采油生产过程中的节能降耗技术措施

发表时间:2021/1/28   来源:《工程管理前沿》2020年11月31期   作者:蔡环
[导读] 目前,我国的现代化发展迅速,机械采油系统是现阶段我油田应用较为广泛的采用工艺之一
        蔡环
        胜利油田胜利采油厂采油管理六区  山东省东营市 257041
        摘要:目前,我国的现代化发展迅速,机械采油系统是现阶段我油田应用较为广泛的采用工艺之一,伴随我国石油产业进入开采末期,石油开采成本逐渐提高,石油企业为了满足自身可持续平稳发展的实际需求,需要全面降低生产成本,而采油设备的能源消耗是重要的成本点之一,课题基于常见的机械式采油系统能耗问题展开研究,在阐述现阶段采油设备中存在的耗能问题后,提出对应的优化策略。
        关键词:采油生产过程;节能降耗;技术措施
        引言
        随着我国石油开发进度的不断推进,多数油田的开采作业已经进入高含水阶段,而这也使得原本耗能较高的开采作业能耗进一步增大,因此对于节能降耗的需求也越来越迫切。在应用节能降耗技术时,需要根据石油开采的具体情况和实际要求来进行选择。当前机械采油系统所用的节能降耗技术有多种,而只有选择最为适配的技术手段才能够进一步发挥节能降耗的作用,从而为石油开采降低能源消耗与成本投入,创造更高的综合效益。
        1机械采油系统概述
        1.1机械采油系统特征
        机械采油系统是现阶段我国油田应用较为普遍的采油系统之一,游梁式抽油机是其代表机械设备之一。机械采油系统种类较多,组成结构较为复杂。但多数系统可以分为硬件系统和软件系统两个组成部分。其中硬件系统包括抽油机主体机械组成部分、抽油光杆、以及辅助采油及安全防护设备。软件系统包括抽油机管理系统、参数检测系统、信息系统以及工艺管理系统等等。在生产过程中由抽油机主体中三相异步电机提供动力,通过减速箱游梁平衡块等设备将电机提供的动能转换为抽油光杆的上限运动,配合地下抽油泵体完成原油开采。机械采油设备一般安置于户外,其工作环境十分复杂,在实际生产过程中难以保证设备按预定参数运行,电机工作温度、机械设备的润滑状态、运转状态、平衡系数等因素,均会造成机械采油系统的能耗波动。
        1.2机械采油的能耗问题分析
        现阶段多数机械采油设备采用电能作为主要的生产能源,一般由三相异步电机提供动力来源,工作中电能消耗较为巨大,以大庆油田为例,根据大庆油田2018年末的能耗统计报告中,油田生产能耗中电能消耗占比54.18%。电机能耗的影响因素较多,与电机自身性能、与机械设备的功率匹配情况、机械设备的运转状态以及机械设备的平衡系数均存在一定联系,因此对机械采油系统的能耗管理应从多角度进行,基于设备自身特定制定差异化的节能降耗防范,避免千篇一律的统一管理方法。
        2机械采油中存在的能耗问题
        在石油开采阶段,机械采油主要分为软件与硬件两个结构,其中软件部分包含了信息收集与处理软件以及工艺管理软件,硬件包含抽油杆等抽油设备和防护设备,这些软件与硬件结构组成了机械采油系统。在开展机械采油作业时,因为抽油设备属于往返的运作模式,因此常常会出现扭矩,而扭矩的大小与方向处于周期性变动状态。结合当前的情形分析,采油作业需要涉及多种设备,这些设备的共同运作会消耗大量的能量,其中机械采油装机的容量甚至高达总容量的30%,在采油作业时耗电量非常高,因此能耗问题十分明显。因此,针对机械采油过程中存在的巨大耗电问题展开分析。多数耗电问题是由于设备的负荷率较低、功率因数较低等问题,导致能耗过高,而且采油系统在运作时配电设备的容量过大,高于实际要求容量,这也成为了电能消耗增加的主要原因之一。


        3采油生产现场的节能降耗技术分析
        3.1 对节能型设备进行优化
        不断优化机采设备,抽油机要主要挑选节能性能比较好的产品,与抽油机相匹配的电动机也应选择节能性比较好的产品。并在生产过程中充分利用变频调速技术,最终使抽油机采油系统所消耗的能量能够大大降低。同时还要节能化设计抽油机等采油设备,根据油田生产的实际情况可以尽量使用小型的抽油机和直径较小的抽油泵。对采油设备进行节能设计以及换用节能设备后可以取得非常明显的节能效果,另外还要地面采油生产参数进行合理适当的调整,并将抽油机井的工作制度合理完善的建立起来,最终使油井的生产效率得到有效的提高。除此之外,相关的加热设备也要选择节能性能较好的产品,例如真空加热炉,这种设备能够使能耗明显的降低,并使热效率大大提高,从而使油田采油生产过程中相关的技术要求得到充分的满足。
        3.2 不断强化采油生产现场的管理措施
        首先要按照相关的制度规定严格管理抽油机的生产过程,同时维护和保养抽油设备的工作也要进一步强化,从而使能耗能够有效的降低。在维护和保养三轴二级减速装置时,减速箱中的润滑油要及时的进行更换,从而使齿轮之间的摩擦力损失能够降低。齿轮的磨损降低,就能够传送更多的能量,这样就能够实现阻力损失的降低,最终使设备运行过程中消耗的电能得到有效的降低。另外还要对抽油机进行平衡性调整,这样抽油机在进行上下冲程的过程中,电动机就能够均匀而相等的做工,这样能够节省大量的电能。同时还要对三角皮带的松紧度进行适当的调整,有效避免皮带打滑,从而使能量传递能够正常进行。除此之外抽油泵的修井检泵周期也要进行适当的延长,并对抽油机井的运行参数进行合理的调整,如果油井中的油液不是很充足,那么可以根据实际情况选择合适的间隔时间进行间歇式生产,这样能够更加合理的消耗能量,从而使节能降耗的目标得以实现。低效井中应用间歇式生产可以将油井的供液状态充分的发挥出来,从而使投入产出比达到最佳的状态。还有一些井筒供液不平衡现象比较严重或者是沉没度较低,针对这样的情况在生产过程中可以换用小泵,从而使油田生产节能的需求得到充分的满足。
        3.3 不断强化管道防腐处理
        如果采油生产现场所铺设的管线遭到严重的腐蚀且没有及时的进行维修或更换,那么就很有可能引发各种泄露事故,这样就会使各种能量的利用率和利用效果大大降低。例如:掺水泄露会使管道流体的压力降低,这样降粘效果就会大幅下降,从而严重影响到油井的生产能力,最终使油田生产的经济效益大幅降低。另外油田采油生产现象集输管线的管理工作也要不断强化,同时巡回检查的力度要加大、质量要提升,这样管线因腐蚀而造成的穿孔等现象才能够及时的发现,如果发现了这种情况要立即采取合理有效的措施加以处理,对事故进行有效的控制,防止其进一步发展造成更大的损失。在对管线穿孔等事故进行处理的过程中,一定要做好安全质量监督管理工作,防止二次事故的发生。同时管线的防腐保温制度也要严格的执行起来,使管线的热能损失降到最低,从而使油品输送的效率得到有效的保障,避免危害到油田正常的生产工作。在冬季进行油田采油生产工作,井口装置的保温工作一定要做好,这样能够使热能损失有效的降低,避免冻结事故的发生。
        结语
        我国油田企业进入开发末期,受资源型企业发展特性决定,当石油资源逐渐匮乏时,企业必须面对经济获取能力下降的发展危机,绿色节能环保已经成为我国油田企业的发展主题。生产成本是油田企业运行成本中的主要组成部分,对此类成本的控制有助于企业降低整体生产成本,提高盈利能力以及发展能力。现阶段油田采油设备主要为加密调整井、低渗井和传统抽油机设备,文中提出了三种优化此类设备能耗问题的措施及方法,但均存在一定的限制,需要进一步的开发完善。
        参考文献
        [1]王青春.杏北油田生产系统节能管理与绩效评价平台的开发与应用[J].油气田地面工程,2019,38(06):96-100.
        [2]徐龙吟.试析油田生产节能管理及绩效评价的研究与实现[J].中国石油石化,2016(S2):79.
        [3]任重.油田生产节能管理及绩效评价的研究与实现[D].东北石油大学,2014.
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