所述，通过对现场数据进行统计分析,研究影响深研究影响深井泵泵效的各种影响因素，通过井泵泵效的各种影响因素，通过“唯象唯象”和

46、和“唯理唯理”两种两种方式，得出含水率、气油比、沉没度与泵效的内在关系，方式，得出含水率、气油比、沉没度与泵效的内在关系，从而可以确定出油田抽油井的合理沉没度范围的标准（见从而可以确定出油田抽油井的合理沉没度范围的标准（见表表2.12.1）（供讨论参考）（供讨论参考）3:3:油田提高系统效率工艺措施研究油田提高系统效率工艺措施研究新疆油田分公司3.1:3.1:合理调整沉没度，优化泵挂深度合理调整沉没度，优化泵挂深度 沉没度反映了油井的动态供排关系，沉没度反映了油井的动态供排关系，具有一定的可调性，即泵挂深度是可以具有一定的可调性，即泵挂深度是可以优化的。从沉没度分级分布图看，呈现优化的。从沉没

47、度分级分布图看，呈现“两极分化两极分化”现象，即中间小，两头大现象，即中间小，两头大的特点。的特点。133 133口井平均沉没度超过口井平均沉没度超过1000m1000m，平均泵深，平均泵深1727m1727m；平均泵效；平均泵效达到达到62.2%62.2%，虽泵效高于全区水平，但，虽泵效高于全区水平，但系统效率低。需采取以上提泵挂为主要系统效率低。需采取以上提泵挂为主要措施，如条件允许，可在部分井调大参措施，如条件允许，可在部分井调大参数、换大泵等工艺措施。数、换大泵等工艺措施。若把若把133133口井平均上提泵挂口井平均上提泵挂500m500m，将节省，将节省66500m66500m油管和

48、抽油杆。分别将油管和抽油杆。分别将节省资金（节省资金（66500m13.11kg/m100066500m13.11kg/m1000）80618061元元/t=702.7/t=702.7万元，万元，66500m26.566500m26.5元元/m=176.2/m=176.2万元。合计：万元。合计：878.9878.9万元。万元。此外，按油田抽油井平均百米吨液耗电此外，按油田抽油井平均百米吨液耗电1.3(kW.h/t/100m)1.3(kW.h/t/100m)估算，平均日产估算，平均日产液按液按18.5t18.5t计算，将日节电约计算，将日节电约18.5t/t1.3kW.h/t/100m500m1

49、33=15993kW.h18.5t/t1.3kW.h/t/100m500m133=15993kW.h，则年节电，则年节电15993kW.h360t=57615993kW.h360t=576（万（万k W.hk W.h），年节电费），年节电费:576:576（万（万k W.k W.h h）0.370.37元元/k W.h=213/k W.h=213万元。万元。材料费与电费节约合计为：材料费与电费节约合计为：10921092万元万元。3:3:彩南油田提高系统效率工艺措施研究彩南油田提高系统效率工艺措施研究新疆油田分公司3.1:3.1:合理调整沉没度，优化泵挂深度合理调整沉没度，优化泵挂深度 三工河

50、，平均泵深三工河，平均泵深1650m1650m左右；二是西山窑左右；二是西山窑和石树沟，平均泵深和石树沟，平均泵深1900m1900m左右。左右。38 38和和4444的泵，冲程按的泵，冲程按4.2m4.2m计算，计算，冲程损失分别达到冲程损失分别达到0.450.45米和米和0.600.60米。冲程损失率分别为米。冲程损失率分别为9%;12%9%;12%。冲程损失与泵深。冲程损失与泵深的平方成正比，泵挂越深冲的平方成正比，泵挂越深冲程损失越大，泵径越大冲程程损失越大，泵径越大冲程损失也越大如果平均上提泵损失也越大如果平均上提泵挂到挂到1225m1225m，则冲程损失，则冲程损失分别降低到分别降