1、提高抽油機(jī)井系統(tǒng)效率研究,,,目 錄,一、項(xiàng)目目的及意義 二、指標(biāo)完成情況 三、項(xiàng)目主要研究?jī)?nèi)容四、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況 五、經(jīng)濟(jì)效益分析六、結(jié)論與認(rèn)識(shí),對(duì)2004年2465口抽油機(jī)井的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試統(tǒng)計(jì)，我廠抽油機(jī)井的平均系統(tǒng)效率僅為19.5%。,一、項(xiàng)目目的及意義,抽油機(jī)井地面、井下效率分布統(tǒng)計(jì)表,統(tǒng)計(jì)我廠系統(tǒng)效率在12～21%的123口井的情況顯示，平均地面效率為48.3%，井下效率為38.6%，由此可見井下效率的提升是系統(tǒng)效率挖潛

2、的重點(diǎn)。,本項(xiàng)目擬開展兩個(gè)專項(xiàng)研究和三項(xiàng)試驗(yàn),三項(xiàng)試驗(yàn)：⑴應(yīng)用江蘇瑞達(dá)軟件優(yōu)化抽油機(jī)井系統(tǒng)效率；⑵應(yīng)用華北軟件優(yōu)化抽油機(jī)井系統(tǒng)效率；⑶開展低磨阻泵及速開凡爾試驗(yàn)。,專項(xiàng)研究：⑴擬開展 “建立計(jì)算輸入功率的理論體系”研究；⑵建立利用“抽油機(jī)凈扭矩曲線”分析電機(jī)工況的理論方法。,二、指標(biāo)完成情況,二、指標(biāo)完成情況,,,,項(xiàng)目完成內(nèi)容統(tǒng)計(jì)表,試驗(yàn)井計(jì)劃平均提高系統(tǒng)效率10個(gè)百分點(diǎn)，完成11.77個(gè)百分點(diǎn)；試驗(yàn)井計(jì)劃平均單井年節(jié)電達(dá)

3、到2.0×104KW.h，完成2.83×104kW.h。,1、開展了“建立計(jì)算輸入功率的理論方法” 的研究,抽油機(jī)井的系統(tǒng)效率分為“地面、井下”兩部分,,,,,,,,當(dāng)忽略了hw1-2等項(xiàng)時(shí)，優(yōu)化抽油機(jī)井系統(tǒng)效率的結(jié)果偏差較大。,三、項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容,將有桿泵抽油系統(tǒng)輸入功率劃分為損失功率、膨脹功率、有用功率三部分。,1、開展了“建立計(jì)算輸入功率的理論方法” 的研究,,⑴膨脹功率的計(jì)算方法,,,⑵損失功率的計(jì)算方法

4、,,系統(tǒng)效率計(jì)算方法,,,①地面損失功率的計(jì)算方法,1、開展了“建立計(jì)算輸入功率的理論方法” 的研究,,,②滑動(dòng)損失功率的計(jì)算方法,,,③粘滯損失功率的計(jì)算方法,,,應(yīng)用上述理論,開發(fā)了提高系統(tǒng)效率優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件,設(shè)計(jì)結(jié)果對(duì)比情況統(tǒng)計(jì)表,該成果的可操作性強(qiáng)，更切合生產(chǎn)實(shí)際。,,⑴廣義IPR方法,2、完善了機(jī)采井的產(chǎn)量預(yù)測(cè)方法,研究的條件：靜壓>飽和壓力>流壓,,,,,,⑵研究成果,,,,,,,2、完善了機(jī)采井的產(chǎn)量預(yù)測(cè)方法,①

5、廣義IPR方法產(chǎn)生誤差的原因分析： 所用產(chǎn)量預(yù)測(cè)公式，其適用范圍被拓寬。 a將只適用于完善井的公式直接的應(yīng)用到了不完善的井中?！　將只適用于線性滲濾的公式應(yīng)用到了非線性滲濾的井中。 c將只適用于溶解氣驅(qū)方式下，且采出程度≤14%時(shí)的c=0.8直接應(yīng)用到了產(chǎn)量預(yù)測(cè)方程中。,②油井的完善性和非線性滲濾的整體校正 :,在兼顧到油井完善性的基礎(chǔ)之上引入了一個(gè)整體校正系數(shù)ξ,2、完善了機(jī)采井的產(chǎn)量預(yù)測(cè)方法,,,,,式中

6、： —理想完善井的流壓。,,,ξ值的校正：,通過對(duì)312口測(cè)試資料較全井進(jìn)行的計(jì)算結(jié)果顯示ξ值的變化范圍見下表,ξ值的變化范圍取在（ 0.6≤ξ≤1.15）內(nèi),2、完善了機(jī)采井的產(chǎn)量預(yù)測(cè)方法,C值的校正：,需要說明的是在確定c 值時(shí)，一定要先給出ξ值的變化范圍，其目的是避免c可能會(huì)出現(xiàn)的負(fù)值或大與1的值。（因?yàn)樵诶碚撋峡梢宰C明c1是錯(cuò)誤的）。,對(duì)近年的101口換泵井進(jìn)行了計(jì)算現(xiàn)將c值的結(jié)果進(jìn)行分類,c值的變化范圍在（ 0.8≤C

7、≤0.95）內(nèi),結(jié)論 :我廠推薦使用ξ=0.8；c=0.9,2、完善了機(jī)采井的產(chǎn)量預(yù)測(cè)方法,廣義IPR方法預(yù)測(cè)情況統(tǒng)計(jì)表,廣義IPR方法與研究成果的比較:,研究成果預(yù)測(cè)結(jié)果:,研究成果預(yù)測(cè)情況統(tǒng)計(jì)表,3、建立利用抽油機(jī)凈扭矩曲線分析電機(jī)工況的理論方法,電機(jī)的功率曲線與抽油機(jī)凈扭矩曲線的變化趨勢(shì)是吻合的。,⑴常規(guī)游梁式抽油機(jī)凈扭矩曲線與電機(jī)功率曲線的比較,⑵成果:a總結(jié)出了應(yīng)用抽油機(jī)凈扭矩曲線來(lái)判斷電動(dòng)機(jī)工況的方法;b對(duì)常規(guī)游梁式抽油

8、機(jī)電機(jī)做負(fù)功的現(xiàn)象做出了合理的解釋。,實(shí)測(cè)凈扭矩曲線：是針對(duì)具體抽油機(jī)結(jié)構(gòu)應(yīng)用實(shí)測(cè)功圖來(lái)計(jì)算并繪制的凈扭矩曲線。 ①應(yīng)用實(shí)際與理論凈扭矩曲線的對(duì)比可分析電機(jī)工況： a油井結(jié)蠟導(dǎo)致電機(jī)負(fù)荷增大，上、下行時(shí)實(shí)際扭矩增加； b抽油機(jī)平衡發(fā)生變化電機(jī)做負(fù)功值增加，凈扭矩負(fù)值增加。 c抽油機(jī)工況變差電機(jī)做負(fù)荷減小，上行時(shí)實(shí)際扭矩減小，下行時(shí)實(shí)際扭矩增加。,3、建立利用抽油機(jī)凈扭矩曲線分析電機(jī)工況的理論方法,②對(duì)有游梁抽油機(jī)電機(jī)做負(fù)功的合

9、理解釋：,對(duì)于非節(jié)能抽油機(jī)而言，其本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就允許其做負(fù)功，這是一種正?，F(xiàn)象；對(duì)于節(jié)能抽油機(jī)而言則是因?yàn)槠涫テ胶舛霈F(xiàn)了做負(fù)功，這是一種不正?，F(xiàn)象。,3、建立利用抽油機(jī)凈扭矩曲線分析電機(jī)工況的理論方法,節(jié)能抽油機(jī)：對(duì)于有游梁的抽油機(jī)而言，指在平衡狀態(tài)下，只要是滿足其凈扭矩曲線波動(dòng)范圍?。ㄅc常規(guī)機(jī)比較）、且趨于平穩(wěn)，無(wú)負(fù)凈扭矩值出現(xiàn)的抽油機(jī)，我們將其稱為節(jié)能抽油機(jī)。,4、研發(fā)了強(qiáng)制開啟、關(guān)閉的速開凡爾,在借鑒國(guó)內(nèi)外增效閥爾和可撈式固

10、定閥爾可提高泵效的基礎(chǔ)上，我們開發(fā)研制了強(qiáng)制開啟、關(guān)閉定向運(yùn)動(dòng)的速開凡爾。,設(shè)計(jì)原理：增大閥爾球的局部阻力以達(dá)到增加球上縱向作用力的目的，設(shè)計(jì)依據(jù)為 ，在此增加了定向運(yùn)動(dòng)的扶正導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。,,,實(shí)現(xiàn)過程：如圖所示，通過改變閥爾球的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到了增加局部阻力的目的，借助于扶正爪實(shí)現(xiàn)了定向運(yùn)動(dòng)。,技術(shù)指標(biāo)及要求：⑴保證其過流面積較常規(guī)大流道泵增加10%。⑵借助于力學(xué)理論設(shè)計(jì)達(dá)到強(qiáng)制迅速開啟、關(guān)閉定向運(yùn)動(dòng)的目的⑶提高泵效8-10個(gè)

11、百分點(diǎn)。,四、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況,1、應(yīng)用江蘇瑞達(dá)軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)30口井（水驅(qū)25口，聚驅(qū)5口）,30口井的平均系統(tǒng)效率為37.90%，較優(yōu)化前的22.29%提高了15.61%；噸液耗電降低1.906KW.h。,聚驅(qū)試驗(yàn)井設(shè)計(jì)結(jié)果,,,,1、應(yīng)用江蘇瑞達(dá)軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)30口井（水驅(qū)25口，聚驅(qū)5口）,水驅(qū)優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果,在設(shè)計(jì)結(jié)果中體現(xiàn)出了“泵徑調(diào)整、參數(shù)調(diào)整、泵掛深度調(diào)整、電機(jī)調(diào)整”等特性。,,,,聚驅(qū)試驗(yàn)井效果統(tǒng)計(jì)表,由于聚驅(qū)井的產(chǎn)量一般情況下

12、都較高，選用的泵徑較大，故此在優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)調(diào)整的余地相對(duì)較小，存在一定的難度。,1、應(yīng)用江蘇瑞達(dá)軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)30口井（水驅(qū)25口，聚驅(qū)5口）,水驅(qū)試驗(yàn)井效果統(tǒng)計(jì)表,江蘇瑞達(dá)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件對(duì)于提液井由于預(yù)測(cè)產(chǎn)量的誤差所制，其優(yōu)化設(shè)計(jì)的效果相對(duì)較差。,1、應(yīng)用江蘇瑞達(dá)軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)30口井（水驅(qū)25口，聚驅(qū)5口）,2、應(yīng)用華北軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)30口井,華北軟件的特點(diǎn)是可以實(shí)施分步優(yōu)化，我們應(yīng)用該軟件對(duì)8口井實(shí)施了地面優(yōu)化，對(duì)22口井實(shí)施了井下效率的優(yōu)

13、化。,井下化設(shè)計(jì)結(jié)果,地面效率優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果統(tǒng)計(jì),2、應(yīng)用華北軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)30口井,,,,地面優(yōu)化效果統(tǒng)計(jì)表,2、應(yīng)用華北軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)30口井,2、應(yīng)用華北軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)30口井,井下優(yōu)化效果統(tǒng)計(jì)表,統(tǒng)計(jì)30口試驗(yàn)井的平均單井系統(tǒng)效率提高11.47%，噸液耗電降低1.01kW.h，進(jìn)行地面效率的優(yōu)化對(duì)系統(tǒng)效率的貢獻(xiàn)值相對(duì)較小 。,3、在部分井上開展了低磨阻泵及速開閥爾試驗(yàn),⑴“多環(huán)形槽低磨阻泵”試驗(yàn)應(yīng)用10臺(tái),應(yīng)用低磨阻泵10臺(tái)，其中：聚驅(qū)

14、9口井、水驅(qū)1口井。統(tǒng)計(jì)工況正常的8口井（扣除液面在井口2口井） 最大載荷減小9.06 kN，最小載荷增加0.39 kN， 泵效由47.49%提高到52.09%，提高4.6個(gè)百分點(diǎn). 系統(tǒng)效率由39.40%提高到44.53%，提高5.13個(gè)百分點(diǎn)，噸液耗電降低0.625kW.h。,⑴“多環(huán)形槽低磨阻泵”試驗(yàn)應(yīng)用10臺(tái),低磨阻泵試驗(yàn)效果統(tǒng)計(jì)表,⑴“多環(huán)形槽低磨阻泵”試驗(yàn)應(yīng)用10臺(tái),低磨阻泵試驗(yàn)效果統(tǒng)計(jì)表,⑵試驗(yàn)應(yīng)用速開閥爾10

15、口井,項(xiàng)目中共應(yīng)用速開閥爾12個(gè), 其中：防氣閥5個(gè)，強(qiáng)開動(dòng)閥5個(gè)，強(qiáng)開定閥2個(gè)，下入10口井中。,試驗(yàn)效果統(tǒng)計(jì)表,泵效由39.37%提高到53.1%，提高13.73個(gè)百分點(diǎn)。,⑵試驗(yàn)應(yīng)用速開閥爾10口井,試驗(yàn)效果統(tǒng)計(jì)表,,系統(tǒng)效率由21.85%提高到37.49%，提高15.64個(gè)百分點(diǎn)。噸液耗電降低1.387kW.h。,五、經(jīng)濟(jì)效益分析,在此以“措施后的日產(chǎn)液×降低的噸液耗電量”來(lái)計(jì)算節(jié)電量，因優(yōu)化設(shè)計(jì)是隨檢泵施工的故不計(jì)作

16、業(yè)施工費(fèi)用，僅計(jì)算耗材的差價(jià)。,1、試驗(yàn)井的節(jié)電效益⑴江蘇瑞達(dá)軟件優(yōu)化的30口井 平均單井年節(jié)電：3.66×104kW.h⑵華北軟件優(yōu)化的30口井 平均單井年節(jié)電：2.38×104kW.h⑶低磨阻泵10口井 平均單井年節(jié)電：3.14×104kW.h⑷速開閥爾10口井 平均單井年節(jié)電：2.22×104kW.h 試驗(yàn)80

17、口井的平均單井年節(jié)電：2.83×104kW.h,五、經(jīng)濟(jì)效益分析,2、成本投入,成本投入情況統(tǒng)計(jì)表 單位:萬(wàn)元,3、經(jīng)濟(jì)效益,在此有效期按1年來(lái)計(jì)算,,,,六、結(jié)論與認(rèn)識(shí),從該項(xiàng)目的研究與試驗(yàn)情況上看，對(duì)提高抽油機(jī)系統(tǒng)效率有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)： 1、開展了簡(jiǎn)單、實(shí)用 “建立計(jì)算輸入功率的理論體系” 的研究成果能夠滿足我廠抽油機(jī)井提高系統(tǒng)效率優(yōu)化設(shè)計(jì)的需要。 2、完善的機(jī)采井產(chǎn)量預(yù)測(cè)方法對(duì)提高泵況管理和系統(tǒng)效率具