提高低产井采油效率的机械采油技术

发表时间:2020/5/11   来源:《科学与技术》2020年2期   作者:刘艳红 李鹏 梁涛
[导读] 我国经济快速发展使得我国原油的储量在不断地降低,
        摘 要:我国经济快速发展使得我国原油的储量在不断地降低,但是由于发展的需要,原油的缺口在不断地扩大,因此对于原油的开采力度在不断地增大。底层当中所含有的原油数量也在下降,底层当中的能量也随之而下降,所以说目前原油开采中急需解决的一个问题就是如何提高油井的产量,本文将针对这一问题进行简要的研究。
        关键词:采油效率;低产井;机械采油
       
        石油是工业发展中的必需品,我国快速的发展标志着石油需求在不断地扩大,但是在我国发展的关键时期,为了满足不断增长的需求,还是应该增加原油的产量。但是长时间以来,由于我国原油开采的力度比较大,所以地下原油的地位在下降,在地层当中的原油存在的能量也在不断地减小,这对现阶段抽油机的工作带来了很大的困难,使得抽油机不可以在满抽的条件下工作,从而造成了能量的浪费,使得原油开采的效率在不断地下降,所产生的效益也在不断地降低。
        1 低产井机械采油抽油机原理
        低产井所采用的采油装置的主要构成有两大部分,这和一般的采油装置是相似的,简单来说就是机械采油装置的地下部分以及地上的部分。
        地面的机械采油装置所包含的装置设备主要涵盖于机械的抽油机以及一些其他的相关设备,当然还有集输管汇;而地下所涵盖的机械采油装置则主要包含了机械采油装置的抽油泵,还有动力传输装置等等。传感器是机械采油设备当中的一个至关重要的部分,有很多不同类型的传感器被放置在机械采油装置设备当中。
        机械采油装置运行的原理主要是如下过程,首先机械采油装置的抽油机开始运转,之后会带动卷筒的运行,而卷筒又可以带动柔性的抽油杆,抽油杆在卷筒的带动作用下往复运转,然后就是设备当中多个装置的共同作用了,比如说减速机以及控制系统,这两个加上之前的抽油杆和卷筒,一起作用,会将电机的旋转运动进行转化,井下所发生的抽油泵柱塞的往复运动就是旋转运动所转化的。柱塞通常的运动方向是向下运动,而柱塞所使用的动力则是抽油杆柱自身的重量,这两者的往复运动,共同推动了原油的开采工作进行,有效的完成了原油的开采工作。低产井和普通的油井不一样,低产井在设计当中应该更加注重系统的节能性,还有高效性,对此,系统在设计的时候应该首先完成系统整体的设计,之后可以再对每一个具体部分进行设计,从整体到部分,这种设计方式是非常有效的,可以充分的保障采油过程高效安全。
        2 低产井机械采油抽油机的设计
        低产井和别的普通的油井不一样,在原油需求量不断地扩大的情况下,对于低产井,更加应该改进采油装置设备,不断地提高采油的效率,首先要做的就是通过技术手段改进低产井产油的设备。
        2.1 选用柔性抽油杆
        低产井的机械采油装置当中所采用的抽油杆,应该是柔性的抽油杆,这是因为柔性的抽油杆能够在具有外力的作用下发挥更好的效果,可以有效的进行缠绕,毫无困难的弯曲。抽油杆的旋转过程也是非常重要的,因为需要几千米长的抽油杆能够有效的实现旋转排绳,这一问题对于低产井采油机械装置来说是非常重要的,是目前遇到的困难之一。
        (1)我国现有的应对方式是通过国外先进的技术方法。调研国外先进的排绳装置,将柔性的抽油杆排绳在设计时设计成为滚筒结构,那么抽油杆就会在之后的一系列操作当中完成任务,简单来说就是在拉力以及沿着滚筒方向所产生的力量的作用下,其中沿着滚筒方向所产生的力的作用会发生左右变化,所以说抽油杆在受到这两种力的作用后也会发挥作用产生变化,复合力可以使抽油杆一圈圈的缠绕在滚筒上面。对于传统的机械采油装置来说,抽油杆一开始不是柔性的,而是在采油难度上升后所研发出来的新型的抽油杆,但是抽油杆和抽油杆之间是没有联系的,也就是两者之间是不存在连接部件的,柔性的抽油杆相对于传统的抽油杆来说,有很大的不同,其中一点就在于柔性抽油杆的长度是远远超过传统抽油杆的长度的,这是应对低产井采油的一个关键设备,也是低产井采油装置的关键部位,当然,柔性抽油杆也是整个装备最容易出现故障问题的部分,非常容易被破坏且难以修复。

因此在低产井机械采油的整个过程当中,现实中应用这一设备时,机械采油装置一旦出现问题,那么故障原因大多数是柔性抽油杆的问题,所以说对于机械采油装置当中的这部分设计,要非常的注意,避免产生不利的影响。
        (2)从重量上来看,柔性抽油杆是比较轻的,相对于传统的抽油杆来说,轻了大概百分之十五,所以说柔性的抽油杆所具有的性能更加的强悍,并且柔性抽油杆的运输以及安装都非常的简单,总的来说柔性抽油杆的性价比是非常高的,对于低产井来说,柔性抽油杆是比较适用的。
        (3)铜导线也是柔性抽油杆其中的一个部件,柔性抽油杆内部所含有的铜导线的作用主要是用来进行信号的传输的,铜线在井下进行采油时,可以传输多种不同的井下测量信号。柔性抽油杆当中的铜线外部具有一个保护层,这一保护层具有结缘的作用,保护层的外面就是钢丝层,钢丝在保护层的外面多次进行缠绕,这就是柔性抽油杆的形成过程,钢丝层的缠绕形成了具有较高机械性能的柔性抽油杆。当然柔性抽油杆的外部也就是钢丝层的外部还有一层起到保护作用的皮,这一层保护皮所防止的就是油井当中的各种腐蚀介质对钢丝产生腐蚀。
        (4)柔性抽油杆在整个机械采油装置当中的位置是比较特殊的,卷筒就主要储存柔性抽油杆,并且卷筒还可以发挥十分关键的作用,比如说能够将电机产生的旋转运动转换为抽油杆的作用,也就是抽油杆的往复运动,这样可以为地下的抽油泵提供帮助,充当抽油泵的动力。卷筒的形状非常普通,就是比较常见的圆柱型,卷筒当中的抽油杆外部的缠绕方式有两种,一种是单层缠绕,一种是多层缠绕,但是在低产油井当中,由于所需抽油杆的长度一般来说都是比较长的,所以说一般都是采用多层缠绕的方式。其中卷筒的材料也是有讲究的,一般情况下卷筒所采用的材料是铸铁,主要是因为卷筒的制作成本一般来说都是比较高的,而且铸钢滚筒最后生成的厚度也比较大,因此在制作的时候主要采取铸铁的材料。对于柔性的抽油杆来说,铸铁的滚筒对其伤害是比较小的,能够最大限度的保护柔性抽油杆,所以说在低产油井当中,最常使用的材料就是铸铁。
        2.2 做好抽油机系统的密封设计
        抽油机也是机械采油装置当中至关重要的一部分,抽油机的密封作用是直接影响到采油机械装置的工作效率的,如果采油机当中的系统出现了问题,就会导致整体的效率下降,在以往所出现的所有油井事故当中,有很多事故都是由于系统的密封性不好所导致的问题,所以说相关人员需要做好抽油机系统的密封设计,并且及时的改进这一设计,使得密封程度可以保持,同时也需要研究新型的密封结构以及密封材料,这样能够有效的保障密封技术的进步,比如说效果比较好的唇式密封以及聚四氟乙烯密封材料等等。
        2.3选用性状良好的柱塞
        整个装置的关键在于柱塞,这是井下抽油装置当中的原油上升的关键,柱塞的性能对于系统运行具有很大的作用,优良的性能是可以有效的促进系统的运营效率的。和柔性抽油杆相联系的就是柱塞,柱塞上面的部分和柔性的抽油杆所联系,因此柱塞的动力就是柔性抽油杆往复运动时所产生的动力,当柔性抽油杆向上运动时柱塞当中的橡胶会产生膨胀的现象,使得柱塞和柱塞筒之间拥有较好的密封作用,这样是原油开采的一个重要的方面,可以将原油从井底举升到井口。通过对装置不同部分的改进,是可以有效的提高其工作的效率的。
        3 结束语
        我国对于原油的需求一直以来都是非常大的,并且在未来的发展当中原油的缺口只会越来越大,因此需要及时的采取一些技术提高现有的石油开采效率。目前来看,怎样提高油田的开采效率已经成为了我国所面临的重要问题,加强对这一问题的研究能够促进我国工业的发展,为我国未来的经济奠定一定的基础。
       
        参考文献:
        [1] 陈强.提高游梁式抽油机系统效率的措施探讨[J].化学 工程与设备,2017 (12):166-167.
        [2] 刘洋.抽油机井系统效率节点分析及对策[J].中国科技 博览,2017 (25):352.
        [3] 平志波.机械采油系统节能降耗技术措施及应用效果分 析 [J].化学工程与设备,2017 (7):66-67.
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