石油机电设备节能降耗技术分析

发表时间:2020/6/29   来源:《电力设备》2020年第5期   作者:张华
[导读] 摘要:在石油开采中,油田机械采油技术在石油开采中占有十分重要的地位。
        (中国石油天然气股份有限公司大港油田分公司第六采油厂  天津市  300280)
        摘要:在石油开采中,油田机械采油技术在石油开采中占有十分重要的地位。在当前市场经济条件下,我国石油开采已逐渐成为世界领先地位。在油田开采中,机械采油技术的应用可以提高开采效率,同时不断提高石油和天然气的采收率。在石油开采过程中,对机械采油设备进行有效的管理,可以在一定程度上降低设备的维护成本,延长设备的使用寿命,也是保证开采效率的可行方法。
        关键词:石油开采;节能;降耗;
        随着我国经济的发展,传统采油技术,已经逐渐被机械采油工艺技术所取代,该工艺的应用,使采油的效率得到提升。通过机械采油工艺的技术分析,能够优化设计适合油田区块特点的机械采油方式,通过节能降耗技术方式的应用,可不断提升机械采油系统的效率,达到油田开发的经济效益指标。
        一、石油开采中抽油机问题
        1.技术装备。抽油井技术装备的性能高低对抽油机生产效率具有一定的影响,根据抽油机动力系统的配置分析,部分油井使用的抽油机为传统的变压器,或者使用普通电机、调整电机,此种抽油机的电机能源消耗较高,但是效率并不高,对抽油机系统的整体效率产生了一定的影响。那么在选择抽油机技术装备的过程中,就要以先进且节能为目的,从根本上有效解决抽油机系统低效率的问题。
        2.生产参数。抽油机的生产参数问题主要包括如果在供液不足时,冲次较高,从而提高悬点载荷,但是降低了泵效。以此对抽油机系统的效率产生了一定的影响。
        3.生产系统。抽油机的生产系统优化设计能够有效提高抽油机系统的效率,部分油田部门抽油机管理水平较低,因为部分抽油机的使用时间较长,从而使抽油机系统的游梁或者支架出现偏斜的现象,抽油机系统悬点井口无法对齐。部分抽油机出现减速箱漏油的问题,还出现刹车轮磨损或者刹车失灵的问题。此种现象的解决都要求能够提高抽油机的优化设计水平,从而降低能源消耗,提高抽油机运行效率及生产效率。
        4.管理水平。目前油井抽油机设备的管理及工作情况的监控,对抽油机系统工作的效率都有着一定的影响。如果管理水平较高,那么就能够提高抽油机的生产效率。所以就就要实现油井设备工作情况的精准分析,对抽油机采油的工作制度进行及时的调整,从而提高工作效率。
        5.抽油机平衡率。在抽油机工作过程中,曲柄轴中的悬点载荷及平衡块产生的扭矩和电机对曲柄轴输入的扭矩相互平衡。如果抽油机不平衡,那么上下冲程电机电流的峰值就会提高,从而提高电机的能量消耗,因此降低了抽油机的效率。
        二、油田机械采油工艺技术
        1.抽油机采油工艺技术分析。在抽油机采油工艺技术的应用中,优先选择与实际工作任务相符的抽油机,然后使抽油机、杆、泵三者之间进行合理配合,能够更有利于完成采油任务。当抽油机处在工作状态时,能量传递的来源主要是电动机,电动机将电能传递到抽油机系统中,当三角皮带在高速旋转时,会将能量传递到减速箱中的输入轴中,然后应用三轴二级来达到减速的效果,当减速箱输出轴的曲柄进入到低速转动状态时,会通过四连杆机构,使圆周运动发生相应的变化,当其处在直线运动的状态时,其会围绕抽油机进行上下循环运动,利用抽油杆传递动力,将动力传递到井下抽油泵的活塞之中,将液体不断吸入,再不断排出,此种方式能够有效提升抽油机的采油效率。如果在系统正常运行的情况下,抽油泵会被其带动,进入到工作之中,保持在运行的状态下,会对产能造成直接影响。如果在工作过程中,抽油泵出现无法充满的情况,其他故障情况会发生漏失现象,影响工作效率。因此,在开展抽油工作时,需要对抽油泵本身的工作效率,控制在合理的范围之内,如此一来,既定的目标便可完成。

如果油井具有充足的供液能力,则需要对油井的各项生产资料进行合理分析,针对井下抽油泵的各种运行状态,需要进行有效掌握,然后检查抽油泵,并进行适当的修理,能够使其始终保持在最佳的运行状态,保证效率,提升产量。
        2.螺杆泵采油工艺技术分析。螺杆泵采油工艺技术设备主要分为两个部分,一个是井下部分,另一个为地面部分。工作内容是:应用地面驱动机械设备,然后电动机利用减速装置,将动力传递到井下螺杆,此时转子会进行高速旋转,将井内的液体抽取到地面上来,单井产油便可完成。螺杆泵在进行生产时,会利用电控箱将电流传递到电动机当中,当电动机发生旋转,且在旋转过程中逐渐减速,会将动力传递到抽油杆当中,当抽油杆存在动力,会带动井下螺杆泵转子发生转动,定子与转子中间是存在一定空间的,因动力使然,空腔会发生变化,动力会进入到螺杆泵中,将流油抽取到地面上,整个采油工作便算完成。
        3.冷热原油交替输送技术。此项技术的应用,其中涉及到两种问题,一种是异常复杂的流动性问题,另一种是比较复杂的传热耦合问题,同时,这种技术在应用的过程中,还需要将其建立在数学模型的基础之上。此种技术是目前为止,在国际上公认的原油输送技术。有研究学者通过建立非稳态传热的数学模型,对输送冷热原油距出站口的不同距离管道之上周围土壤温度变化规律进行数值模拟。
        三、提高抽油机效率,实现石油开采节能降耗
        1.提高抽油机系统的技术装备。针对现代部分抽油机仍然使用传统变压器或者使用普通电机等耗能量较高的情况,要选择使用较为先进的节能型技术装备,从而从根本上有效解决抽油机系统效率较低的问题,并且还能够降低能源的消耗。
        2.加强抽油机设备的维护。首先,提高抽油机在日常工作过程中的维护及保养,定时对抽油机的润滑部位润滑,从而降低机械磨阻导致的能源消耗,以此有效提高空有机的运行效率。另外,如果抽油机的平衡率较低或者较高,都要对其平衡度进行调整,从而降低电流的峰值,提高电机的节能降耗的效果。
        3.提高油井的日常管理。首先,如果油井含蜡量较高,并且管线较长,就要对油井进行定期的热洗或者冲管线,从而能够有效降低井口的回压及悬点的载荷,以此降低电机的能源效果;另外,对抽油机的动液面及示动图进行全面的监测,如果油井出现管漏或者泵漏的现象,就要对其进行维护,从而使其能够恢复正常的生产工作;如果油井的供液不足,那么就要降低油井的工作参数;如果油井的沉没度较高,并且地层的能量充足,那么就要对其的工作参数进行优化。以此有效提高泵的使用效率。
        4.优化抽油机的生产系统。优化抽油机生产系统能够有效提高抽油机系统的效率,由于抽油机系统工作参数较为不和,所以就要对其进行调整,从而提高抽油机的工作效率。具体来说就是对抽油机系统支架或者游梁导致偏斜的问题进行调整,并且解决抽油机系统悬点不能够对齐的问题等。使电机皮带轮的直径能够有效降低,并且实现电机的调速,从而能够有效降低冲次,以此提高泵效,提高井上效率。如果实现抽油机设计水平的优化,那么抽油机电机的功率因素就会在抽油机工作过程中有所提高,以此能够有效降低抽油机电网及变压器两者的负担,并且降低抽油机无功的损耗,以此提高抽油机系统的工作效率,达到降低能源消耗的目的。
        5.创建专门的抽油机检查设备。创建专门的抽油机检查及维修设备,汇总我国油田开采过程中抽油机专门维修的技术人员,从而保证抽油机维修过程中的专业性。通过一线化的方式实现抽油机检修管理的统一化,重点分析国外相关先进的抽油机检修技术,与时俱进,引入先进的维修理念及设备,促进我国抽油机检修技术的发展。
        总之,实现抽油机工作效率影响的因素分析,并且使用针对性的优化措施,从而能够有效提高抽油机的工作效率,降低抽油机在工作过程中的能源消耗。
        参考文献
        [1]张勇.浅谈石油机电设备节能降耗技术分析.2018.
        [2]王斌.新时期采油厂集输系统节能降耗技术研究.2019.
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