系統(tǒng)效率-2014年9月

提高機(jī)采系統(tǒng)效率的技術(shù)與方法謝文獻(xiàn)勝利油田分公司2014.8前言統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，在油氣田開發(fā)和生產(chǎn)的能耗費用構(gòu)成中，除油氣損耗外，電能損耗最大，約占36.5%，其中，“機(jī)采系統(tǒng)+集輸系統(tǒng)+注水系統(tǒng)”耗電量占油田用電總量的90%以上。機(jī)械采油是油田目前開采的主要生產(chǎn)方式，系統(tǒng)效率低（不到30%），與國外對比差距大，提升空間廣闊。五大系統(tǒng)效率情況對比/%一、舉升系統(tǒng)系統(tǒng)效率基本概念匯報提綱二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析三、提高系統(tǒng)效率的方法四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展一、舉升系統(tǒng)系統(tǒng)效率基本概念

在提液能耗評價和考核方面，目前國內(nèi)外普遍應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是機(jī)采系統(tǒng)效率和百米噸液耗電。拖動機(jī)械采油設(shè)備的電動機(jī)的輸入功率3.機(jī)械采油井的輸入功率將井內(nèi)液體輸送到地面所需要的功率4.機(jī)械采油井的有效功率機(jī)械采油井的有效功率與輸入功率的比值1.機(jī)械采油井的系統(tǒng)效率光桿提升液體并克服井下各種阻力所消耗的功率5.抽油機(jī)井的光桿功率在舉升過程中把一噸液量從井下每提升一百米所消耗的電能。

2.百米噸液耗電（一）術(shù)語和定義抽油機(jī)井的有效功率與光桿功率的比值7.抽油機(jī)井的井下效率各種機(jī)械采油井的總的平均效率8.機(jī)械采油井的平均系統(tǒng)效率9.機(jī)械采油系統(tǒng)電動機(jī)功率利用率機(jī)械采油井實際產(chǎn)液量與泵的理論排量的比值10.泵效（排量效率）光桿功率與電動機(jī)輸入功率的比值6.抽油機(jī)井的地面效率機(jī)械采油系統(tǒng)電動機(jī)輸入的有功功率與其額定功率之比，用百分?jǐn)?shù)表示（一）術(shù)語和定義一、舉升系統(tǒng)系統(tǒng)效率基本概念（二）測試要求1測試井的選擇2資料收集3測試用儀器儀表應(yīng)選取抽油機(jī)井所配機(jī)、泵運行正常的生產(chǎn)井作為測試對象。收集選定機(jī)械采油井的基礎(chǔ)資料，包括井號、機(jī)械設(shè)備型號、泵掛深度、尾管（采油管柱的吸入口）深度等，斜井（定向井、水平井、斜直井、各種側(cè)鉆井）需要有井身軌跡數(shù)據(jù)。測試所選用的儀器儀表應(yīng)在檢定周期內(nèi)。4待測參量的測試測試儀器儀表連接無誤后，按游梁式抽油機(jī)井的操作規(guī)程及程序進(jìn)行啟動。待采油設(shè)備正常運行20min后進(jìn)行測試。應(yīng)保證輸人功率、油井產(chǎn)液量、動液面深度、油井油管壓力和套管壓力、光桿載荷、光桿位移等主要參量同步測試。一、舉升系統(tǒng)系統(tǒng)效率基本概念（二）測試要求序號儀表名稱精度等級1輸入功率測試儀表1.52壓力表1.53動力示功儀1.04回聲儀0.355產(chǎn)液量計量儀表5.06秒表1.0測試用儀器儀表及精度等級要求一、舉升系統(tǒng)系統(tǒng)效率基本概念測試參數(shù)電氣測試參量井口測試參量井下測試參量光桿測試參量輸入功率電流電壓功率因數(shù)油管壓力套管壓力產(chǎn)液量含水率油井動液面深度光桿載荷光桿位移（二）測試要求一、舉升系統(tǒng)系統(tǒng)效率基本概念（三）指標(biāo)計算方法用電能表法測量時，用下式計算輸入功率：式中：P1——輸入功率，kW；

np——有功電能表所轉(zhuǎn)的圈數(shù)，r；

k——配用電流互感器變比倍率，常數(shù)；

k1——配用電壓互感器變比倍率，常數(shù)；

Np——有功電能表耗電為lkW·h時所轉(zhuǎn)的圈數(shù)，r／(kW·h)；

tp

——有功電能表運轉(zhuǎn)nP圈所用時間，s。1、抽油機(jī)井輸入功率一、舉升系統(tǒng)系統(tǒng)效率基本概念（三）指標(biāo)計算方法式中：P2——有效功率，kW；

Q——油井產(chǎn)液量，m3/d；

H——有效揚程，m；

ρ——油井液體密度，t/m3；

g——重力加速度，g=9.8m/s2。當(dāng)機(jī)械采油井的有效揚程小于零時，上式計算方法不適用。式中:

Hd——油井動液面深度，m；

P0——油管壓力，MPa；

Pt——套管壓力，MPa；ρ0——原油密度，t/m3.2、抽油機(jī)井有效功率3、有效揚程一、舉升系統(tǒng)系統(tǒng)效率基本概念（三）指標(biāo)計算方法4、抽油機(jī)井地面效率5、抽油機(jī)井地下效率6、抽油機(jī)井系統(tǒng)效率一、舉升系統(tǒng)系統(tǒng)效率基本概念（三）指標(biāo)計算方法式中：

ηv—泵效，%；Qs—油井實際產(chǎn)液量，m3/d；Qe—井下泵理論排量，m3/d。統(tǒng)計時間段內(nèi)累計耗電量統(tǒng)計時間段內(nèi)累計井口產(chǎn)液量統(tǒng)計時間段內(nèi)累計耗電量x100統(tǒng)計時間段內(nèi)累計井口產(chǎn)液量x統(tǒng)計井有效舉升高度7、泵效8、噸液耗電9、百米噸液耗電一、舉升系統(tǒng)系統(tǒng)效率基本概念（三）指標(biāo)計算方法機(jī)采系統(tǒng)效率和百米噸液耗電這兩個指標(biāo)在實質(zhì)上是一樣的，二者之間是常數(shù)關(guān)系。（噸液耗電、噸油耗電）式中：η——系統(tǒng)效率，%；Q——油井產(chǎn)液量，m3/d；

H——有效揚程，m；

ρ——油井液體密度，t/m3；

g——重力加速度，g=9.8m/s2；P——電機(jī)輸入有功功率，kW。式中：x——百米噸液有功耗電量，kWh/100m·tW——單井日耗電，kWhQ——單井日產(chǎn)液，tH——有效舉升高度，m10、系統(tǒng)效率與百米噸液耗電的關(guān)系一、舉升系統(tǒng)系統(tǒng)效率基本概念改造前：改造后：節(jié)電率系統(tǒng)效率每提高一個百分點節(jié)電率的變化：—系統(tǒng)效率優(yōu)化后節(jié)省的輸入功率，kwh（三）指標(biāo)計算方法11、系統(tǒng)效率與節(jié)電率對應(yīng)變化關(guān)系一、舉升系統(tǒng)系統(tǒng)效率基本概念（三）指標(biāo)計算方法目前涉及抽油井系統(tǒng)效率評價與管理相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有三個。SY/T5264-2006SY/T6275-2007SY/T6374-2008一、舉升系統(tǒng)系統(tǒng)效率基本概念目前勝利油田在用系統(tǒng)效率測試儀器主要包括如下幾種：

（1）3169鉗形電力測試儀(2）DJ33電力測試儀(3）DZC-1型電機(jī)綜合參數(shù)測試儀

（4）OSGC3-Ⅰ便攜式油井功率測試儀（三）指標(biāo)計算方法一、舉升系統(tǒng)系統(tǒng)效率基本概念小結(jié)認(rèn)識一：噸液耗電只能反映出單井在目前工況下的能耗水平，不能反映出該井是否在合理工況下運行，應(yīng)考慮以百米噸液耗電作為能耗考核的主要指標(biāo)；認(rèn)識二：現(xiàn)有系統(tǒng)效率評價標(biāo)準(zhǔn)體系仍需進(jìn)一步優(yōu)化，尤其是在不同油藏條件下如何進(jìn)行有效評價，需要進(jìn)一步研究；認(rèn)識三：現(xiàn)有儀器儀表配置無法實現(xiàn)抽油機(jī)井分節(jié)點測試，仍然需要進(jìn)一步配套完善。通過對能耗測試評價標(biāo)準(zhǔn)和計算方法進(jìn)行討論，我們主要取得以下認(rèn)識：一、舉升系統(tǒng)系統(tǒng)效率基本概念類別電機(jī)功率利用率（%）排量系數(shù)平衡度（%）系統(tǒng)效率（%）限定值節(jié)能評價值抽油機(jī)稀油200.4580-11018/（K1·K2）29/（K1·K2）稠油0.401520電潛泵850.85/2233螺桿泵350.50/2235其中K1為油田滲透率對機(jī)采井系統(tǒng)效率影響系數(shù),K2為泵掛深度對機(jī)采井系統(tǒng)效率影響系數(shù)。機(jī)械采油設(shè)備及系統(tǒng)判別指標(biāo)油田滲透率對機(jī)采井系統(tǒng)效率影響系數(shù)油田類型特低滲透油田低滲透油田中、高滲透油田K11.51.31.0泵掛深度對機(jī)采井系統(tǒng)效率影響系數(shù)泵掛深度m＜15001500~2500＞2500K21.001.051.10同時，從勝利油田生產(chǎn)實際來看，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中合理系統(tǒng)效率判定指標(biāo)在不同油藏類型下的合理性有待商榷，對于油井能耗潛力無法進(jìn)行整體認(rèn)識，相關(guān)工作需要進(jìn)一步深入優(yōu)化。小結(jié)一、舉升系統(tǒng)系統(tǒng)效率基本概念一、舉升系統(tǒng)系統(tǒng)效率基本概念匯報提綱二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析三、提高系統(tǒng)效率的方法四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展（一）有桿泵影響系統(tǒng)效率因素分析抽油機(jī)能耗損失節(jié)點分析二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（一）有桿泵影響系統(tǒng)效率因素分析

（1）變壓器影響1.地面因素對機(jī)采系統(tǒng)效率的影響在相同工況條件下，變壓器的效率與負(fù)載率的關(guān)系有一定的規(guī)律，可以看出當(dāng)變壓器負(fù)載率在0.35－0.8范圍之內(nèi)效率較高。目前抽油機(jī)井使用的是50kVA或100kVA的變壓器一對一拖動22kW、37kW、45kW電機(jī)，而電機(jī)平均輸入功率為10KW左右，造成變壓器容量浪費較高、其負(fù)荷率較低（10％－30％），導(dǎo)致變壓器功率因數(shù)低；變壓器空載損耗只與變壓器本身的性質(zhì)有關(guān)，由于變壓器的自身效率都很高（約98%），所以變壓器自身效率對抽油機(jī)系統(tǒng)效率的影響極其微小。要特別注意變壓器廠家的一些誤導(dǎo)，S11型30kVA變壓器比同容量S9型變壓器空載損耗少30%（節(jié)電30%），而實際上僅僅30W，30W與抽油機(jī)的實際耗電10kW相比，僅占3‰，沒有多大的實際意義。二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（一）有桿泵影響系統(tǒng)效率因素分析1.地面因素對機(jī)采系統(tǒng)效率的影響電動機(jī)運行在額定負(fù)荷或額定負(fù)荷附近，則電動機(jī)屬于節(jié)能經(jīng)濟(jì)運行。多數(shù)抽油機(jī)(尤其是常規(guī)游梁式抽油機(jī))在工作過程中，為滿足啟動或最大功率點的要求，其電動機(jī)的平均輸出功率與額定輸出功率之比通常為0.3-0.4，有的甚至更低，因此在一個沖程中的大多數(shù)時間里電動機(jī)處于輕載運行。我國各油田抽油機(jī)上多用Y系列電機(jī)，其常用電機(jī)額定效率如下表：

（2）電機(jī)影響二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（一）有桿泵影響系統(tǒng)效率因素分析1.地面因素對機(jī)采系統(tǒng)效率的影響

（3）皮帶傳動影響工程上常用的皮帶的傳動效率都比較高，最高可達(dá)98%，即其傳動損失僅為2%。窄V聯(lián)組帶較之使用其它類型的皮帶，損失最小，傳動效率最高達(dá)98%，并且?guī)л喼睆胶蛯挾榷济黠@減小。經(jīng)現(xiàn)場實測，使用這種傳動帶比使用普通三角帶平均可節(jié)電2.5%。因此，在我國現(xiàn)有技術(shù)條件下，帶傳動部分效率的提高潛力已很小。二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析常用皮帶傳動副效率表（一）有桿泵影響系統(tǒng)效率因素分析1.地面因素對機(jī)采系統(tǒng)效率的影響

（4）減速箱影響主要是軸承和齒輪的摩擦損失。核心問題是潤滑，如果潤滑效果差，不僅能耗增加，而且軸承和齒輪很快磨損，因此要保證減速箱內(nèi)軸承和齒輪的潤滑。潤滑良好，減速箱的總損失約為9%10%，即傳動效率為90%左右。在管理和維護(hù)措施得當(dāng)?shù)臈l件下，減速箱的效率不會有大的提高。二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（一）有桿泵影響系統(tǒng)效率因素分析1.地面因素對機(jī)采系統(tǒng)效率的影響

（5）四連桿機(jī)構(gòu)的影響共有三副軸承和一根鋼絲繩。該部分的主要損失是相對運動件間的摩擦損失以及鋼絲繩的變形損失。軸承損失約為3%。鋼絲繩的變形損失約為２%。如果潤滑保養(yǎng)良好，該部分的傳動效率一般可達(dá)95%，在換向機(jī)構(gòu)一定的情況下，該部分的效率不會有大的提高。二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（一）有桿泵影響系統(tǒng)效率因素分析地面因素對機(jī)采系統(tǒng)效率的影響

（6）盤根盒的影響1.該部分的損失主要是摩擦損失，該項損失與抽油機(jī)的安裝情況、光桿的表面加工質(zhì)量、盤根的松緊和密封材料有密切關(guān)系?，F(xiàn)場試驗表明，使用標(biāo)準(zhǔn)光桿和密封性能好的調(diào)心石墨盤根盒，能較大幅度地減小摩擦力和功率損耗。經(jīng)現(xiàn)場試驗，盤根盒對系統(tǒng)效率影響可達(dá)1%－2%。二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（一）有桿泵影響系統(tǒng)效率因素分析地面因素對機(jī)采系統(tǒng)效率的影響

（7）控制柜的影響1.目前常見的抽油機(jī)控制柜有：可控硅實時調(diào)壓控制柜、手動△-Y控制柜、單片機(jī)控制接觸器切換的△-Y控制柜、單片機(jī)實時控制可控硅切換的△-Y控制柜、固定電容補(bǔ)償柜、單片機(jī)控制可控硅隨即投切的電容補(bǔ)償柜、變頻器控制柜。通過測試分析，發(fā)現(xiàn)在電機(jī)負(fù)載率低于10%時它們都有一定的節(jié)電效果，當(dāng)負(fù)載率稍有增加時，節(jié)電效果不明顯。二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（一）有桿泵影響系統(tǒng)效率因素分析井下因素對機(jī)采系統(tǒng)效率的影響2.

（1）抽油桿柱的影響與油管、液柱產(chǎn)生摩擦損失，其值與下泵深度、井液粘度、抽油桿運動速度、油井本身的斜度和彎曲程度有關(guān)。對于井液粘度大的油井，可采用長沖程、低沖次的工況降低抽油桿的運動速度；可采用降低井液粘度的措施，如注蒸汽、摻稀油、應(yīng)用電加熱抽油桿等，以降低抽油桿柱與液柱之間的摩擦力。對于井斜或井筒彎曲程度較大的油井，可在抽油桿柱上加裝扶正器或保護(hù)接箍，以減少桿管之間的摩擦損耗。二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（一）有桿泵影響系統(tǒng)效率因素分析井下因素對機(jī)采系統(tǒng)效率的影響2.

（2）管柱的影響管柱的容積損失和水力損失兩部分組成。在油管螺紋處加裝密封件以保證油管的密封，在起下油管柱時嚴(yán)格按規(guī)程操作減少或消除螺紋的損壞，則可降低管柱漏失量，從而降低容積損失值。管柱的水力損失與管柱內(nèi)表面的粗糙度成正比，與井液的向上流動速度的平方成正比。應(yīng)對油管采取防腐或防結(jié)垢措施，防止油管內(nèi)壁變粗糙。應(yīng)盡量使用大泵徑、長沖程、低沖次，以降低液體向上流動速度。二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（一）有桿泵影響系統(tǒng)效率因素分析井下因素對機(jī)采系統(tǒng)效率的影響2.

（3）抽油泵影響抽油泵的損失中，容積損失和水力損失占主要部分。通過優(yōu)選柱塞泵筒間的間隙，在不增加柱塞泵筒摩擦力的條件下，減小液體漏失量。采用耐磨耐沖擊、開關(guān)性能好、水力損失小的閥球及閥座，可減小由于泵閥損壞或由于開關(guān)不及時而引起的漏失和減小水力阻力，從而降低抽油泵部分的能耗。二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（一）有桿泵影響系統(tǒng)效率因素分析井下因素對機(jī)采系統(tǒng)效率的影響2.

（4）沉沒度影響二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析xx油田246口抽油機(jī)井系統(tǒng)效率與沉沒度關(guān)系沉沒度太小，液量低，系統(tǒng)效率低；沉沒度太大，泵掛深，桿柱重量加大，能耗增加，系統(tǒng)效率也低。（一）有桿泵影響系統(tǒng)效率因素分析管理因素對機(jī)采系統(tǒng)效率的影響3.

（1）地面管理維護(hù)的影響：地面潤滑保養(yǎng)及傳動皮帶調(diào)整不及時、盤根盒調(diào)整不到位、井口回壓過高等都會降低系統(tǒng)效率。

（2）抽油機(jī)平衡度的影響：抽油機(jī)平衡度調(diào)整不理想將會增加抽油機(jī)懸點動載荷，不僅影響到連桿機(jī)構(gòu)、減速箱和電動機(jī)的效率與壽命，而且會使油井能耗增加，系統(tǒng)效率降低。輸入功率（kw）二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（一）有桿泵影響系統(tǒng)效率因素分析管理因素對機(jī)采系統(tǒng)效率的影響3.生產(chǎn)參數(shù)中油井產(chǎn)量、泵掛深度、懸點載荷差以及沖程和沖次是影響油井井下效率的主要因素，而它們本身也是各種因素影響的綜合指標(biāo)，相互之間存在相關(guān)性。對一具體的油井而言，在地面設(shè)備和油井產(chǎn)能是一定的條件下，不同的沖程、沖次、泵徑、下泵深度、抽油桿柱組合對井下效率有較大影響。當(dāng)產(chǎn)量、泵徑、泵掛確定時，沖次與井下效率的關(guān)系是隨沖次的增加，舉升效率降低。因此，長沖程、慢沖次有利于提高舉升效率。生產(chǎn)設(shè)計中主要存在部分油井沉沒度設(shè)計過大、泵徑偏小、沖次偏高等三類問題，因此在生產(chǎn)過程中，應(yīng)根據(jù)地面設(shè)備和產(chǎn)能的條件，科學(xué)合理地對抽油系統(tǒng)進(jìn)行組合設(shè)計，有利于提高井下效率。（3）生產(chǎn)參數(shù)的影響：二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（二）電泵影響系統(tǒng)效率因素分析能耗節(jié)點分析輸入功率損失功率電機(jī)功率損失泵功率損失油管摩阻功率損失油嘴截流功率損失動力電纜功率損失保護(hù)器、分離器功率損失有效功率變壓器功率損失電泵井系統(tǒng)能耗構(gòu)成圖

二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（二）電泵影響系統(tǒng)效率因素分析能耗節(jié)點分析電泵井?dāng)?shù)平均輸入功率kW平均有效功率kW損失功率（平均）泵功率損失kW電機(jī)功率損失kW動力電纜功率損失kW保護(hù)器、分離器功率損失kW油管摩阻功率損失kW油咀功率損失kW110572.1717.1330.9514.437.6621.50.98所占比例23.7442.8819.9910.612.772.081.36

從量化分析結(jié)果可以看出，泵、電機(jī)、電纜的功率損失所占的比例較大。2008年勝利油田對電泵井的測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算，對各節(jié)點能耗進(jìn)行了量化電泵井各節(jié)點能耗量化結(jié)果統(tǒng)計表二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（二）電泵影響系統(tǒng)效率因素分析能耗節(jié)點分析造成高能耗低效率的主要因素：1選泵、配泵不合理2新舊機(jī)組整機(jī)效率有差異3小排量電泵整機(jī)效率相對較低二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（二）電泵影響系統(tǒng)效率因素分析能耗節(jié)點分析電機(jī)輕載運行，造成電機(jī)效率低

排量匹配不合理，偏離了高效區(qū)，造成泵效低

揚程配置不合理，與實際需要揚程吻合度低揚程配置不合理，與實際需要揚程吻合度低沉沒度過大，導(dǎo)致電纜和油管摩阻功率損失增大

帶油嘴生產(chǎn)，造成截流損失增大

1.選泵、配泵不合理二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析

揚程配置過高一是增加了配泵級數(shù)，造成泵機(jī)械損失增大；二是損失揚程提高了液量，使泵偏離高效區(qū)；另外為控制液量使用油嘴，造成壓頭損失增大，影響了系統(tǒng)效率。超出實際需要揚程m井?dāng)?shù)平均配泵揚程m平均實際需要揚程m平均系統(tǒng)效率％小于1003196292531.4100－400186121592628400－700329136082026.2700－1000227166878125.11000以上217168642615.1合計（平均）990146274824.0勝利油田電泵揚程配置情況統(tǒng)計表（二）電泵影響系統(tǒng)效率因素分析能耗節(jié)點分析1.選泵、配泵不合理二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（二）電泵影響系統(tǒng)效率因素分析能耗節(jié)點分析1.選泵、配泵不合理電機(jī)輕載運行，“大馬拉小車”，造成電機(jī)效率低

排量匹配不合理，偏離了高效區(qū)，造成泵效低

揚程配置不合理，與實際需要揚程吻合度低電機(jī)輕載運行，造成電機(jī)效率低沉沒度過大，導(dǎo)致電纜和油管摩阻功率損失增大

帶油嘴生產(chǎn)，造成截流損失增大

二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（二）電泵影響系統(tǒng)效率因素分析能耗節(jié)點分析1.選泵、配泵不合理

統(tǒng)計990口電泵井的平均額定功率為67.2kW，平均有效功率只有17.9kW。在保持有效功率不變的情況下，按照平均泵效55%優(yōu)化設(shè)計電機(jī)功率，則平均所需要的電機(jī)功率僅有37.2kW，現(xiàn)有配置電機(jī)功率高于優(yōu)化設(shè)計值30kW。有864口電泵井電機(jī)功率配置偏大，造成電機(jī)功率利用率低、能量損耗大。二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（二）電泵影響系統(tǒng)效率因素分析能耗節(jié)點分析選泵、配泵不合理1.勝利油田電泵井電機(jī)容量配置情況調(diào)查表分類井?dāng)?shù)電泵參數(shù)(平均值)系統(tǒng)效率參數(shù)（平均值）額定排量m3/d額定揚程m額定功率kW軸功率kW輸入功率kW有效功率kW系統(tǒng)效率%噸液百米耗電(kWh/100mt)輕載運行負(fù)載率<50%537146161269.626.764.910.916.81.6250%<負(fù)載率<75%327168172668.641.666.317.326.11.04合理運行井126175172063.451.671.823.432.60.83二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（二）電泵影響系統(tǒng)效率因素分析能耗節(jié)點分析選泵、配泵不合理1.電機(jī)輕載運行，造成電機(jī)效率低

揚程配置不合理，與實際需要揚程吻合度低排量匹配不合理，偏離了高效區(qū)，造成泵效低沉沒度過大，導(dǎo)致電纜和油管摩阻功率損失增大

帶油嘴生產(chǎn)，造成截流損失增大

二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（二）電泵影響系統(tǒng)效率因素分析能耗節(jié)點分析選泵、配泵不合理1.

由于電泵高效點的排量高于額定排量，電泵排量在額定排量80%至140%之間為高泵效區(qū)，排量匹配過大或過小均偏離了高泵效區(qū)，造成泵內(nèi)葉輪磨損，機(jī)械損失加大，增加了功率損耗。通過對1281口井進(jìn)行統(tǒng)計，排量匹配不合理的有378口，其中排量效率<80%的井有188口，排量效率>120%的井有190口。這些井泵效偏離高效區(qū)，系統(tǒng)效率降低、噸液百米耗電增大。

二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（二）電泵影響系統(tǒng)效率因素分析能耗節(jié)點分析選泵、配泵不合理1.電機(jī)輕載運行，造成電機(jī)效率低

排量匹配不合理，偏離了高效區(qū)，造成泵效低

揚程配置不合理，與實際需要揚程吻合度低帶油嘴生產(chǎn)，造成截流損失增大

沉沒度過大，導(dǎo)致電纜和油管摩阻功率損失增大二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（二）電泵影響系統(tǒng)效率因素分析能耗節(jié)點分析選泵、配泵不合理1.

在正常情況下，電泵井沉沒度應(yīng)保持在300-500米。沉沒度過大，增加了電纜和油管摩阻的功率損失。經(jīng)過計算，泵掛深度每增加100米，電纜損失功率增加0.3kW，油管摩阻損失增加0.07kW。但并不是沉沒度越低越好，過低的沉沒度容易造成泵吸入口附近出現(xiàn)脫氣現(xiàn)象，影響電泵井的穩(wěn)定生產(chǎn)。沉沒度范圍(m)井?dāng)?shù)(口)泵深(m)沉沒度(m)配置揚程(m)需要揚程(m)系統(tǒng)效率(%)噸液百米耗電(kWh)<5003701188346131089027.80.98500-10004871396706152584424.31.12>100013316231233164244315.31.78合計（平均）9901355642146274824.01.14勝利油田電泵井沉沒度情況調(diào)查表二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（二）電泵影響系統(tǒng)效率因素分析能耗節(jié)點分析選泵、配泵不合理1.電機(jī)輕載運行，造成電機(jī)效率低

排量匹配不合理，偏離了高效區(qū)，造成泵效低

揚程配置不合理，與實際需要揚程吻合度低沉沒度過大，導(dǎo)致電纜和油管摩阻功率損失增大

帶油嘴生產(chǎn)，造成截流損失增大二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（二）電泵影響系統(tǒng)效率因素分析能耗節(jié)點分析選泵、配泵不合理1.

電泵井安裝油嘴生產(chǎn)主要有兩個目的，一是為了調(diào)節(jié)泵的排量，確保泵在高效區(qū)內(nèi)工作；二是為了合理的控制生產(chǎn)壓差，保護(hù)油層，實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)。安裝油嘴生產(chǎn)帶來的負(fù)面影響一是增加了截流損失；二是增加了作用在泵軸上的軸向力，加重了泵葉輪、導(dǎo)殼和軸承的磨損，降低了機(jī)組的使用壽命。在1281口井中，帶油嘴生產(chǎn)的電泵井888口，所占比例達(dá)到69.4%，帶咀生產(chǎn)井平均油壓為1.8MPa平均回壓為0.84MPa，平均壓差0.96MPa,海上油田截流損失最大達(dá)到了8.0MPa，陸上油田截流損失最大達(dá)到了3.0MPa。二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（二）電泵影響系統(tǒng)效率因素分析能耗節(jié)點分析2.新舊機(jī)組整機(jī)效率差異對系統(tǒng)效率的影響電泵機(jī)組的整機(jī)效率一方面受電泵排量的影響，排量越大，整機(jī)效率越高；另一方面同型號的新機(jī)組和修復(fù)機(jī)組的整機(jī)效率也存在差別。主要是由于機(jī)組在井下運行一段時間后各部件磨損，修復(fù)后各部件的匹配性與新機(jī)組仍有一定的差距，從而影響了整機(jī)效率。根據(jù)測試結(jié)果，修復(fù)機(jī)組的整機(jī)效率比新機(jī)組的整機(jī)效率平均低2.6%。泵排量(m3/d)修復(fù)機(jī)組（平均）新機(jī)組（平均）泵效（%）機(jī)效（%）整機(jī)效率（%）泵效（%）機(jī)效（%）整機(jī)效率（%）30～300496532.4526735.0電泵新、舊機(jī)組整機(jī)效率統(tǒng)計表二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（二）電泵影響系統(tǒng)效率因素分析能耗節(jié)點分析3.小排量電泵整機(jī)效率相對較低為了解決有桿采油偏磨問題，下小排量電泵成為重要手段。勝利油田陸上油田共下小排量電泵82口井。勝利油田各采油廠偏磨井下小排量電泵情況統(tǒng)計表勝采東辛現(xiàn)河濱南純梁臨盤孤島孤東合計偏磨井?dāng)?shù)203466913382二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析（二）電泵影響系統(tǒng)效率因素分析能耗節(jié)點分析3.小排量電泵整機(jī)效率相對較低

統(tǒng)計表明，小排量電泵（≤100m3/d）的平均整機(jī)效率為28.39%，比大排量電泵井（>100m3/d）的平均整機(jī)效率低14.76%。泵排量(m3/d)修復(fù)機(jī)組新機(jī)組泵效（%）機(jī)效（%）整機(jī)效率（%）泵效（%）機(jī)效（%）整機(jī)效率（%）30365319.1385520.950435624.08455826.160466630.36486832.64100516834.68536936.57150556837.4587040.6200567039.2597242.48250577140.47607343.8300587342.34617545.75不同排量電泵機(jī)組整機(jī)效率統(tǒng)計表二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析小結(jié)通過對影響系統(tǒng)效率的主要因素進(jìn)行討論，我們主要取得以下認(rèn)識：認(rèn)識一：在不同油藏生產(chǎn)條件下，合理的進(jìn)行單井舉升工藝的優(yōu)化選擇是進(jìn)行系統(tǒng)效率合理優(yōu)化的前提；認(rèn)識二：系統(tǒng)效率優(yōu)化，應(yīng)按照地面、地下一體化治理理念，圍繞重點影響因素，針對不同油藏類型、不同工況條件制定優(yōu)化措施；認(rèn)識三：提高系統(tǒng)效率技術(shù)路線應(yīng)注重實效的技改原則，應(yīng)結(jié)合實際生產(chǎn)情況，在動管柱、不動管柱（地面參數(shù)調(diào)整）、設(shè)備更換等技術(shù)方式上進(jìn)行優(yōu)選，同時硬件配套方面不能只是電機(jī)改造，要發(fā)展適應(yīng)性更好的設(shè)備配套技術(shù)。二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析一、舉升系統(tǒng)系統(tǒng)效率基本概念匯報提綱二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析三、提高系統(tǒng)效率的方法四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展由抽油機(jī)系統(tǒng)效率的組成分析可知：要提高系統(tǒng)效率，必須減少各環(huán)節(jié)的損失。輸入能量電動機(jī)、皮帶減速箱、四連桿盤根盒、抽油桿抽油泵、管柱剩余能量（液體）地面系統(tǒng)損失井下系統(tǒng)損失抽油機(jī)系統(tǒng)能量流轉(zhuǎn)模式圖三、提高系統(tǒng)效率的方法（一）提高抽油機(jī)井系統(tǒng)效率技術(shù)1加強(qiáng)技術(shù)管理，建立健全運行機(jī)制，及時優(yōu)化工況【1】應(yīng)用宏觀控制圖，加強(qiáng)抽油機(jī)井管理。應(yīng)用宏觀控制圖，檢查抽油泵是否正常工作，對泵效偏低的井，及時調(diào)整。如發(fā)現(xiàn)漏失嚴(yán)重或高液面，應(yīng)及時檢泵或換泵。三、提高系統(tǒng)效率的方法序號區(qū)塊治理對策1優(yōu)秀合格區(qū)\2供液不足區(qū)間開3斷脫漏失區(qū)檢泵4參數(shù)偏小區(qū)調(diào)參/換泵5資料待落實區(qū)落實資料【2】抓好“五率”管理，減少機(jī)械損失。及時調(diào)整抽油機(jī)平衡，保證其平衡率（度），提高系統(tǒng)效率。計算表明當(dāng)平衡度為80%～100%時能耗最低,同時，抽油機(jī)處在欠平衡時,較過平衡時省電。及時潤滑保養(yǎng)，保證各運轉(zhuǎn)部件的潤滑率，提高系統(tǒng)效率。及時調(diào)整光桿，保證其對中率，降低光管與盤根間的摩擦，提高系統(tǒng)效率。及時調(diào)整傳動皮帶，保證其“四點一線”，提高系統(tǒng)效率。及時緊固地面設(shè)備，保證各部件緊固率，提高系統(tǒng)效率。另外，生產(chǎn)過程中，按規(guī)定及時錄取回壓數(shù)據(jù)，避免回壓過高；同時保證盤根盒調(diào)整到位，不滲不漏，避免盤根過緊，有利于提高系統(tǒng)效率三、提高系統(tǒng)效率的方法1加強(qiáng)技術(shù)管理，建立健全運行機(jī)制，及時優(yōu)化工況【3】優(yōu)化油井生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計

工藝設(shè)計的基礎(chǔ)是油藏，要保證油藏工程與采油工程的協(xié)調(diào)，實現(xiàn)供排匹配。應(yīng)用泵徑、沖程、沖數(shù)的優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型對抽油參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化的過程中可以考慮如下因素：（1）減速箱一個沖程周期內(nèi)平均輸出扭矩和減速箱輸出軸角速度的乘積最低為目標(biāo)函數(shù)。（2）上述變量的變化對四連桿系統(tǒng)效率的影響、對抽油機(jī)內(nèi)應(yīng)力的影響。（3）抽油桿柱的振動載荷、慣性載荷、摩檫載荷的影響。（4）上述變量的變化對井下沖程的影響。通過計算的井下示功圖和地面示功圖對比分析，對所用計算參數(shù)進(jìn)行修正。三、提高系統(tǒng)效率的方法2優(yōu)化井下桿管泵配套，提高井下系統(tǒng)效率(1)優(yōu)化油管選型配套，提高系統(tǒng)效率①保證油管及螺紋處密封，降低油管容積損失，如螺紋處添加密封、規(guī)范施工避免螺紋損壞等。②根據(jù)液量合理組配管徑，增加油管表面光滑度，降低水力損失，如選用摩擦系數(shù)低的內(nèi)襯管等。③對于深抽井，使用油管錨減少沖程損失。三、提高系統(tǒng)效率的方法2優(yōu)化井下桿管泵配套，提高井下系統(tǒng)效率(2)優(yōu)化抽油桿選型配套，提高系統(tǒng)效率①應(yīng)用連續(xù)抽油桿，降低活塞效應(yīng)導(dǎo)致的能量損失。②應(yīng)用高強(qiáng)度抽油桿，降低抽油桿柱的彈性損失。③添加抽油桿扶正裝置，降低桿管的摩擦損失。(3)應(yīng)用高效、耐磨抽油泵，降低水力漏失損失和機(jī)械損失，提高系統(tǒng)效率(4)選擇合理的工作方式

①選用大沖程、小沖次，減小氣體影響，降低懸點載荷.②根據(jù)含水及氣液比條件，選擇合理的沉沒堵。③盡量減小防沖距，以減小余隙。余隙值越小，充滿程度值就越大。(5)加強(qiáng)其他配套技術(shù)研究與應(yīng)用，如產(chǎn)氣井安裝氣錨、出砂井防砂等3加強(qiáng)抽油機(jī)、電機(jī)、控制箱優(yōu)化組合，提高地面效率【1】推廣節(jié)能型抽油機(jī)游梁式抽油機(jī)工作效率不高的主要原因是其載荷特性與所用的普通三相異步電動機(jī)的工作特性不匹配。目前，許多節(jié)能技術(shù)已得到實施。從設(shè)計制造的角度考慮，游梁式抽油機(jī)節(jié)能方法可歸納為三類。（1）改進(jìn)抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)主要是通過對抽油機(jī)四桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計和抽油機(jī)平衡方式的完善來改變抽油機(jī)曲柄軸凈扭矩曲線的形狀和大小，使其波動平坦，減少負(fù)扭矩，從而減小抽油機(jī)的周期載荷系數(shù)，提高電動機(jī)的工作效率，達(dá)到節(jié)能的目的。如異相曲柄平衡抽油機(jī)等。要根據(jù)單井產(chǎn)能,設(shè)計相應(yīng)的機(jī)型并選配電機(jī)和控制箱。三、提高系統(tǒng)效率的方法（2）改變動力機(jī)的工作特性由于抽油機(jī)所用的動力機(jī)絕大部分是電動機(jī)，所以改變動力機(jī)工作特性的主要辦法是用高轉(zhuǎn)差率電動機(jī)（轉(zhuǎn)差率8%~13%）和超高轉(zhuǎn)差率電動機(jī)代替常規(guī)轉(zhuǎn)差率電動機(jī)（轉(zhuǎn)差率小于5%）。與普通電動機(jī)相比，在同樣油井工況下，使用超高轉(zhuǎn)差率電動機(jī)的電流和功率曲線平均值明顯減小，曲線波動明顯平坦。（3）增加抽油機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量抽油機(jī)節(jié)能的另一個方法是增加抽油機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量，充分發(fā)揮其動能均衡作用，降低電動機(jī)承受扭矩的波動量，達(dá)到節(jié)能的目的，如節(jié)能蓄能器。3加強(qiáng)抽油機(jī)、電機(jī)、控制箱優(yōu)化組合，提高地面效率【1】推廣節(jié)能型抽油機(jī)——異相曲柄復(fù)合平衡抽油機(jī)——雙驢頭抽油機(jī)——皮帶抽油機(jī)——下偏杠鈴游梁復(fù)合平衡抽油機(jī)——擺桿式游梁抽油機(jī)——偏輪式游梁式抽油機(jī)——調(diào)徑變矩游梁平衡抽油機(jī)——漸開線異形抽油機(jī)-國內(nèi)節(jié)能抽油機(jī)3加強(qiáng)抽油機(jī)、電機(jī)、控制箱優(yōu)化組合，提高地面效率【1】推廣節(jié)能型抽油機(jī)A偏置式節(jié)能抽油機(jī)（異相型抽油機(jī)，TM抽油機(jī)）3加強(qiáng)抽油機(jī)、電機(jī)、控制箱優(yōu)化組合，提高地面效率【1】推廣節(jié)能型抽油機(jī)B

雙驢頭節(jié)能抽油機(jī)

（異型游梁式抽油機(jī)）3加強(qiáng)抽油機(jī)、電機(jī)、控制箱優(yōu)化組合，提高地面效率【1】推廣節(jié)能型抽油機(jī)C

皮帶抽油機(jī)3加強(qiáng)抽油機(jī)、電機(jī)、控制箱優(yōu)化組合，提高地面效率【1】推廣節(jié)能型抽油機(jī)D下偏杠鈴游梁復(fù)合平衡抽油機(jī)3加強(qiáng)抽油機(jī)、電機(jī)、控制箱優(yōu)化組合，提高地面效率【1】推廣節(jié)能型抽油機(jī)在游梁式抽油機(jī)的基礎(chǔ)上，利用下偏杠鈴來平衡和削減抽油機(jī)峰值扭矩，可以根據(jù)井況合理匹配下偏杠鈴的位置和重量，繼承了常規(guī)游梁式抽油機(jī)的全部優(yōu)點，平衡效果好，性能可靠?！?】提高電機(jī)效率對電機(jī)效率低井主要采取以下技術(shù)措施：①更換小功率電機(jī),解決“小馬拉大車”問題，提高電機(jī)負(fù)載率。②應(yīng)用電機(jī)多功能節(jié)能控制柜。采用可控硅實時調(diào)壓控制柜、△-Y控制柜、無功補(bǔ)償控制柜等，實現(xiàn)抽油機(jī)高壓啟動，低壓運行，提高功率因素和電機(jī)效率。③應(yīng)用節(jié)能型電機(jī)，推廣應(yīng)用高啟動轉(zhuǎn)矩電機(jī)、高效永磁電機(jī)、雙功率型電機(jī)等，提高系統(tǒng)效率④安裝皮帶漲緊器，避免皮帶打滑，提高運行效率。⑤對三低油井負(fù)荷輕的井采取安裝減速裝置，提高運行效率。三、提高系統(tǒng)效率的方法3加強(qiáng)抽油機(jī)、電機(jī)、控制箱優(yōu)化組合，提高地面效率電機(jī)耗電量等于電泵系統(tǒng)靜水壓負(fù)荷的耗電量與油管摩阻耗電量之和，而油管摩阻耗電量等于水壓消耗的電能除以泵與電機(jī)的效率。因此，有：1選用高壓潛油電動機(jī)（二）提高電潛泵井系統(tǒng)效率技術(shù)三、提高系統(tǒng)效率的方法按照電流的計算方法，電機(jī)的輸入功率為：式中：UN電機(jī)銘牌電壓cosφ為功率因數(shù)對運行于平衡三相系統(tǒng)的動力電纜，其功率損失可表示為：變頻控制系統(tǒng)原理：該技術(shù)是運用變頻控制屏和普通的潛油電泵機(jī)組配套調(diào)速的工藝，通過變頻，改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)離心泵的排量，使其泵特性和油井生產(chǎn)能力相匹配，機(jī)組工作在最佳工作區(qū)內(nèi)。變頻系統(tǒng)功能：——軟啟動——穩(wěn)壓保護(hù)——軟失速——控制功能2使用變頻技術(shù)（二）提高電潛泵井系統(tǒng)效率技術(shù)研制和應(yīng)用系列化潛油電泵，使其適應(yīng)不同的排量、溫度。電泵機(jī)組級數(shù)可任意組合，降低電泵機(jī)組功率，提高系統(tǒng)效率。如某油井原機(jī)組設(shè)計排量150m3/d，級數(shù)290級，系統(tǒng)效率為24.3%。進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計后，機(jī)組型號不變，將級數(shù)降為250級，裝機(jī)功率降低，則系統(tǒng)效率為41.6%。較原系統(tǒng)效率提高了17.3%。（二）提高電潛泵井系統(tǒng)效率技術(shù)3使用系列化潛油電泵普通葉導(dǎo)輪抽汲稠油或含聚流體時，由于流體粘度大，流動阻力大，軸面流速低，葉輪抽汲量低，加大流道面積，可適應(yīng)抽汲高粘度的流體。（二）提高電潛泵井系統(tǒng)效率技術(shù)4改變潛油電泵的流道通常情況下，通過改變井口油嘴大小控制整個系統(tǒng)處于高效區(qū)工作：即按照油井最大產(chǎn)液量匹配潛油電泵，當(dāng)實際產(chǎn)液量與其不匹配時，利用油嘴調(diào)節(jié)產(chǎn)液量的大小。5使用可調(diào)油嘴高氣液比會導(dǎo)致泵的排量降低，氣蝕、腐蝕嚴(yán)重、檢泵周期短。采用高效油氣分離器，可提高泵排量，延長機(jī)組運行時間。高效油氣分離器電機(jī)軸轉(zhuǎn)動分離器軸轉(zhuǎn)動井液分離氣體在里、液體在外（二）提高電潛泵井系統(tǒng)效率技術(shù)6使用高效的油氣分離器潛油電泵的工況點是由油井的流入特性、泵特性及管路特性共同決定的，研究潛油電泵的系統(tǒng)效率及優(yōu)化設(shè)計，必須綜合考慮這幾種因素的共同作用結(jié)果。只有保證三者處于統(tǒng)一的平衡體，效率才能最佳。運用優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)可確定合理的泵型、泵掛、揚程等。節(jié)電裝置系統(tǒng)工作原理圖壓力流量（二）提高電潛泵井系統(tǒng)效率技術(shù)7加強(qiáng)電泵井優(yōu)化設(shè)計與參數(shù)優(yōu)選

——采用無級調(diào)參驅(qū)動方式，驅(qū)動裝置的輸出轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)，提高螺桿泵適應(yīng)油井產(chǎn)能變化的能力。而有級調(diào)參驅(qū)動的螺桿泵井，一般只有不連續(xù)的幾個調(diào)參檔位，對油井產(chǎn)液量波動較大。特別是聚驅(qū)井和新井，投產(chǎn)初期產(chǎn)能較高而穩(wěn)定期產(chǎn)能較低。有級調(diào)參往往需要停機(jī)，增加躺井幾率?！捎脽o級調(diào)參驅(qū)動方式，調(diào)參時只需旋轉(zhuǎn)調(diào)速旋鈕即可，而且調(diào)參前后的工作參數(shù)均可以在操作面板上讀取。在有級調(diào)參驅(qū)動方式下，當(dāng)需要調(diào)參時，首先要選擇備用的帶輪和皮帶，然后停機(jī)，再由人工操作，拆裝帶輪和皮帶，調(diào)整完畢后起機(jī)運轉(zhuǎn)。如果應(yīng)用的井?dāng)?shù)增多，則現(xiàn)場維護(hù)和管理的工作量必然增加。（三）提高螺桿泵井系統(tǒng)效率技術(shù)1應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，實現(xiàn)軟啟動針對不同井況，螺桿泵下井后出現(xiàn)啟動困難和壓頭低的問題,通過確定定轉(zhuǎn)子配合間隙與吸附、摩擦和運轉(zhuǎn)扭矩以及與壓頭和排量的關(guān)系,最終確定了扭矩低、舉升能力高的合理過盈量(0.1-0.3mm)，實現(xiàn)了降低定轉(zhuǎn)子吸附扭矩50%以上，降低摩擦扭矩20％以上，并實現(xiàn)了定轉(zhuǎn)子互換。定轉(zhuǎn)子合理過盈的確定（三）提高螺桿泵井系統(tǒng)效率技術(shù)2優(yōu)化定轉(zhuǎn)子配合過盈量定子橡膠受油井井況和舉升介質(zhì)影響，其物理機(jī)械性能變化較大。定子橡膠溶脹綜合曲線（三）提高螺桿泵井系統(tǒng)效率技術(shù)3改善定子橡膠的性能抽油桿柱在油管內(nèi)轉(zhuǎn)動會引起井口的振動及抽油桿柱與油管柱的摩擦，所以在抽油桿柱必須實施扶正，特別是高轉(zhuǎn)速的螺桿泵井。通常在抽油桿柱的上端即光桿附近、抽油桿柱的下端即轉(zhuǎn)子附近以及中下部一定要放置扶正器。另外在井斜變化大的位置也應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)卦黾臃稣?。（三）提高螺桿泵井系統(tǒng)效率技術(shù)4使用抽油桿扶正器抽油桿扶正器永磁直驅(qū)電機(jī)可直接驅(qū)動機(jī)械負(fù)載,淘汰了冗重的減速機(jī)構(gòu),在需要大轉(zhuǎn)矩低轉(zhuǎn)速的螺桿泵井具有獨特節(jié)能優(yōu)勢。永磁直驅(qū)電機(jī)螺桿泵圖（三）提高螺桿泵井系統(tǒng)效率技術(shù)5推廣永磁直驅(qū)電機(jī)，實現(xiàn)無減速箱傳動，提高傳動效率螺桿泵生產(chǎn)系統(tǒng)的科學(xué)化管理同其它方式一樣，包括取全取準(zhǔn)所有資料，并及時跟蹤分析，及時調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)等措施。其中螺桿泵井系統(tǒng)效率控制圖是其系統(tǒng)效率與沉沒壓力的關(guān)系圖，用來反映螺桿泵井工況的圖件，可幫助現(xiàn)場提高管理水平和效益。螺桿泵系統(tǒng)效率控制圖（三）提高螺桿泵井系統(tǒng)效率技術(shù)6加強(qiáng)現(xiàn)場管理一、舉升系統(tǒng)系統(tǒng)效率基本概念匯報提綱二、影響系統(tǒng)效率的主要因素分析三、提高系統(tǒng)效率的方法四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展提效示范區(qū)工程提效示范區(qū),技改思路立足“三個提高”堅持“三個優(yōu)化”做到“三個結(jié)合”提高技術(shù)水平提高管理水平提高經(jīng)濟(jì)效益技術(shù)優(yōu)化系統(tǒng)優(yōu)化整體優(yōu)化注、采、輸三系統(tǒng)地面與地下油藏與工程1、實施示范區(qū)治理，探尋規(guī)模化治理方向四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展兩年建立了20個機(jī)采系效率示范區(qū)。其中03年實施了10個示范區(qū)共1125口井；04年實施了10個示范區(qū)1535口井，共計實施2660口井。采用先進(jìn)的設(shè)計軟件，在進(jìn)行節(jié)點分析的基礎(chǔ)上，對抽油機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)點和系統(tǒng)優(yōu)化；應(yīng)用皮帶減速器、新型高效節(jié)能電機(jī)、高效低耗變壓器等地面節(jié)能優(yōu)化技術(shù)；推廣應(yīng)用連續(xù)抽油桿技術(shù)、可調(diào)偏井口、可自潤滑的盤根材料等配套技術(shù)；推廣應(yīng)用潛油電泵智能變頻技術(shù)、軟啟動技術(shù)；通過地面、井筒工藝技術(shù)的一體化優(yōu)化組合，達(dá)到提效目的。1、實施示范區(qū)治理，探尋規(guī)?；卫矸较蛩摹倮吞锊捎拖到y(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展效果跟蹤情況：2003年10個示范區(qū)平均系統(tǒng)效率、平均單井日耗電效果跟蹤1、實施示范區(qū)治理，探尋規(guī)模化治理方向四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展2004年10個示范區(qū)平均系統(tǒng)效率、平均單井日耗電效果跟蹤1、實施示范區(qū)治理，探尋規(guī)?；卫矸较蛩摹倮吞锊捎拖到y(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展勝利油田機(jī)采示范區(qū)平均地面效率和平均井下效率跟蹤測試結(jié)果

03、04年示范區(qū)油井地面效率和井下效率跟蹤測試結(jié)果見下圖。在實施示范區(qū)的過程中，整體考慮地面與地下，通過引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備、先進(jìn)技術(shù)等措施，地面效率和井下效率都有不同程度的提高。2003年2004年1、實施示范區(qū)治理，探尋規(guī)?；卫矸较蛩?、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展十一五期間，勝利油田以一體化治理理念為指導(dǎo)，以專家組為技術(shù)支撐，積極推行項目管理，先后開展了偏磨油井、電熱采油井、低效電泵井、螺桿泵工藝優(yōu)化替代等四項治理工作，見到了較好的經(jīng)濟(jì)效益。2、依托專家組平臺，實現(xiàn)技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展偏磨治理2006年，勝利油田成立油井防偏磨專家組，開展了油井防偏磨治理工作，經(jīng)過近三年的專項治理，取得了初步成果。隨著油田開發(fā)進(jìn)入中后期,油井含水升高，斜井、定向井增加，有桿泵井管桿偏磨、磨蝕問題越來越嚴(yán)重。同時，桿管接觸偏磨造成桿柱下行阻力增大，油井能耗上升。85%23.4%偏磨井?dāng)?shù)12156284213725開井?dāng)?shù)有桿泵井?dāng)?shù)2005年數(shù)據(jù)統(tǒng)計每年損失3.2億元/年285257普通油井偏磨井日耗電（kwh/d)1.2、依托專家組平臺，實現(xiàn)技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展①高腐蝕偏磨井配套技術(shù)：“內(nèi)涂防腐油管+防腐抗磨接箍”③斜井防偏磨配套技術(shù)：“內(nèi)襯抗磨油管＋抗磨副+抗磨接箍”②失穩(wěn)彎曲偏磨井配套技術(shù)：“抗磨副+加重桿”④注聚驅(qū)偏磨井配套技術(shù)：“內(nèi)襯抗磨油管+連續(xù)桿+螺桿泵”主導(dǎo)技術(shù)系列以內(nèi)襯油管、內(nèi)涂油管、抗磨副為主導(dǎo)技術(shù)，形成了四種治理配套技術(shù)系列；滿足了井斜角<60°、泵掛深度<3000m、礦化度<13×104mg/l各類偏磨井治理需要偏磨治理1.2、依托專家組平臺，實現(xiàn)技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展2006-2008連續(xù)三年累計治理2152井次，投入資金25298.4萬元，到2010年底治理井平均生產(chǎn)周期延長221天，折算累計減少維護(hù)作業(yè)井次3350井次，減少作業(yè)投入33500萬元，取得經(jīng)濟(jì)效益8201.6萬元以上，同時治理后單井節(jié)電28Kwh，累節(jié)電4048萬Kwh以上。治理工作量及效果：142治理后治理前363平均檢泵周期(天）221285治理后治理前25728平均單井日耗電（kwh/d）偏磨治理1.2、依托專家組平臺，實現(xiàn)技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展（1）電熱采油耗電量大、技術(shù)單一、設(shè)備落后，平均單井日耗電達(dá)到1366Kwh以上；（2）工頻加熱導(dǎo)致三相電流嚴(yán)重不平衡，增加線路的附加損耗；（3）電熱采油管理制度不完善。存在問題在滿足油井生產(chǎn)需要的前提下，以投入產(chǎn)出效益最大化為改造目標(biāo)，針對不同油井生產(chǎn)實際優(yōu)選節(jié)能改造工藝。指導(dǎo)思想電熱治理2.2、依托專家組平臺，實現(xiàn)技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展主要治理技術(shù)系列井筒化學(xué)降粘摻水降粘空心桿密閉循環(huán)伴熱地面調(diào)功儀單井拉油罐加熱盤管改造煤氣兩用加熱爐智能溫控技術(shù)多功能罐集油管線加藥摻水煤氣兩用加熱爐電熱治理2.2、依托專家組平臺，實現(xiàn)技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展完成工作量2006-2010年進(jìn)行電熱井筒電加熱優(yōu)化1230井次，地面電加熱優(yōu)化986套。2006-2010年井筒電熱優(yōu)化數(shù)量2006-2010年地面電熱優(yōu)化數(shù)量電熱治理2.2、依托專家組平臺，實現(xiàn)技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展實施效果：2006-2010年采油電熱采油優(yōu)化技術(shù)優(yōu)化了井筒電加熱1230井次，實現(xiàn)了累計節(jié)電2.1億kW·h。2006年2007年2008年2009年2010年4911萬kW·h6184萬kW·h5105萬kW·h3800萬kW·h1132萬kW·h電熱治理2.2、依托專家組平臺，實現(xiàn)技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展實施效果：2006-2010年采油電熱采油優(yōu)化技術(shù)優(yōu)化了地面電加熱986套，實現(xiàn)了累計節(jié)電2348萬kW·h。2006年2007年2008年2009年2010年892萬kW·h577萬kW·h436萬kW·h326萬kW·h116萬kW·h電熱治理2.2、依托專家組平臺，實現(xiàn)技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展截止到2008年底分公司共有電泵井1630口，在開1454口，占油井總開井的7.7%，產(chǎn)量占總產(chǎn)量的18%，產(chǎn)液量占總產(chǎn)液量的31%，電泵井提液耗電量占總提液耗電的37%。因此有效控制電泵井提液能耗是控制提液系統(tǒng)能耗的一項關(guān)鍵工作。通過分析，選泵配泵不合理是造成電泵井高能耗、低效率的主要原因。針對這一問題，勝利油田從源頭抓起，開展機(jī)泵優(yōu)化配套工作。低效電泵治理3.2、依托專家組平臺，實現(xiàn)技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展一是制造機(jī)組：規(guī)范完善常備機(jī)組系列指導(dǎo)思想：針對現(xiàn)有揚程臺階過大（平均500米左右）以及電機(jī)功率品種過于單一等問題，結(jié)合電泵井的實際生產(chǎn)情況，按照不同排量的電泵機(jī)組，選用不同的基本節(jié)，任意組合后和實現(xiàn)100-200米一個臺階。做法及效果低效電泵治理3.2、依托專家組平臺，實現(xiàn)技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展

二是修復(fù)機(jī)組：結(jié)合各單位實際情況，對于修復(fù)機(jī)組實施拆級改造。電機(jī)：電機(jī)功率改造費用高、且電機(jī)功率配套稍大對能耗影響不大，暫不考慮改造。

泵：揚程對系統(tǒng)效率的影響最大，要進(jìn)行拆級改造，按照100-200米一個臺階的組配揚程，形成滿足不同揚程的配套需求。做法及效果低效電泵治理3.2、依托專家組平臺，實現(xiàn)技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展做法及效果排量系列化前系列化后電機(jī)功率kW額定揚程m基本節(jié)揚程m揚程臺階m電機(jī)功率kW基本節(jié)揚程m揚程臺階m60431800900*290021kW31kW37kW43kW55kW62kW74kW700+900+1200200-300100551800900*2900600+700+900100-20015043*21800600*3600400+600+70010025055*21800450*4450400+500+60010032043*21410450+320*3200350+450+550100系列化前后機(jī)組配置對比表低效電泵治理3.2、依托專家組平臺，實現(xiàn)技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展做法及效果

2009年至今，勝利油田針對修復(fù)機(jī)組所占比例大（72%）的實際情況，優(yōu)先開展了電泵拆級優(yōu)化改造工作，累計實施拆級改造785井次，優(yōu)化后，實施改造油井平均電泵揚程降低了150米，沉沒度減少了74米，平均單井日節(jié)電123kwh，累節(jié)電4016萬Kwh以上，取得良好的治理效果。低效電泵治理3.2、依托專家組平臺，實現(xiàn)技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展治理思路針對電泵井耗電較高、部分有桿泵井生產(chǎn)工況無法進(jìn)一步優(yōu)化的問題，實施螺桿泵替代治理。08年共進(jìn)行專項改造113口，主要應(yīng)用方向如下：螺桿泵替代治理3.2、依托專家組平臺，實現(xiàn)技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展191治理后治理前354平均檢泵周期163偏磨治理節(jié)能降耗116治理后治理前98平均單井日產(chǎn)液18821治理后治理前185636

治理后在偏磨治理、節(jié)能降耗、居民區(qū)噪音治理方面，通過完善的配套技術(shù)進(jìn)行治理改造，效果顯著。61治理后治理前61日產(chǎn)液71治理后治理前57噪音對比噪音治理平均單井日耗電14螺桿泵替代治理3.2、依托專家組平臺，實現(xiàn)技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展十一五期間，勝利油田在提液降耗治理方面形成了較為完善的技術(shù)系列，但始終沒有解決提液能耗評價和能耗潛力預(yù)測的問題，無法確定各開發(fā)單位的合理能耗水平和掌握其潛力分布情況。

從10年系統(tǒng)效率變化趨勢來看，通過多方面的工作，系統(tǒng)效率逐年提高，但勝利油田司整體水平還能提高多少，潛力在哪說不清楚。3、實施提液潛力評價，有效認(rèn)識能耗潛力四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展以“機(jī)采系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)”中“理論輸入功率”的計算方法為基礎(chǔ)，利用油井實測數(shù)據(jù)和原油高壓物性參數(shù)對計算模型進(jìn)行擬合和修正，建立基于區(qū)塊的輸入功率計算模型。由此計算每口井當(dāng)前能耗及預(yù)測該井同油藏條件、同產(chǎn)量下最佳能耗，通過計算和分析“降耗率”，對油井的節(jié)能潛力做出預(yù)測和評價。系統(tǒng)降耗率：R=(1-η目前/η最佳)×100%=(1-P最佳/P目前)×100%η目前

——目前生產(chǎn)狀態(tài)下的機(jī)采系統(tǒng)效率，%；η最佳

——相同產(chǎn)量下能耗最低機(jī)采系統(tǒng)對應(yīng)的系統(tǒng)效率，%；

P目前——目前生產(chǎn)狀態(tài)下的機(jī)采系統(tǒng)輸入功率，kw；

P最佳

——相同產(chǎn)量下能耗最低機(jī)采系統(tǒng)對應(yīng)的輸入功率，kw

R值的范圍為0～100%，R值越小，該井的節(jié)能潛力越?。籖值越大，該井的節(jié)能潛力越大，當(dāng)R值為0時，其節(jié)能潛力為零。3、實施提液潛力評價，有效認(rèn)識能耗潛力四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展基礎(chǔ)數(shù)據(jù)高壓物性設(shè)備數(shù)據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)模型擬合修正（泵效、功率、功圖）評價條件設(shè)定（產(chǎn)量不降的前提等）評價標(biāo)準(zhǔn)（輸入功率最低）評價類型設(shè)定（按單位/區(qū)塊/單井）評價結(jié)果(能耗潛力等）整體評價路線3、實施提液潛力評價，有效認(rèn)識能耗潛力四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展工作成果一是：評價出了開發(fā)單位提液系統(tǒng)能耗潛力。二是：研究制定出了降耗率宏觀控制圖版。三是：繪制了影響提液能耗的主要因素關(guān)系圖。3、實施提液潛力評價，有效認(rèn)識能耗潛力四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展工作成果四是：建立能耗潛力評價模型。五是：形成能耗潛力評價管理平臺，2012年底完成勝利油田全面部署、運行。平臺首頁能耗評價常態(tài)化（實時評價）跟蹤分析動態(tài)化（日度分析）工作實施最優(yōu)化（滿足生產(chǎn)需求下的能耗最低）3、實施提液潛力評價，有效認(rèn)識能耗潛力四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展在滿足生產(chǎn)、整體優(yōu)化、效益最大為目的，從設(shè)計優(yōu)化、工況優(yōu)化、地面設(shè)備配套優(yōu)化等方面入手開展系統(tǒng)優(yōu)化工作。4、實施整體優(yōu)化，全面優(yōu)化系統(tǒng)能耗水平四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展優(yōu)化設(shè)計油井基本數(shù)據(jù)錄取油井流入動態(tài)分析及產(chǎn)能預(yù)測抽油泵型設(shè)計及生產(chǎn)參數(shù)設(shè)計抽油桿柱設(shè)計井下工況指標(biāo)評價抽油管柱設(shè)計地面配套設(shè)備設(shè)計綜合工況指標(biāo)評價確定設(shè)計目標(biāo)形成方案優(yōu)化思路4、實施整體優(yōu)化，全面優(yōu)化系統(tǒng)能耗水平四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展設(shè)計優(yōu)化過程中要重點做好以下幾項工作：1.設(shè)計優(yōu)化

一是與油藏工程方案緊密結(jié)合4、實施整體優(yōu)化，全面優(yōu)化系統(tǒng)能耗水平四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展泵的合理沉沒壓力與油藏條件、油井產(chǎn)量、抽汲參數(shù)以及流體物性等有關(guān)，是各種因素影響的綜合指標(biāo)，且各因素之間也存在相關(guān)性。所以，泵沉沒壓力的選擇取決于油井生產(chǎn)的協(xié)調(diào)。必須針對具體油井和油藏情況，以井下舉升效率或經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，進(jìn)行動態(tài)模擬計算與分析，合理配置抽油設(shè)備和優(yōu)化油井工作參數(shù)，保證油井高效生產(chǎn)確定合理沉沒度

二是與油井生產(chǎn)需要緊密結(jié)合1.設(shè)計優(yōu)化4、實施整體優(yōu)化，全面優(yōu)化系統(tǒng)能耗水平四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展對目前正常生產(chǎn)的抽油機(jī)井進(jìn)行工況分析，以了解油層的生產(chǎn)能力、設(shè)備的工作狀況，為進(jìn)一步制定合理的技術(shù)措施提供依據(jù)。對目前正常生產(chǎn)的，且工況分析認(rèn)為只需進(jìn)行地面生產(chǎn)參數(shù)調(diào)節(jié)，不動管桿柱的抽油機(jī)井進(jìn)行地面生產(chǎn)參數(shù)對舉升效率或經(jīng)濟(jì)效益的敏感性分析，并以高效為目標(biāo)，制定參數(shù)調(diào)節(jié)方案，預(yù)測參數(shù)調(diào)節(jié)后的生產(chǎn)指標(biāo)和設(shè)備工況指標(biāo)；對新井或措施井(所謂的動管桿柱的油井)，通過優(yōu)化設(shè)計，確定合理的生產(chǎn)參數(shù)和采油設(shè)備配置(如抽油機(jī)、泵型、泵徑、沖程、沖次、下泵深度、抽油桿柱組合、扶正器安裝位置、加重桿長度、規(guī)格等)，預(yù)測相應(yīng)抽汲參數(shù)下的工況指標(biāo)(如載荷、應(yīng)力、扭矩、功率、效率、產(chǎn)量、泵效及其組成分析等)。

三是與油井生產(chǎn)動態(tài)緊密結(jié)合1.設(shè)計優(yōu)化4、實施整體優(yōu)化，全面優(yōu)化系統(tǒng)能耗水平四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展不同油藏類型工況模板低滲特稠油針對傳統(tǒng)工況模板在不同油藏類型下適應(yīng)性差、評價結(jié)果誤差大問題，開展工況圖版優(yōu)化，形成不同油藏類型下工況模板。傳統(tǒng)單一工況模板2.工況優(yōu)化4、實施整體優(yōu)化，全面優(yōu)化系統(tǒng)能耗水平四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展工況分析工況管理工況調(diào)整工況評價一性資料錄取注采調(diào)整工作工藝治理工作地面管理工作在工況模板的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化工況管理，有效推動各單位技術(shù)管理工作順利開展。工況圖版評價設(shè)計優(yōu)化工作作業(yè)監(jiān)督工作開發(fā)指標(biāo)評價2.工況優(yōu)化4、實施整體優(yōu)化，全面優(yōu)化系統(tǒng)能耗水平四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展宏觀找問題微觀找潛力動態(tài)找突破臨界找方向抓好五個步驟提前拿預(yù)案通過深入開展工況分析工作，使油井不合理的變得合理合理的更優(yōu)化優(yōu)化的更長久樹立一個分析理念強(qiáng)化三個有機(jī)結(jié)合與油水井動態(tài)分析與工藝技術(shù)優(yōu)化設(shè)計與油井信息化建設(shè)2.工況優(yōu)化4、實施整體優(yōu)化，全面優(yōu)化系統(tǒng)能耗水平四、勝利油田采油系統(tǒng)節(jié)能降耗工作進(jìn)展遍布1000、1500到1800米各個泵掛范圍潛力區(qū)油井問題最突出供液不足油井?dāng)?shù)量多，治理潛力大合理區(qū)油井工況復(fù)雜，分布零散潛力區(qū)油井問題最突出宏觀找問題2.工況優(yōu)化4、實施整體優(yōu)化，全面優(yōu)化系統(tǒng)能耗水平