不同抽油机井系统效率计算模型研究与节能效果

为降低油井生产能耗和提高系统效率,油田应用了多种新型节能抽油机,但缺乏节能抽油机特性与节能效果及其选型理论的研究。为此,基于常规游梁式抽油机、异相型抽油机、调径变矩抽油机、异型抽油机和皮带式抽油机的工作动态特性,建立了不同抽油机的油井地面效率计算模型,并运用抽油杆柱纵向振动的一维有阻尼波动方程,以悬点运动规律和井下泵的受力状况为边界条件,建立了抽油机井地面功图与泵功图的计算模型;井下举升效率和系统效率计算模型。研究不同抽油机井的系统效率和节电率,分析了不同井液黏度和不同下泵深度对抽油机井系统效率的影响。结果表明,与常规游梁式抽油机相比较,其它四种抽油机都能达到提高系统效率和节电节能的目的,其中皮带式抽油机的系统效率为最高,相对于常规游梁式抽油机井提高9.06%,节电率为22.36%;随着井液黏度的增大,油井生产系统效率均降低,皮带式抽油机井的下降幅度较小,适合于稠油井的应用;抽油机井存在油井生产系统效率最高的合理下泵深度(或合理沉没度)。     

基于系统效率最高的抽油机井合理流压研究

确定抽油机井合理流压是采油工程与油藏工程的重要研究内容。本文建立了以系统效率最高为评价指标的抽油机井合理流压仿真方法,具体包括:基于抽油机井井筒油气水多相稳定流动的泵排出口压力与油井产液量的耦合仿真模型;有效功率的仿真计算方法;基于抽油杆柱轴向振动与悬点示功图仿真的电动机输入功率仿真模型;系统效率与流压、油藏参数、抽汲参数之间函数关系的仿真模型;给定流压条件下系统效率极值的仿真模型;系统效率极值随流压的变化规律以及合理流压的确定方法。仿真分析结果表明:流压对抽油机井系统效率有显著影响,优化流压可以显著提高系统效率;含水率、气油比与饱和压力等油藏参数是影响合理流压的主要因素。     

利用综合粘度因子评价系统效率

抽油机井系统效率反映了油井对能量的利用程度,准确地评价抽油机井系统效率是有效衡量有杆抽油系统性能的关键。根据油井耗能的重新分析,提取了原油粘度、含水率、气油比3个显著的影响因素。利用数据拟合和0~1数值规范化处理方法根据其内在关系把三者整合成综合粘度因子,并通过定义新变量——无因次气油比与效率实现率,构建了抽油机井的系统效率评价模型。得到了系统效率评价图,作为确定抽油机井系统效率理论上、下限的基本方法。提出的模型在某油田进行了初步应用,得到的系统效率与实测效率基本吻合,为下一步是否采取优化措施以及各井的优化顺序提供了理论基础。     

提高抽油机井系统效率技术及应用

以河南油田为例,从地面和井下两方面分析了影响抽油机井系统效率的因素,提出了提高系统效率的技术措施。     

大庆油田抽油机节能分析

油田机械采油中,抽油机井占总井数的82．1％,大庆油田就有几万台抽油机,抽油机井的耗电量占油田总耗电量的四分之一。由于抽油机井的系统效率较低,大量的能量（70％以上）在传递过程中损失掉。如果将抽油机井的系统效率提高5％,年节电65×108kW·h。这不仅可节约大量的资金,而且,还可以缓解油田电力紧张状况。因此,加强抽油机井系统效率研究成果,提高其运行效率,将对油田带来巨大的经济效益。     

抽油机井系统的优化设计

利用回归分析方法对抽油机升系统效率测试中的试脸数据处理.得到了排量系数、井下功率报失及地面效率的回归方程,以此为基础讨论了电动机额定功率的合理选择、抽油机井系统效率的预测及抽汲参数的优化设计。     

抽油机井系统效率研究

油气田开发中,普遍存在运行成本过高,系统效率较低等问题,本研究从抽油机井系统效率基本理论出发,对系统效率进行了分解。重点对各部分分解效率的理论计算模型进行了分析,得到了系统效率的回归方程,并进行了预测研究,得出了影响地面系统效率的主要因素为电动机效率和皮带传递效率。因此,提高抽油机井的系统效率,需要选择合适的电动机、合适的皮带松紧度、以及合理的抽汲参数组合。     

提高机采井效能技术研究与应用

本文正是结合生产实际,介绍辽河油田在现有设备的基础上,通过采用先进优化设计软件进行机采效率最佳值的预测,并通过智能控制器进行动态监测和调整、为设备更新、参数优化等方面提供依据,得以确定科学的调整方式,实现供采协调,充分发挥油井产能,最大限度的提高抽油机井系统效率,为进一步提高油田采油管理水平提供借鉴.     

基于机采和集油系统整体能耗最低的集油参数优化方法

将环状集油环上的抽油机井与集油管网作为研究对象,基于多相水平管流模型和抽油机井动态参数的仿真技术建立集油管网压降、抽油机井井口油压与集油系统掺水参数关系的仿真模型及抽油机井输入功率、油井产量与井口油压之间关系的数学模型,即抽油机井输入功率、油井产量与掺水参数之间关系的数学模型。分别以集油和机采系统总能耗最低、集油和机采系统效益最大为优化设计的目标函数,建立集油系统掺水参数优化设计的数学模型。结果表明:井口油压对抽油机井输入功率与油井产量有显著影响;掺水温度与掺水流量对集油和机采系统总能耗、总效益具有显著影响,将机采与集油系统作为整体优化可显著提高系统整体经济效益。     

辽河油田抽油机节能降耗技术研究与分析

目前辽河油田机械采油系统能耗约占全部能耗的1/3左右,搞好机械采油系统的节能工作对整个油田的节能降耗工作具有十分重要意义。文中通过对抽油机井能耗现状分析,找出了影响抽油机系统效率的主要因素,对抽油机能耗治理提出了可行的措施和建议,以指导高能耗抽油机井的治理,从而达到降低机械采油成本、提高经济效益的目的。     

机抽系统优化设计软件研制与应用

长期以来,由于不少油田机抽采油系统主要靠经验设计,导致机抽井普遍存在机抽参数设计和硬件配置不合理、供排不协调、系统效率低和经济效益不高等问题。在此详细介绍了能较好解决这些问题的“机抽系统优化设计软件”的主要研究思路、功能、特点、运行环境。现场应用证明:“机抽系统优化设计软件”可较大幅度的提高机抽井的系统效率和产液量,显著提高机抽井的经济效益和机抽井的管理水平。     

基于岩土失调温度限值的土壤源热泵系统土壤蓄能状态评价

基于岩土失调温度限值、建筑负荷特征、传热机理等多参数耦合的分析方法,提出了系统节能率、系统总运行费用现值和系统失效指标等评价指标,并建立了土壤蓄能状态评价体系.以评价体系为基础,通过CFD软件建立三维地下埋管管群数值计算模型,构建了评价全寿命周期内的土壤源热泵系统土壤蓄能状态的计算方法.计算和分析结果表明,评价体系和计算方法不仅可以较客观地反映土壤的蓄能状态,同时能够预测基于实际工程运行特性下的岩土失调温度限值范围和全寿命周期内节能性和经济性的失效时间点.     

游梁式抽油机自动调平衡机构设计与分析

在油井生产过程中为提高游梁式抽油机采油效率、降低能耗,需要对抽油机的平衡状态进行定期检查并及时调整。针对现有游梁式抽油机机械调平衡方案存在的丝杠承受载荷大、润滑条件差、易卡砂、结蜡、腐蚀,等缺点,提出一种新的机械自平衡机构。设计了关键的锁紧机构,建立了锁紧机构的拉格朗日运动微分方程;该机构利用平衡块自身重力驱动,通过平衡检测装置控制电磁铁实现机构的解锁、落锁功能,达到自动调整游梁式抽游机平衡的目的。抽油机调平衡机构的研究对改善现有抽油机动平衡,节能降耗,增加使用寿命具有重大意义。     

低产油井抽油机原理及动力学研究

针对现有抽油机应用于低产油井时体积大、重量大、能耗高、效率低的问题,提出一种低产油井抽油机,实现体积小、重量轻、效率高、能耗低。通过理论分析,建立了该机型的运动和动力学模型。通过实例计算、室内和现场试验表明,该机型减速器输出轴净扭矩和电动机有效输出功率波动较小,全周期做正功,提高了电动机瞬时利用率和系统效率,节能效果明显。     

CITECT在采油机效率测试系统中的应用

为提高采油机的采油效率,通过对采油机运行过程及油田工作流程的分析,提出一套基于PLC(可编程逻辑控制器)控制网络和工控组态软件(CITECT)的油田采油机效率测试设计方案.该方案根据采油机运行各环节的特点,实现采油机运行过程的数据监控,并完成数据的处理、系统报警、数据存储、报表的制作等功能.现场实施运行证明系统操作方便,具有优良的人机界面及较高的可靠性.数据的处理结果可以很好地反映采油机各环节的工作状况,工作人员可以方便地根据结果设置采油机工作的最佳配置.     

抽油机传动系统浅析

简述了抽油机传动系统存在的问题,通过对抽油机传动系统相关尺寸与参数的分析研究,提出了实现传动系统高效节能的方法。     

一种新型抽油装置的设计

针对抽油技术的现状和存在的问题 ,设计了一种不同于有杆抽油方法的井下自动跟踪式抽油装置。这种装置的地下部分为自同步换向式抽油装置。论述了井下自同步换向式抽油装置 (信号反馈式抽油装置 )的换向原理和地面电控装置的工作原理及地面平衡缸与井下动力液缸的位置匹配和调节技术措施。设计表明 ,这种新型抽油装置具有结构简单、加工容易、成本低、工作可靠等特点 ,适宜于深井抽油 ,液压站可远离井口控制 ,便于集中管理。     

建筑电气设备自适应模糊PID节能控制研究

针对建筑电气设备自适应模糊PID一直存在能耗过大的问题。提出基于自适应模糊PID节能控制方法,将建筑电气设备系统的温度波动和温度波动率,作为自适应模糊PID控制系统的输入项,将PID控制系统的三个参数波动量作为输出项,构成双输入三输出控制结构。依据自适应模糊PID调节规律表中的信息,调整电气设备模糊逻辑系统的参数。通过运算自适应模糊PID节能控制函数,获取最佳温度值,实现节能目标。实验结果表明:自适应模糊PID节能控制系统起动电流低、噪声小、控制精度高;在一般扰动和大扰动下系统响应波动较小、适应能力更强、动态性能高;该算法下建筑电气设备单耗节能率为88.69%,节能效果显著。