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油田抽油機范文第1篇

關(guān)鍵詞：油田生產(chǎn)；抽油機；節(jié)能技術(shù)

我國地域遼闊，天然能源分布廣泛，儲量也較為豐富，但是相對于龐大的人口基數(shù)，我國的總體能源儲備還處于較低的水平。提升能源開采率、降低能耗能夠最大程度上促進能源效益形成，為我國的發(fā)展提供良好的發(fā)展動力。截止到目前，我國大部分油田已喪失了自噴能力，抽油機工作方式占到了油田開采模式的85%以上。抽油機機井在工作狀態(tài)下能夠產(chǎn)生大量的能耗，如果系統(tǒng)效率得不到有效的提升，將會大大增加開采成本，甚至造成“以能源換能源”的局面。因此，加強對抽油機工作節(jié)能技術(shù)的研究和應(yīng)用具有非常重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟價值。

1.造成抽油機能源浪費的原因探析

1.1.抽油機工作效率低

油層開采的初始階段為自噴狀態(tài)，這是對于設(shè)備的能耗利用率沒有很大的要求，但是隨著開發(fā)向后期階段邁進，油層能量不能夠支持自噴現(xiàn)象發(fā)生，為了維持對剩余能源的開采必須借助人為方式對油層施加作用，促使原油上升到井口。抽油機作業(yè)就是一種利用機械能量進行油田開采的工作方式，并且隨著我國原油開采的持續(xù)進行，抽油井作業(yè)已經(jīng)占據(jù)了油井工作面的85%，因此如果抽油機工作效率低下自然會造成大量的能源浪費。對油井工作面進行調(diào)查顯示抽油機電能耗損占到了整體工作面的25%，而在工作中由于各種原因，將近70%的電能被浪費掉。造成這種現(xiàn)象的主要原因是抽油機的設(shè)計規(guī)格和實際工作需要存在較大的不匹配性，因此在實際的抽油工作中很難出現(xiàn)抽油機達到PH點的負載狀況。抽油機的實際負載通常維持在25%左右，最高不超過50%，導(dǎo)致工作效率極為低下，電能耗費嚴重。

1.2.空抽運轉(zhuǎn)

空抽運轉(zhuǎn)是指抽油機在空負載或者接近空負載情況下仍維持運行，造成這種現(xiàn)象的原因有兩種，一是由于抽油機在設(shè)計制造時會按照油井最大抽取量進行選擇，并且為了防止意外情況還會預(yù)留下設(shè)計余量；第二是抽油機在工作過程中隨著工作深度的不斷增加，地下油量會越來越少，最后出現(xiàn)空抽現(xiàn)象。

1.3.抽油機設(shè)備陳舊

設(shè)備陳舊是導(dǎo)致抽油機工作效率低的重要因素，此外設(shè)備老化現(xiàn)象還會對企業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益產(chǎn)生較大的影響。對于中型油田企業(yè)來說，由于設(shè)備陳舊老化造成的折舊可能達到上億元，依靠引進抽油機很難對油田工作面整體運行情況進行全面的改善，并且新增抽油機還要依靠大量的資金進行長期的規(guī)劃，這給企業(yè)運行造成了設(shè)備和資金上的負擔(dān)。引起抽油機陳舊的原因很多，其中與地質(zhì)層的摩擦、機器之間的磨損以及原油的侵蝕是造成設(shè)備陳舊的主要因素，也是很難控制的因素。此外由于操作不當(dāng)或者維護力度不夠也能夠?qū)υO(shè)備的使用壽命和工作效率產(chǎn)生影響，抽油機工作環(huán)境較為復(fù)雜，并且多維露天作業(yè)，因此工況情況十分惡劣，為抽油機的維護保養(yǎng)造成了阻礙，但是這種影響因素能夠通過管理水平的提升得到有效的改善。

2.油田抽油機節(jié)能實現(xiàn)途徑

2.1.提升設(shè)備運行效率

在運用機械能量輔助油層上升的工作面中，采油設(shè)備主要包括電動機、抽油機、井口裝置、抽油桿等，抽油機作為其中的核心設(shè)備通常由四部分構(gòu)成，即減速器、游梁、傳動裝置、減速器、四連桿機構(gòu)，而其中最易發(fā)生能耗的事四連桿機構(gòu)。減少抽油工作電能浪費藥從提升設(shè)備運行效率入手，首先要加強對抽油機和電動機的技術(shù)改進或者引進節(jié)能效果良好的設(shè)備，例如目前已經(jīng)在很多油井投入工作的異響曲柄平衡抽油機和高滑差電機等；對加強有桿抽油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，特別要主義根據(jù)實際生產(chǎn)狀況選擇對應(yīng)參數(shù)的設(shè)備，對于已經(jīng)投入運行的抽油系統(tǒng)設(shè)備要合理設(shè)置汲油參數(shù)，提升設(shè)備的利用率。

2.2.電動機節(jié)能方式

總體來講實現(xiàn)電動機節(jié)能的方式較為多樣，可以通過改變電動機機械特性特別是電源頻率來加強設(shè)計負載和實際負載的糅合度，也可以通過在設(shè)計階段改變電動機機械特性來達到與抽油機的緊密配合，再有就是提升電動機的功率因數(shù)或者負荷率，從而實現(xiàn)節(jié)能效果。在具體實施環(huán)節(jié)可以通過以下途徑進行：第一是采用節(jié)能電機，目前應(yīng)用較為廣泛的節(jié)能電機有永磁同步機、雙定子電機、超高轉(zhuǎn)差率多速電機以及電磁調(diào)速電機等；第二是增添蓄能器裝置，蓄能器能夠最大程度上增強抽油機的慣量，從而將其能量均衡作用充分發(fā)揮出來，對于降低電動機波動量有重要意義；第三是增加調(diào)壓節(jié)能裝置，這種裝置的原理是根據(jù)設(shè)備實際運行情況實時調(diào)節(jié)輸入電壓，并且通過降低輸入電壓，避免了電動機不必要的電能浪費，達到節(jié)能目的。

2.3.優(yōu)化抽油機結(jié)構(gòu)

可以通過兩種方式對抽油機結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，從而在根本上解決其耗能問題。這兩種方式分別為間抽控制器設(shè)計和變頻器調(diào)速節(jié)能設(shè)計。間抽控制器主要包含定時鐘、流量傳感器、人工控制裝置、電流傳感器以及抽油桿載荷傳感器等形式。但是綜合實踐經(jīng)驗可以發(fā)現(xiàn)電流傳感器在檢測電流方面具有絕對的優(yōu)勢，同時其設(shè)計和控制成本較低，易于實施；變頻器調(diào)速節(jié)能設(shè)計主要是為了將油井滲透能力與抽油機中的油泵排量相搭配，，并且將抽油機電動機轉(zhuǎn)速進行重新設(shè)置達到節(jié)能目的。

結(jié)論

能源開采效率是衡量國家綜合競爭力的重要標志，我國的油田分布廣泛，開采條件復(fù)雜，加上技術(shù)、設(shè)備以及管理方式等方面的影響，抽油機作業(yè)效率仍有很大的提升空間。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展的快速推進，能源問題將逐漸成為制約發(fā)展的重要因素，因此必須加強技術(shù)改進，全面提升管理水平和能源利用率，促進能源行業(yè)為社會建設(shè)做出卓越的貢獻。

參考文獻：

[1]趙曉春，李曉峰.油田抽油機節(jié)能改造中節(jié)能電控裝置的應(yīng)用分析[J].中國化工貿(mào)易，2013（08）

[2]張選正.國內(nèi)外油田抽油機各種節(jié)能方案的分析[J].電機與控制應(yīng)用，2012（04）

油田抽油機范文第2篇

1.智能柔性變頻優(yōu)化運行技術(shù)

1.1技術(shù)特點柔性優(yōu)化運行控制技術(shù)是以主動變速的途徑來獲得系統(tǒng)的柔性優(yōu)化運行效果，其技術(shù)特點主要包括:（1）通過控制電機驅(qū)動力大小和變化率，充分利用機械系統(tǒng)的動能儲能作用，使電機與齒輪箱實現(xiàn)無負荷突變、無沖擊打齒、無反向拖動，使驅(qū)動力變化連續(xù)平滑，扭矩峰值大幅度降低，并可以有效地降低地面旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的驅(qū)動力分布規(guī)律（降低峰值、提高谷值，使驅(qū)動系統(tǒng)的能量輸出趨于均衡化）。（2）可根據(jù)油井的供液狀況進行柔性運行機制的自適應(yīng)，實現(xiàn)采供平衡，既可提高產(chǎn)量，又可避免出現(xiàn)液擊工況。（3）通過負荷功率再分布技術(shù)可提升原本超低負荷率時段的負荷、降低原本過負荷時段的負荷，使電機在全周期內(nèi)都保持在一定的負荷率范圍之內(nèi)。既可以使電機有更加良好的效率表現(xiàn)，還起到了消除能量反饋的作用，又同時保證了齒輪箱、皮帶等設(shè)備的安全運行。（4）額定功率隨動驅(qū)動技術(shù)可實現(xiàn)按驅(qū)動輸出的需求供給電機能量，基本抑制了無效能量消耗，使得驅(qū)動系統(tǒng)裝置在非常寬泛的電機負荷率范圍內(nèi)，都能處于較佳的效率狀態(tài)，客觀上基本等同于電機的額定功率跟隨實際負荷浮動。驅(qū)動系統(tǒng)的效率在功率利用率大于20%以上的范圍內(nèi)，效率不小于90%。（5）優(yōu)化變軌控制可獲得所需要的懸點運行規(guī)律，從而對桿柱和液柱的慣性作用、氣體影響、下行程的動態(tài)偏磨及泵漏失率進行有效抑制。

1.2智能柔性變頻優(yōu)化系統(tǒng)的組成及基本功能該技術(shù)體系由三部份組成:控制柜部份、傳感器部份、中央控制部份。（1）控制柜部分控制柜部分由兩個系統(tǒng)組成:①工頻運行系統(tǒng):由空氣開關(guān)、接觸器、多功能保護器組成。主要功能是實現(xiàn)系統(tǒng)的常規(guī)工頻運行，起到替補作用。②柔性運行驅(qū)動系統(tǒng):主要由接觸器、柔性模糊過程驅(qū)動器組成。主要功能是實現(xiàn)簡單柔性運行，執(zhí)行中央控制部份下達的優(yōu)化運行指令，實現(xiàn)電機在曲柄不同轉(zhuǎn)角處的速度與功率調(diào)整、光桿不同位置速度與加速度調(diào)整。（2）傳感器部分主要安裝有電機軸角位移傳感器和曲柄角位置傳感器。電機軸角位移傳感器主要監(jiān)測角位移、角速度及角加速度;曲柄角位置傳感器主要監(jiān)測曲柄位置。（3）中央控制部分①硬件系統(tǒng)是指主控微機系統(tǒng)②軟件系統(tǒng)是由整體優(yōu)化運行控制軟件（搭載主控微機系統(tǒng)）和運行過程執(zhí)行軟件（搭載驅(qū)動器）兩部份組成。實現(xiàn)傳感器信號采集、系統(tǒng)力學(xué)狀態(tài)分析，生成電機在曲柄不同轉(zhuǎn)角處的速度與功率調(diào)整、光桿不同位置時電機速度與加速度調(diào)整之間的優(yōu)化運算及運行指令生成、下達。

2.智能柔性變頻優(yōu)化技術(shù)試驗效果分析

北京雅丹石油技術(shù)開發(fā)有限公司采用智能柔性變頻優(yōu)化技術(shù)在三塘湖油田試驗了30多口井，取得了良好的效果。

2.1節(jié)能效果顯著30多口井應(yīng)用該技術(shù)后，沖次平均下降1.01min-1，產(chǎn)液量穩(wěn)定，沉沒度上升110.26m，有功功率下降2.77kW(有功節(jié)電26.91%)，折算當(dāng)量功率下降3.28kW（綜合節(jié)電率28.82%），噸液百米耗電下降0.13kWh（下降幅度14.58%），系統(tǒng)效率上升8.58個百分點。

2.2啟動功率、電流下降明顯為進一步對比該技術(shù)柔性變頻啟動的能力，對其中6口井的啟動電流、啟動功率進行了對比測試，現(xiàn)場測試結(jié)果表明，啟動功率和啟動電流均明顯下降。從測試數(shù)據(jù)的對比可以看出，6口井啟動功率的峰值比為9.6:1;啟動電流的峰值比為7.8:1。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是對于抽油機而言，其啟動過程需要的是較大的啟動扭矩，由于柔性啟動過程使用變頻裝置，啟動轉(zhuǎn)數(shù)由0開始逐漸升高，直至運行至該裝置所要達到的頻率。因而，在該裝置啟動過程中，達到相同的扭矩時所需的功率較小，起動電流也較低，也就是說，柔性起動是以電機低轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動獲得大扭矩;而對于工頻狀態(tài)下的啟動，轉(zhuǎn)速瞬間內(nèi)就達到電機的額定轉(zhuǎn)數(shù)，因而只能以大功率獲得大扭矩。以井1為例，啟動功率、啟動電流對比曲線如圖2和圖3所示。

2.3運行功率、電流下降明顯通過對試驗前后的抽油機井的運行功率曲線和運行電流曲線進行測試對比表明:抽油機井的運行功率和運行電流下降明顯。以井1為例，如圖4和圖5所示。井1運行功率的峰值比分別為2.26:1，運行電流的峰值比分別為2.95:1。從圖中可以看出，電機在重載情況下以較低的轉(zhuǎn)速運行，在輕載情況下以較高的轉(zhuǎn)速運行，從而起到了削峰填谷的作用，使電機在較高的效率下工作。

2.4峰值扭矩和峰值載荷明顯降低如圖6和圖7所示為使用柔性變頻運行技術(shù)前后的扭矩曲線變化情況，井1和井3的最大靜扭矩分別從30.5kN•m下降到21.8kN•m和從26.2kN•m下降到17.4kN•m，抽油機的運動動力學(xué)性能得到明顯改善，且峰值扭矩和峰值載荷均下降明顯，為抽油機降低型號奠定了較好基礎(chǔ)。3.5泵效明顯提高如圖8所示，從井1試驗前后示功圖的對比可以明顯地看出，使用智能柔性變頻優(yōu)化技術(shù)后，示功圖盡管表現(xiàn)出供液不足，但刀把明顯縮短，抽油泵的充滿程度明顯提高。

3.結(jié)論

油田抽油機范文第3篇

關(guān)鍵詞:數(shù)控智能抽油機；節(jié)能降耗；增效顯著

Abstract: LaoShan oil field is located in the south central ordos basin production, the mining area for low holes, low pressure, the special low permeability reservoirs, main reservoir, which extend the leader for 4 + 5, long and six oil [1]. Introduced in 2009 in the numerical control intelligent beam pumping unit, through application effect significantly after, with saving energy and reducing consumption, and the wax, extend the electromagnetic smoke tubing service life, such as effectiveness, the 2010 application.

Keywords: CNC intelligent beam pumping unit; Saving energy and reducing consumption; Efficiency significantly

中圖分類號：TE933 文獻標識碼：A文章編號：

0引言 抽油機是油田應(yīng)用最為廣泛的機械設(shè)備，勞山油田應(yīng)用的抽油機基本都是游梁式抽油機，游梁式抽油機與數(shù)控智能抽油機相比有耗電量大、占用空間大、維修繁瑣等很多弊端。90年代初期國內(nèi)開始研制數(shù)控抽油機，在技術(shù)不斷改進的情況下，數(shù)控抽油機先后在華北、大慶、勝利等油田應(yīng)用，現(xiàn)場使用后表明，數(shù)控智能抽油機與游梁式抽油機相比具有增產(chǎn)、節(jié)能、無級調(diào)速，最終提高抽油系統(tǒng)工作效率的功效［2］。在科技日新月異的今天，節(jié)能降耗已成為油田開發(fā)的重中之重。所以本文以數(shù)控智能抽油機在勞山油田的運用情況為例展開論述。

1.勞山油田區(qū)域概況

勞山油田位于鄂爾多斯盆地中部的南區(qū)采油廠，行政區(qū)域隸屬于陜西省延安市寶塔區(qū)柳林鄉(xiāng)，區(qū)域構(gòu)造位于鄂爾多斯盆地東部斜坡帶，為一平緩的西傾單斜，每公里坡降7-10米［1］。

2.油藏地質(zhì)特征

勞山油田的主力開采層位為三疊系延長組長4+5、長6油層。儲層沉積相以三角洲平原分流河道、前緣水下分流河道沉積為主，三角洲前緣河口砂壩不發(fā)育。受沉積相帶分布和成巖作用影響，儲層平面非均質(zhì)性較強。巖性以灰色、深灰色細粒長石砂巖為主。儲層孔隙度平均10.1%，滲透率平均2.69×10-3μm2，屬低孔、低壓、特低滲儲層。原油性質(zhì)具有低密度（0.836t/m3）、低粘度（50℃條件下3.66mPa.s）、低凝固點（13℃）的特點。

3、工作原理

數(shù)控智能抽油機又稱無桿潛油電泵，是由變頻調(diào)速器、可編程控制器、位置傳感器、同步電動機、機架等組成［2］。它主要是利用旋轉(zhuǎn)電機的工作原理，將交流電經(jīng)變頻后用電纜輸送給井下直線電動機，使其動子在電磁感應(yīng)作用下進行往復(fù)運動。利用直線電機往復(fù)運動于柱塞抽油泵，泵柱塞上下運動方向一致的特點，將無桿往復(fù)式潛油電泵，通過油井，油管相互聯(lián)接，潛入到油井套管內(nèi)油層底部，以直線電機做動力源，通過直線電機上下往復(fù)運動，推動泵柱塞上下往復(fù)運動，將油液舉升到地面管道中［3］。該產(chǎn)品取消了地面電機驅(qū)動裝置、地面機械設(shè)備及地下機械傳動部分。屬于一種在載荷傳遞過程中，大大降低功率消耗的新式抽油泵。

4、現(xiàn)場應(yīng)用情況

4.1、2009年7月27日在勞山油田的萬16-9井上安裝了數(shù)控智能采油機設(shè)備。安裝前月產(chǎn)量變化較大，安裝后月產(chǎn)量較平均，且產(chǎn)液產(chǎn)油量均有不同程度的增加，月產(chǎn)油量最高增幅23.1噸。具體數(shù)據(jù)見表1和圖1：

表1萬16-9井安裝前后產(chǎn)量對比表

圖1 萬16-9井安裝前后產(chǎn)量對比曲線

4.2、2009年7月19日在萬106井上安裝了數(shù)控智能采油機設(shè)備。安裝前后產(chǎn)液量和產(chǎn)油量也有明顯的變化，安裝后月產(chǎn)液量和月產(chǎn)油量較安裝前均增加15噸左右。

表2萬106井安裝前后產(chǎn)量對比表

圖2 萬106井安裝前后產(chǎn)量對比曲線

4.3萬16-9和萬106兩口井安裝數(shù)控智能抽油機后，對這兩口井安裝前后三個月的產(chǎn)量進行統(tǒng)計分析，從統(tǒng)計結(jié)果看，安裝后油井運行平均，產(chǎn)量較穩(wěn)定，產(chǎn)液量和產(chǎn)油量均有增加（見表3）。

表3數(shù)控智能抽油機安裝前后產(chǎn)量對比表

4.4 根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)情況看，游梁式抽油機每口井的安裝費用為187240元，數(shù)控智能抽油機每口井的安裝費用為268000元，數(shù)控智能抽油機的安裝成本比游梁式抽油機高出80760元。游梁式抽油機井每年的檢修費用為70820元，數(shù)控智能抽油機每年的檢修費用為18797元，數(shù)控智能抽油機的年檢修費用比游梁式抽油機低73.4％，并且節(jié)電率在50%左右。

4.5勞山油田根據(jù)萬16-9和萬106兩口井安裝數(shù)控智能抽油機后設(shè)備良好的運行情況，在2010年5月中旬又在3026井組9口井上分別安裝了該設(shè)備。目前運行平穩(wěn)，增產(chǎn)顯著，取得了良好的效果。

5、結(jié)論

5.1數(shù)控智能抽油機運行平穩(wěn)、故障少，操作簡單易懂，增效、節(jié)能效果非常明顯，相比原有設(shè)備，節(jié)電率在50%以上。

5.2數(shù)控智能抽油機采用高強磁鐵元件，通過送電產(chǎn)生交變磁場，能起到較好的電磁防蠟作用，提高了采收率。

5.3減免了盤根、皮帶的更換，減少了抽油桿斷脫的更換次數(shù)，降低了采油工工作強度，減少了停機時間，提高了采油月。

5.4消除了叢式井抽油桿斷脫和偏磨油管現(xiàn)象，延長了抽油管和抽油桿的使用壽命。

參考文獻

［1］勞山油田注水開發(fā)方案――延長油田股份有限公司南區(qū)采油廠2010

［2］抽油機變頻控制技術(shù)――佚名2009

［3］數(shù)控智能抽油機的安裝應(yīng)用――北京益銘信石油科技有限公司2009

作者簡介

油田抽油機范文第4篇

Abstract： In recent years， the sucker rod parting accidents of pumping well have been the main factor of the inspection operation in Tahe Oilfield， which has affected the normal production seriously and caused enormous economic loss to the oil fields. Analysis that， pump setting depth caused by fatigue damage and corrosion is the main reason of the sucker rod parting， moreover the imperfect management and the mechanical damage is one of the reasons. In view of the analysis， the article gives several countermeasures to control broken sucker rod combined with the actual experiences.

關(guān)鍵詞： 塔河油田；抽油桿；抽油桿斷脫；對策

Key words： Tahe oilfield；sucker rod；sucker rod parting；countermeasure

中圖分類號：TE358.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）16-0321-02

1 油田現(xiàn)狀

塔河油田目前機采井占油井總數(shù)75%，其中抽油機井占機采井?dāng)?shù)84%，平均泵掛深度2400m左右，平均沉沒度1200m左右，平均含水64.0%。抽油桿以H級抽油桿為主，一般采用三級桿柱組合，部分井配套采用了玻璃鋼桿以及加重桿等四級桿柱組合。自2010-2012年6月，因抽油桿斷脫原因檢泵作業(yè)113井次，占抽油機井檢泵總數(shù)近20%，主要表現(xiàn)為：抽油桿本體斷裂、抽油桿接箍處斷裂、脫扣等3種情況，其中抽油桿本體斷裂69井次，占斷脫井總數(shù)的61%；接箍處斷裂10井次，占斷脫井總數(shù)的9%，脫扣34井次，占斷脫井總數(shù)的30%。頻繁檢泵嚴重影響生產(chǎn)，并造成較大經(jīng)濟損失，直接經(jīng)濟損失近2000萬元。

2 抽油桿斷脫原因分析

2.1 抽油桿斷脫位置分析 塔河油田主要采用三級桿柱組合，以采油三廠為例，桿柱斷脫深度在0-1000m范圍內(nèi)21井次，占54%，斷點主要集中抽油桿柱的中上部。

進一步分析（如圖1），1"桿和7/8"斷點主要分布在距該級桿頂端200m內(nèi)。主要是由于越靠近每級桿頂端，桿柱承受載荷應(yīng)力越大。3/4"桿斷點集中兩個區(qū)間：一是距該級桿頂端200m以內(nèi)；另一區(qū)間是距離該級桿頂端300m以上或泵掛附近，主要是由于下部抽油桿下行程為壓力，上行程為拉力，在交變力作用下更易疲勞斷裂。

統(tǒng)計采油三廠抽油桿斷點位置與公扣距離關(guān)系分析（如圖2），桿斷的位置主要集中在靠近公扣的應(yīng)力集中區(qū)域。而抽油桿鐓粗凸緣附近桿柱斷裂6井次，占桿柱斷裂比例15.4%，分析認為抽油桿在上扣、卸扣過程中在抽油桿鐓粗凸緣附近形成一定機械損傷或應(yīng)力集中是桿斷原因之一。

2.2 泵掛深度影響分析 塔河油田泵掛深度深、桿柱負荷大、受力復(fù)雜，是桿斷主要原因。統(tǒng)計不同泵深與斷脫次數(shù)關(guān)系（如圖3）。可知泵深≥2000m的油井桿斷脫次數(shù)最多，占桿斷井比例為95.6%。

統(tǒng)計采油三廠2800m泵掛不同沉沒度桿斷分布（如圖4），桿斷井主要集中在沉沒度500m以內(nèi)和大于1000m。在相同泵掛條件下，沉沒度越小，懸點載荷越大，桿柱越易斷裂；而當(dāng)沉沒度過大時，下行程因柱塞受浮力影響，桿柱受壓拉交變應(yīng)力影響也易斷裂。

2.3 交變載荷影響分析 抽油桿受到的大小、方向隨時間呈周期性變化的載荷稱為交變載荷[1]。在交變載荷的作用下，雖然應(yīng)力水平低于材料的屈服極限，在運行一定時間后也會突然發(fā)生脆性斷裂，這種現(xiàn)象叫做金屬材料的疲勞破壞。統(tǒng)計分析采油三廠39口桿斷井，其中交變載荷差值大于40kN的油井共計31井次，占桿斷井總數(shù)的79.5%，說明交變載荷越大桿斷風(fēng)險越高。

2.4 抽油桿使用年限分析 采油三廠目前暫未進行抽油桿分級管理，無法進行使用年限統(tǒng)計。但抽油桿斷脫的39井次中，舊抽油桿斷脫達30井次，占76.9%，說明舊抽油桿斷脫風(fēng)險大大高于新抽油桿。

2.5 腐蝕環(huán)境分析 塔河油田多為高含H2S油井，井下抽油桿腐蝕主要以H2S腐蝕為主。分析塔河油田H2S腐蝕后抽油桿斷口特征可以看出，H2S引起的桿柱腐蝕主要有兩種類型[2]，硫化物應(yīng)力腐蝕和氫脆。以采油三廠為例，斷裂井中H2S含量高于1000mg/m3的井占71.8%，平均為32660mg/m3，高含H2S井發(fā)生斷裂的比例明顯大于濃度低的井。所以，H2S腐蝕雖不是斷裂的直接因素，但卻是造成抽油桿斷裂的促進因素。

綜合分析，塔河油田抽油桿斷脫原因主要有：①深抽井桿柱負荷大是桿柱斷裂的主要因素，交變載荷高會大大加速桿柱斷裂；②硫化氫對抽油桿的腐蝕是導(dǎo)致抽油桿斷裂的促進因素；③舊抽油桿沒有分批管理、定期檢測，導(dǎo)致部分存在缺陷的舊抽油桿入井，是抽油桿頻繁斷裂的原因之一；④應(yīng)操作不當(dāng)，在抽油桿上扣和卸扣時形成的機械損傷或應(yīng)力集中，也是造成抽油桿斷裂的原因之一。

3 抽油桿斷脫治理對策研究

3.1 合理選用抽油桿，提高強度等級 在無酸性的環(huán)境中，按工作應(yīng)力選擇抽油桿等級，對于深井要選用超高強度抽油桿（H級抽油桿）。超高強度級別抽油桿抗硫化物應(yīng)力開裂性能一般，所以高含H2S油井應(yīng)使用材料強度相對較低的抽油桿或?qū)Ｓ每垢g抽油桿。

如果腐蝕嚴重的超深井，則需要采用新型耐腐蝕抽油桿。一般采取以下三種作法：一是調(diào)整抽油桿用鋼化學(xué)成分，如降低C含量和加入適當(dāng)?shù)哪臀g性元素如鋁、鉻等；二是熱處理后保證抽油桿各部分組織均勻；三是保證抽油桿用鋼的質(zhì)量，防止表層脫碳、內(nèi)部裂紋等缺陷。

3.2 實施防腐工藝，降低腐蝕影響 ①加注緩蝕劑。抽油桿腐蝕屬于一種電化學(xué)反應(yīng)[3]，一旦發(fā)生腐蝕后腐蝕速度會越來越快，抽油桿斷脫概率成倍增加，而事實證明緩蝕劑能有效延緩腐蝕。因此，對工況惡劣的井應(yīng)定期向井內(nèi)加注緩蝕劑。②在抽油桿表面加保護層。抽油桿的表面加金屬熔覆保護層，是提高抽油桿耐蝕耐磨性能的方法之一。當(dāng)磨損嚴重時，單獨使用自熔合金很難滿足要求，加入一定比例碳化鎢、碳化鈦、碳化硅和碳化鉻等碳化物的硬質(zhì)相，可較大幅度的提升涂層的性能。

3.3 優(yōu)化設(shè)計，調(diào)整工作制度 ①優(yōu)化設(shè)計及工作參數(shù)。在合理預(yù)測地層產(chǎn)能的基礎(chǔ)上，優(yōu)化桿柱設(shè)計，適當(dāng)降低使用系數(shù)。準確計算中和點位置，配套抽油機減載器、防脫器等工具，降低懸點載荷，改善抽油桿受力情況。同時根據(jù)油井情況合理的設(shè)置抽油機井工作參數(shù)，深抽時盡量采用小泵徑、長沖程、慢沖次，降低載荷，減輕抽油桿震動和交變載荷影響，有效降低斷脫率。②合理控制沉沒度。沉沒度過小，柱塞與液面易產(chǎn)生液擊，最大最小載荷差增大，抽油桿螺旋扭矩大，容易造成抽油桿斷脫；沉沒度過大，浮力過大，也會造成下部桿承受拉壓應(yīng)力易斷裂。因此，應(yīng)合理控制油井沉沒度（500-1000m），通過調(diào)整工作參數(shù)或間抽模式，保證抽油桿在合理應(yīng)力范圍內(nèi)工作。

3.4 健全抽油桿管理制度 ①嚴格控制抽油桿出廠質(zhì)量。為實現(xiàn)源頭控制，必須嚴格進行抽油桿質(zhì)檢，控制抽油桿出廠質(zhì)量，嚴禁不合格抽油桿進工區(qū)。②建立抽油桿檢測及分級管理制度。引進抽油桿無損探傷技術(shù)[4]，加強對舊抽油桿和修復(fù)抽油桿的檢測，保證入井抽油桿質(zhì)量。同時建立抽油桿信息臺賬，對新舊桿分級分類儲存，詳細記錄抽油桿使用年限、次數(shù)、井號和使用工況等，為后期合理選擇抽油桿提供依據(jù)。③加強施工質(zhì)量管理。在搬運和存放過程中做好防護，保證抽油桿不彎曲變形、不磕碰撞擊，發(fā)生變形或損傷的抽油桿不入井。在修井過程中嚴格監(jiān)督工程質(zhì)量，保證上扣預(yù)緊力，最大限度的避免人為損傷。

4 結(jié)論及認識

①目前塔河油田抽油桿斷脫的主要原因為泵掛深、載荷大、H2S腐蝕以及抽油桿施工過程中造成的機械損傷。②相對于新抽油桿，舊抽油桿斷脫率大大高于新抽油桿，特別是在高含H2S井中，因此健全舊抽油桿管理制度。③根據(jù)油井狀況優(yōu)選抽油桿，優(yōu)化桿柱組合及抽油機井工作參數(shù)，合理控制沉沒度，可提高抽油桿使用壽命。④采用加注緩蝕劑及抽油桿表面鍍保護層等防腐措施，能有效控制油井腐蝕造成的桿柱斷脫。⑤嚴格控制抽油桿出廠、儲存、搬運、修井等各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量，盡量消減一切人為影響因素。

參考文獻：

[1]孫國鋒等.抽油桿斷裂原因及防治措施探討[J].中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，2011，11.

[2]陳淑艷等.抽油桿的疲勞失效分析與控制[J].中國西部科技，2006（11）.

油田抽油機范文第5篇

【關(guān)鍵詞】特低滲油藏；深抽配套工藝；應(yīng)用效果

一、前言

安塞油田開發(fā)主要采用機械采油技術(shù)。截止2012年底，有桿泵采油井5335口，占總井?dāng)?shù)的99.4%。近年來隨著油田的擴展，油藏類型增加，針對不同的油藏及井況特點，安塞油田有桿泵采油技術(shù)得到很大的發(fā)展，一系列的深抽配套新工藝、新技術(shù)為特地滲透油田經(jīng)濟有效開發(fā)提供很好的保障。

二、開發(fā)現(xiàn)狀

隨著近年產(chǎn)建向超低滲透等油藏擴展，油藏物性變差、油層中深逐年變深、低產(chǎn)低效井增多。常規(guī)的深抽工藝不能滿足油田發(fā)展的需要，主要問題為：（1）低產(chǎn)井增加，供排不匹配；（2）隨著泵掛變深，沖程損失和泵漏失量也加大；（3）由于泵掛變深，桿柱負荷增大，造成抽油桿斷脫；（4）定向井增加，井斜變化大，油井偏磨嚴重；（5）部分油藏脫氣，氣體影響嚴重。

三、深抽配套技術(shù)優(yōu)化對策

在深抽工藝技術(shù)實施過程中，針對生產(chǎn)中存在的突出矛盾，從抽油桿、抽油泵、抽油機及配套技術(shù)等四方面進行了深入研究和配套應(yīng)用，優(yōu)選出了適應(yīng)不同類型油藏的舉升工藝配套技術(shù)。針對井筒特點實施降桿徑、降泵徑、降載荷、提強度等措施，確保了深抽工藝的順利開展。

四、應(yīng)用情況及效果

1、小直徑泵應(yīng)用

安塞油田低產(chǎn)低效井1400余口，平均泵效僅18.6%。通過優(yōu)化地面參數(shù)來提高泵效，已經(jīng)不能目前的生產(chǎn)需求?？紤]地面參數(shù)和泵深不變的情況下泵徑越小，泵的漏失量越小、泵效越高，通過現(xiàn)場試驗和推廣Ф28mm小桿徑泵。

（1）Ф28mm小桿徑整筒泵的應(yīng)用

Ф28mm整筒泵柱塞長度和泵筒長度與Ф32mm相同，不會影響抽油機沖程，另外Ф28mm整筒泵漏失量小于Ф32mm整筒。在低液面井使用過程中減少液擊現(xiàn)象，增加泵的充滿程度，有效提升了泵效和系統(tǒng)效率。近兩年對低產(chǎn)低效區(qū)塊集中區(qū)塊規(guī)模性推廣應(yīng)用Ф28mm，目前已使用800口以上，從使用后正常生產(chǎn)情況來看，產(chǎn)量保持平穩(wěn)，泵效提高了11.7%，系統(tǒng)效率提高了3.4%。

表1：安塞油田Ф28mm泵應(yīng)用效果統(tǒng)計表

（2）Ф28mm小桿徑桿式泵的應(yīng)用

目前安塞油田使用的桿式泵為定筒式頂部固定、雙卡雙密封型，泵筒長度4.5m，與整筒泵相同。采用頂部固定優(yōu)點在于排出的液體能夠把頂部與油管間的砂子及時沖刷干凈，可用于含砂井開采，泵處于自由懸垂?fàn)顟B(tài)，泵體可以繞頂部固定裝置轉(zhuǎn)動，在斜井中有較好的自動對正功能，適宜在斜井中使用泵筒具有氣錨的作用，適宜在含氣井中使用。

桿式泵在生產(chǎn)過程中表現(xiàn)出很好的適應(yīng)性：（1）桿式泵可整體隨抽油桿下入油管中，檢泵時不需要起出油管，作業(yè)工作量小，修井周期短，作業(yè)費用低。（2）減少油管絲扣的磨損。（3）小直徑桿式泵的光桿負荷通常比管式泵小，作用在抽油桿上的應(yīng)力小，抽油機負荷較小。（4）桿式泵比管式泵更適應(yīng)含氣井、斜井。（5）根據(jù)不同井況，桿式泵比管式泵具有更廣泛的選擇性。

2、數(shù)字化抽油機應(yīng)用

近年安塞油田抽油機采用長沖程、低沖次的數(shù)字化抽油機，數(shù)字化抽油機具備數(shù)據(jù)采集和遠程控制、自動調(diào)參功能，同時抽油機所用電機功率較原來同型號抽油機降低一級。

（1）自動調(diào)節(jié)沖次。抽油機運行過程中，根據(jù)功圖量油軟件數(shù)據(jù)接口得到的泵功圖或泵充滿度，應(yīng)用最佳沖次技術(shù)設(shè)計的判定軟件計算后，發(fā)送指令給變頻器，調(diào)整電動機輸入頻率，調(diào)整到最合理的抽油機沖次。

（2）自動調(diào)節(jié)平衡。抽油機平衡狀況的好壞，直接影響到抽油機的效率、能耗和籌碼，對抽油桿的工作狀況也有很大的影響。數(shù)字化抽油機根據(jù)自動監(jiān)測并實時顯示抽油機的平衡狀況，可手動或自動將抽油機調(diào)整到最佳的平衡狀況，降低峰值電流，達到保護減速器和節(jié)能的目的。通過軟件可設(shè)定平衡度，90～100%為最佳平衡狀況，當(dāng)采集的傳感器數(shù)據(jù)計算之后，自動啟動平衡電機進行至最佳。

對12口五型數(shù)字化抽油機進行測試，平均系統(tǒng)效率為31.55%，日耗電量21.8kW，平衡度達到89%，相比普通抽油機系統(tǒng)效率高8%，日節(jié)電11 kW。

3、H級高強度細桿徑應(yīng)用

安塞油田初期采用的為D級抽油桿兩級組合為主，由于近年泵掛變深、桿徑較粗，造成桿柱載荷較大，井下效率偏低，耗能較高，采用D級Φ22+Φ19桿柱組合油井平均系統(tǒng)效率低于20%，斷脫率達到0.18。

H級抽油桿力學(xué)性能優(yōu)于D級抽油桿，相同桿柱組合、相同參數(shù)下，最大下泵深度比D級抽油桿大800m以上。采用高強度H級抽油桿，在滿足桿柱抗拉強度的條件下可使抽油桿組合優(yōu)化為Φ19+Φ16兩級組合或Φ16一級組合，降低桿徑、減小載荷、提高系統(tǒng)效率。目前安塞油田采用HL級抽油桿兩級組合代替D級抽油桿，基本能滿足常規(guī)有桿泵生產(chǎn)井深抽需求，對于水平井和深井采用HY級可滿足需求。近兩年全面推廣H級抽油桿，目前最大下泵深度達到1800m。

使用效果：推廣使用H級高強度抽油桿后，HL級抽油桿占到35.6%，其中Ф16mm的抽油桿數(shù)量占到42.8%，桿柱載荷下降，平均單井最大載荷下降9KN，抽油機機型減小，負載率由58.9%上升至71.3%，上升12.4%。

針對井深、載荷大，系統(tǒng)效率低、抽油桿斷脫嚴重，將D級Φ22+Φ19桿柱優(yōu)化成為HY級Φ19+Φ16抽油桿。從上表可以看出優(yōu)化后最大載荷由42.16 kN降低至36.89 kN，最小載荷由28.60 kN降低至25.74kN；單井能耗由80.51kW.h降低至72.79 kW.h，系統(tǒng)效率由19.7%提高至24.6%，取得了較好的節(jié)能效果。 另外使用HY級抽油桿的45口油井，無桿柱故障、未進行檢泵使用最長的已達到652天，平均年桿柱故障率已由使用前的0.394井次/口?年下降到使用后的0.21井次/口?年。HY級高強度抽油桿降低了桿柱自身對懸點的負荷，能有效減少桿柱斷脫，一定程度上達到延長油井免修期的效果。

4、防氣技術(shù)的應(yīng)用

安塞油田三疊系油藏地飽壓差小，井底脫氣嚴重，氣體對抽油泵的影響比較嚴重，特別是近年長10油藏和加密區(qū)塊氣體影響更為嚴重，氣體進泵后，對凡爾球表面和球座形成噴射磨損，少數(shù)投產(chǎn)的新井，因泵“氣鎖”，導(dǎo)致油井不出液。為有效解決氣體影響，從井筒、地面工藝配套兩方面攻關(guān)，試驗、應(yīng)用特殊防氣工具。從歷年使用效果來看多沉降體旋流氣錨防氣效果好，防氣泵能有效的解決普通泵氣鎖問題，定壓放氣閥和地面抽氣泵能有效的控制套壓并起到集氣目的。

圖1：球座磨損照片

多沉降體旋流氣錨由多個沉降體以及由其構(gòu)成的多個油氣重力分離腔、兩級油氣離心分離腔和集氣排氣系統(tǒng)組合而成。多沉降體總?cè)萘繛槌橛捅靡粋€行程排出體積的3倍，確保吸入液體為各沉降體最底部的1/3，重力分離時間長；多沉降體流線設(shè)計，氣泡上浮速度快，氣液分離效果好。 對4口因氣鎖不出液油井，將普通氣錨更換為多沉降體旋流氣錨后生產(chǎn)正常。

防氣泵應(yīng)用于治理長期受氣體影響的“高液面、低產(chǎn)井”，提高單井產(chǎn)能，從統(tǒng)計效果的16口可以看出，使用防氣泵后流壓下降了3.35MPa，泵效上升12.6%，日增油達到12.t，效果明顯。

5、多功能防脫器應(yīng)用

抽油桿在深井條件下工作時，由于井身結(jié)構(gòu)、懸點載荷等因素影響，經(jīng)常發(fā)生脫扣現(xiàn)象。安塞油井脫扣位置主要集中在下部的零點位置處，為此應(yīng)用了多功能防脫器。安塞油田桿柱組合為兩級組合，軸向應(yīng)力零點位置計算公式采用：

軸向應(yīng)力零點落在第一級桿柱時，根據(jù)力的平衡原理有：

軸向應(yīng)力零點落在第二級桿柱時，根據(jù)力的平衡原理有：

通過計算出零點位置，結(jié)合井筒情況，從經(jīng)濟利益的角度來考慮，每口井設(shè)計三個防脫器。其合理位置是：一個應(yīng)在軸向應(yīng)力零點處，一個在最大螺旋彎曲變形處，具置可選擇在抽油泵柱塞與第一根抽油桿的連接處，另一個在最大載荷處，即光桿與第一根抽油桿連接處。

目前在井深超過1800m以上的長10區(qū)塊和南梁區(qū)塊應(yīng)用多功能抽油桿防斷防脫器，長10產(chǎn)建未出現(xiàn)抽油桿脫口現(xiàn)象，吳堡出現(xiàn)1口抽油桿斷裂，其余生產(chǎn)正常，使用后抽油桿脫口頻率大幅度降低，延長了油井檢泵周期，效果較好。，

6、桿柱防偏磨技術(shù)應(yīng)用

安塞油田92%油井為斜井，井眼軌跡復(fù)雜，井斜角最大在40?左右，狗腿度可達22?/25m，生產(chǎn)時桿柱受力復(fù)雜，管桿偏磨現(xiàn)象嚴重，偏磨也是造成抽油桿斷脫的重要因素之一。根據(jù)油井鉆井井眼軌跡，利用有桿抽油系統(tǒng)計算機設(shè)計及診斷軟件，采用 “三扶四限”進行油桿桿體鑄塑扶正，結(jié)合防偏磨扶正器在接箍處的應(yīng)用，同時開展新工藝新技術(shù)配套試驗及推廣，實現(xiàn)定向井全方位扶正防磨，減少偏磨斷裂，取得很好的效果。

（1）防偏磨扶正器：防偏磨扶正器安裝在抽油桿接箍上面，阻止抽油桿和油管直接摩擦，通過在新井投產(chǎn)及老井修井時優(yōu)化扶正器位置，有效起到防磨的目的。設(shè)計時全角變化率≥3/25m的井段前后抽油桿上各接2個，在造斜點處接2個以上，在滑桿以上的抽油桿上依次接2個，在距井口25m和45m附近抽油桿上各接1個，同時結(jié)合修井時抽油桿狀況配套扶正器。

（2）雙向保護接箍：雙向保護接箍耐腐蝕、耐偏磨，有效解決了防腐接箍的偏磨斷裂問題，張渠區(qū)塊使用雙向保護節(jié)箍油井平均檢泵周期延長120天。

（3）標準光桿：由于用普通抽油桿代替標準光桿和普通拉桿的材質(zhì)和強度存在的問題，使得光桿和拉桿斷裂事故時常發(fā)生，為此，2000開始引進使用標準光桿，取得了良好的效果。截止目前共推廣應(yīng)用KD級防腐耐磨標準光桿2600根，使得光桿使用壽命由120天延長至200天以上，尤其是在高含水井上能有延長光桿的使用壽命，防腐、防斷性能好。

五、認識及下步建議

（1）推廣Ф28mm抽油泵使用后，油井采液量平穩(wěn)，泵效提高，適宜在低產(chǎn)低效油井中全面推廣應(yīng)用。今后的發(fā)展方向應(yīng)向密封性能好、耐壓性能高、適合斜井使用的小直徑抽油泵。

（2）長沖程、低沖次數(shù)字化抽油機滿足能滿足生產(chǎn)需求，并且起到節(jié)電、配套數(shù)字化管理的目的，有效提高低滲油田的系統(tǒng)效率和工作效率。