机采系统现状及节能研究

发表时间:2021/8/13   来源:《科学与技术》2021年第11期   作者:董德强
[导读] 随着对油田的深度开采,遇到的问题也越来越多样化,油田开采是一个综合
        董德强
        大庆油田第三采油厂第七作业区  黑龙江大庆 163000
        摘 要:随着对油田的深度开采,遇到的问题也越来越多样化,油田开采是一个综合性的过程,在这个开采过程中,涉及到了对多种工艺技术和系统的运用,机采系统就是其中一个重要组成部分,机采系统运行效率直接关系着油田开采效率,随着科学技术的发展应用,对于机采系统有着更高的运行要求,旨在能够更好的贴合油田开采需求。基于此,本文就对机采系统现状和节能研究的相关内容进行了一个较为详细的概述。
        关键词:机采系统;技术措施;节能研究
       在这几年发展中,我国经济水平得到了一个显著的提升,经济的提升推动了各个行业领域的发展进程,也使得机采系统运行性能水平得到了提升,国外对于机采系统的研究逐渐趋向智能化、节能化的方向发展。从目前的情况来看,我国对于机采系统的优化提升主要包括两个方面,分别是系统优化和抽油机配套技术优化,机采系统的运行是一个综合性的过程,要注意各个环节的连接关系,存在的影响因素比较多,需要对其进行合理的调控。从机采系统节能角度来看,机采系统运行所消耗的能源是一个庞大的数值,所以需要对机采系统进行严格的节能调控,这是非常有必要的。
        一、关于对机采系统生产节能潜力分析
       机采系统的运行需要注意的地方比较多,针对于机采系统的研究,国内外研究方向侧重点不同,主要是根据现实情况进行合理的调控,就节能方面来说,我国在经历多年研究,对于抽油机系统的运行体系已经趋于完善,也就是说,从机采系统的运行形成了一套相对成熟且完善的节能体系,各种装置设备相互配合协调,能够起到一个很好的节能作用。
       在石油开采过程中,对于系统设备所消耗的能量是有一定要求的,对于机采系统的运行,在这个过程中,会产生很大的能耗,如果以节能角度来看,我们可以从抽油机系统规划方面入手,当然,要想实现这一节能目标,还存在一些问题需要进行解决,制约因素较为多样化,主要制约因素有以下几个方面:技术装备水平还不到位,普遍存在大马拉小车的现象,使得电机损耗率极大程度上增加,系统运行效率没有得到提升,这里的“大马拉小车”是一个形容概念,它是指的产液低的情况下,抽油机的运行功率过大,超出了产液标准,使得抽油机系统的负载程度过高,电机的负载率无法满足运行需求,使得运行负载出现失衡的情况,浪费了较大的运行功率;还有就是设备的老化之后没有及时更换和维修,使得运行系统的阻力越来越大,在石油开采过程中,抽油机系统处于一个长期运行的过程中,如果没有定期维护和保养,随着运行时间的推移,使得系统机械性能降低,零件之间的灵活性变差,除吃之外,受抽油机结构参数的影响,使得抽油机运行平衡性出现不稳定波动,存在载荷波动情况,还有就是抽汲参数对机采系统运行有着极大的影响,如果油井开采量是一个固定的值,那么抽汲参数的变化会影响杆泵抽油系统的运行效率,这种平衡差比较大,需要对其进行合理的调控。
        二、抽油机系统节能采取的技术措施
       (一)抽油机机械设备的技术改造
       在油田开采中,抽油机系统运行所消耗的电量是最高的,在整个油气生产中都有极大的占比,为了平衡这种能耗,这里我们对其进行了多方面的优化改造,从而到达预期的节能目标。

对于抽油机机械设备的技术改造,要从整体角度出发,做好各个环节的对接工作,抽油机的种类较为多样化,就以常规的游梁式抽油机运行情况来看,运行能耗高,系统效率对比度不高,这里我们采用节能型抽油机可以很好的规避常规游梁式抽油机存在的问题。节能型抽油机的最大特点在于传动结构和平衡原理,使得抽油机的运行非常稳定,在平衡系统的调控下,构件之间的连接可以处于一个相对平衡的状态,最大程度上降低其系统运行能耗系数。其他抽油机在运行的时候,主要是通过更换电机的方式实现冲程运行,新型抽油机可以直接对电机进行调控,作用于电机运行指标,使其能够充分运行,避免了多余的能耗。电动机在油田设备中也是不可控或缺的,它是提供抽油机运行效率的关键带你,当然,要想提高其运行效率,就要降低电动机内部损耗,内部损耗受多个方面指标影响,包括定子绕组损耗、铁损、机械损耗等,这里我们采取的主要措施包括优化设计、合理选材、工艺优化等,生产厂家要做好对接工作,协调好各个环节的对接性。
       (二)多速节能电机改造
       多速节能电机的改造针对范围比较广,涉及的设备种类比较多,主要是在原有电机基础上对相关参数进行优化,调整其冲程性能,提高其油井产液率,其中包括很多组成构件,双定子永磁电机就是其中一种,它的转动功率比较高,具有极高的贴合性和适应性,使用这种电机其系统节能效率可以提高15%。复式电机及节能控制装置具有很好的整体性,在油井液体产量稳定的基础上,实现对油井能耗的全面分析,对功率进行调控,使抽油机能够持续性处于一个相对稳定的状态,这样它的运行功率就能保持最大。在抽油机运行过程中,可以将变频拖动技术融入其中,这种技术具有很好的协调性,具有资源调控性,对于成本的管控也比较合理,还可以增加产量,起到一个延长使用周期的作用。变压器一般是安装在采油站上面,对其性能指标进行合理的调控,可以起到一个降低损耗的作用,提高电能质量指标。
       (三)抽汲参数的优化设计
       对于抽汲参数的优化设计,要从多个角度出发,考虑整体因素影响,参数的优化应该是建立在合理流压基础上,然后对参数指标进行合理的调控,根据设备运行特点找出其能耗结合点,确保优化的合理性,实现经济最大化的目标。因为这个过程存在的不可控因素比较多,所以要从全面的角度出发,进行综合性优化,油井正常情况下,对于冲程、冲次等参数进行合理的规划,使其能够促进电机的运行效率。在随泵作业过程中,主要是开展井下和地面工作,对泵的运行指标进行调控,使泵的运行更加稳定,达到经济化的目的。这里我们以效益优先的原则进行考虑,对老井进行参数分析,然后针对性的进行优化,这里参数调整为主,设备调整为辅,从而使抽油机设备高效稳定运行,如果供液不足,就更换小泵或者下调,将供液量保持在一个合理的范围内,对于供液充足的井,及时更换大泵进行上调,控制负荷波动稳定性,供排关系处于平衡状态,对其参数进行优化,以此保证设备运行稳定性。
        结语
       机采系统运行所消耗的能源占比非常大,而且还有逐年递增的趋势,无疑加大了公司承办预算,所以对机采系统进行节能规划是非常有必要的,机采系统的运行涉及了多个方面,所以要从整体化角度出发,对相关参数指标进行优化,提高配套工艺技术水平,协调好各个环节的对接关系,确保设备之间运行稳定性,最大程度上降低机采系统运行能耗。
        参考文献
       [1]浦冬梅,刘必渝,程超.浅析节能抽油机的节能效果[J].河南科技,2018(26):54.
       [2]裴勤锋,刘光辉,朱志伟.关于对机采系统现状分析和节能研究[J].北京交通大学学报,2018(1):28.
       [3]邵春燕,安琪飞,何海莹. 抽油机节能的模糊神经网络控制研究[J].中国电机工程学报,2017(27):12.
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