《关于《游梁抽油机最优应力自动调参空抽控制运行举升系统》的介绍.docxVIP

关于《游梁抽油机最优应力自动调参空抽控制运行举升系统》的介绍1目前游梁式抽油机机械采油举升系统存在主要问题游梁式抽油机是国内外石油工业的传统采油方式之一，在我国石油开采中有杆抽油系统一直占主导地位。在我国各油田中，大约80%以上的油井采用有杆抽油系统。游梁式抽油机以其结构简单、制造容易、可靠性高、耐久性好、维修方便等优点，在采油机械中占有举足轻重的地位。但游梁式抽油机也存在很多缺点，如系统的效率低、能耗大、抽油冲次控制以及平衡性能差等。其中，游梁式抽油机的主要问题是能耗大，效率低。游梁式抽油机的总效率在国内一般地区只有12%到23%。先进地区至今不到30%。美国的常规抽油机系统效率较高，但也仅有46%。系统效率低下，能耗大，耗能就多，以此，减耗提效成为有杆抽油系统的一个急需解决的问题。此外，随着老油田油井的注水开发，油田已经开始进入高含水采油期。不断提高产液量，以液保油，这是注水开采油田保证原油稳产的趋势。这种开采特点要求抽油机的冲程越长越好，冲次越低越好。但当前常规型游梁式抽油机型行程固定且偏小同时冲次调节困难，在一定程度上已经不能满足长冲程、低冲次生产的要求。系统效率低的问题究其原因，有杆抽油举升系统由电机地面传动设备及井下抽油设备组成，系统效率是各部分效率的连乘积，任何一环的效率低，都会使效率变低，因此要提高抽油机系统效率的总效率实现减耗是一个复杂的系统工程问题。能耗大的主要问题由于在同一工况、井况和同一时刻下，井下的能耗因地面游梁机型不同而会发生充满度、冲程损失，光杆功率的变化。致使抽油机能耗大的主要原因有：（1）抽油机的负荷特性与异步电动机的转矩特性不匹配，甚至出现“发电机”工况，出现二次能量转化。一般电动机的负载率过低，约为30%。致使电动机以较低的效率运行。电动机在一个冲程中的某个时段下落的抽油杆反向拖动，运行于再生发电状态，抽油杆下落所释放的机械能有部分转变成了电能回馈电网，但所回馈的电能不能全部被电网吸收，引起附加能量损失，同时负扭矩的存在使减速器的齿轮经常收反向载荷，产生背向冲击，降低了抽油机的使用寿命。（2）常规抽油机的扭矩因数大，载荷波动系数CLF也大，故均方根扭矩大，能耗增加。（3）常规抽油机运行的悬点加速度，速度最大值过大，影响悬点载荷，动载荷增大。采用对称循环工作制使充满度下降，影响产量，泵效率降低，能耗也增大。（4）当前游梁抽油机都是驱动电机“大马拉小车”直接启动。因为抽油机是变载运行。启动扭矩和电流都很大。但运行负载又很小。电机是在较低效率下运行。（5）由于常规抽油机是变载荷周期运行，机械冲击，疲劳失效是整个机采系统的先天缺欠。因此，机械故障与机件损坏维修费用增大了油田的生产成本。增大了消耗。供液不足产生的问题随着油田开发的不断进行，油井产能受到地质特征、油藏管理、采油工程、生产维护等多方面影响，当油层的供液量发生变化时，就需要对老油井抽汲参数优选，否则，当供液不足时，就会出现空抽现象使能耗增高。当供液充足时，抽汲强度偏低，就会限制油井的产液量。由于现有常规抽油机结构限制，无论冲程还是冲次的调节都不连续，很难达到理论要求。特别是低产低效井，调低冲次很困难。换多极电机和减速箱增加了费用消耗但如果井况变化还需调整。这两种方法成本高，不宜在现场使用。对比降低冲次的方案效果对比如表，使用变频调速是应用较多的方法。见表。表：降低抽油机冲次的方案对比方案项目调速特点价格适应性增加极数低速电机有极调速较高设备更新可用12极电机,但不适用热洗清蜡井多速电机有极调速较高设备更新可用6/12极多速电机，电机效率低增极改造有极调速低大电机维修改造成双速电机改造后效率降低、性能变差，主要是噪音大。增加转差率滑差电机无极调速高电机结构复杂，可靠性差，低速时损耗大、效率低。液力偶合器无极调速高不适宜增加传动比中间减速器有极调速较高电机效率低、功率因数低减少频率变频调速柜无极调速高调速方便，效果较明显采用变频器虽然解决了常规抽油机冲次减少的问题。但仍然不能改变抽油机的运动规律和应力状态。只是相对减少了冲次，（降到2次以下稳定运行还是有困难的）。但原来的运动规律没有改变。应力，加速度，载荷变化都没有变。2、针对以上问题，国内外在游梁式抽油机机械采油举升系统采用的改进或提高方法、主要技术措施、工作原理，各种方式存在的优点、不足。国内各地区针对以上问题都采用了以下措施：更换改进型游梁式采用异相式抽油机，改变抽油机的运动规律。降低上冲程的速度和加度。改变每个运转周期的上下冲程的周期时间。部分改善了抽油机应力状况。但因为抽油机的原理和结构限制收效很小。没有得到广泛应用。采用了新的抽油机平衡结构。其中有游梁平衡和曲柄平衡等方案。但由于没有真正的改变运行规律。虽然冲击载荷有了部分改善。但对井下工况没有根本解决。更换抽油机电机1.稀土永磁