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1、提高抽油机井系统效率研究,目 录,一、项目目的及意义 二、指标完成情况 三、项目主要研究内容四、现场试验情况 五、经济效益分析六、结论与认识,对2004年2465口抽油机井的现场测试统计，我厂抽油机井的平均系统效率仅为19.5%。,一、项目目的及意义,抽油机井地面、井下效率分布统计表,统计我厂系统效率在1221%的123口井的情况显示，平均地面效率为48.3%，井下效率为38.6%，由此可见井下效率的提升是系统效率挖潜的重点。,本项目拟开展两个专项研究和三项试验,三项试验：应用江苏瑞达软件优化抽油机井系统效率；应用华北软件优化抽油机井系统效率；开展低磨阻泵及速开凡尔试验。,专项研究：拟开展“建
2、立计算输入功率的理论体系”研究；建立利用“抽油机净扭矩曲线”分析电机工况的理论方法。,二、指标完成情况,二、指标完成情况,项目完成内容统计表,试验井计划平均提高系统效率10个百分点，完成11.77个百分点；试验井计划平均单井年节电达到2.0104KW.h，完成2.83104kW.h。,1、开展了“建立计算输入功率的理论方法”的研究,抽油机井的系统效率分为“地面、井下”两部分,当忽略了hw1-2等项时，优化抽油机井系统效率的结果偏差较大。,三、项目研究的主要内容,将有杆泵抽油系统输入功率划分为损失功率、膨胀功率、有用功率三部分。,1、开展了“建立计算输入功率的理论方法”的研究,膨胀功率的计算方法
3、,损失功率的计算方法,系统效率计算方法,地面损失功率的计算方法,1、开展了“建立计算输入功率的理论方法”的研究,滑动损失功率的计算方法,粘滞损失功率的计算方法,应用上述理论,开发了提高系统效率优化设计软件,设计结果对比情况统计表,该成果的可操作性强，更切合生产实际。,广义IPR方法,2、完善了机采井的产量预测方法,研究的条件：静压饱和压力流压,研究成果,2、完善了机采井的产量预测方法,广义IPR方法产生误差的原因分析：所用产量预测公式，其适用范围被拓宽。a将只适用于完善井的公式直接的应用到了不完善的井中。b将只适用于线性渗滤的公式应用到了非线性渗滤的井中。c将只适用于溶解气驱方式下，且采出程度
4、14%时的c=0.8直接应用到了产量预测方程中。,油井的完善性和非线性渗滤的整体校正:,在兼顾到油井完善性的基础之上引入了一个整体校正系数,2、完善了机采井的产量预测方法,式中：理想完善井的流压。,值的校正：,通过对312口测试资料较全井进行的计算结果显示值的变化范围见下表,值的变化范围取在（0.61.15）内,2、完善了机采井的产量预测方法,C值的校正：,需要说明的是在确定c 值时，一定要先给出值的变化范围，其目的是避免c可能会出现的负值或大与1的值。（因为在理论上可以证明c1是错误的）。,对近年的101口换泵井进行了计算现将c值的结果进行分类,c值的变化范围在（0.8C0.95）内,结论:
5、我厂推荐使用=0.8；c=0.9,2、完善了机采井的产量预测方法,广义IPR方法预测情况统计表,广义IPR方法与研究成果的比较:,研究成果预测结果:,研究成果预测情况统计表,3、建立利用抽油机净扭矩曲线分析电机工况的理论方法,电机的功率曲线与抽油机净扭矩曲线的变化趋势是吻合的。,常规游梁式抽油机净扭矩曲线与电机功率曲线的比较,成果:a总结出了应用抽油机净扭矩曲线来判断电动机工况的方法;b对常规游梁式抽油机电机做负功的现象做出了合理的解释。,实测净扭矩曲线：是针对具体抽油机结构应用实测功图来计算并绘制的净扭矩曲线。应用实际与理论净扭矩曲线的对比可分析电机工况：a油井结蜡导致电机负荷增大，上、下行
6、时实际扭矩增加；b抽油机平衡发生变化电机做负功值增加，净扭矩负值增加。c抽油机工况变差电机做负荷减小，上行时实际扭矩减小，下行时实际扭矩增加。,3、建立利用抽油机净扭矩曲线分析电机工况的理论方法,对有游梁抽油机电机做负功的合理解释：,对于非节能抽油机而言，其本身的结构设计就允许其做负功，这是一种正常现象；对于节能抽油机而言则是因为其失去平衡而出现了做负功，这是一种不正常现象。,3、建立利用抽油机净扭矩曲线分析电机工况的理论方法,节能抽油机：对于有游梁的抽油机而言，指在平衡状态下，只要是满足其净扭矩曲线波动范围小（与常规机比较）、且趋于平稳，无负净扭矩值出现的抽油机，我们将其称为节能抽油机。,4
7、、研发了强制开启、关闭的速开凡尔,在借鉴国内外增效阀尔和可捞式固定阀尔可提高泵效的基础上，我们开发研制了强制开启、关闭定向运动的速开凡尔。,设计原理：增大阀尔球的局部阻力以达到增加球上纵向作用力的目的，设计依据为，在此增加了定向运动的扶正导向机构。,实现过程：如图所示，通过改变阀尔球的结构设计达到了增加局部阻力的目的，借助于扶正爪实现了定向运动。,技术指标及要求：保证其过流面积较常规大流道泵增加10%。借助于力学理论设计达到强制迅速开启、关闭定向运动的目的提高泵效8-10个百分点。,四、现场试验情况,1、应用江苏瑞达软件优化设计30口井（水驱25口，聚驱5口）,30口井的平均系统效率为37.9
8、0%，较优化前的22.29%提高了15.61%；吨液耗电降低1.906KW.h。,聚驱试验井设计结果,1、应用江苏瑞达软件优化设计30口井（水驱25口，聚驱5口）,水驱优化设计结果,在设计结果中体现出了“泵径调整、参数调整、泵挂深度调整、电机调整”等特性。,聚驱试验井效果统计表,由于聚驱井的产量一般情况下都较高，选用的泵径较大，故此在优化设计时调整的余地相对较小，存在一定的难度。,1、应用江苏瑞达软件优化设计30口井（水驱25口，聚驱5口）,水驱试验井效果统计表,江苏瑞达优化设计软件对于提液井由于预测产量的误差所制，其优化设计的效果相对较差。,1、应用江苏瑞达软件优化设计30口井（水驱25口，
9、聚驱5口）,2、应用华北软件优化设计30口井,华北软件的特点是可以实施分步优化，我们应用该软件对8口井实施了地面优化，对22口井实施了井下效率的优化。,井下化设计结果,地面效率优化设计结果统计,2、应用华北软件优化设计30口井,地面优化效果统计表,2、应用华北软件优化设计30口井,2、应用华北软件优化设计30口井,井下优化效果统计表,统计30口试验井的平均单井系统效率提高11.47%，吨液耗电降低1.01kW.h，进行地面效率的优化对系统效率的贡献值相对较小。,3、在部分井上开展了低磨阻泵及速开阀尔试验,“多环形槽低磨阻泵”试验应用10台,应用低磨阻泵10台，其中：聚驱9口井、水驱1口井。统计
10、工况正常的8口井（扣除液面在井口2口井）最大载荷减小9.06 kN，最小载荷增加0.39 kN，泵效由47.49%提高到52.09%，提高4.6个百分点.系统效率由39.40%提高到44.53%，提高5.13个百分点，吨液耗电降低0.625kW.h。,“多环形槽低磨阻泵”试验应用10台,低磨阻泵试验效果统计表,“多环形槽低磨阻泵”试验应用10台,低磨阻泵试验效果统计表,试验应用速开阀尔10口井,项目中共应用速开阀尔12个,其中：防气阀5个，强开动阀5个，强开定阀2个，下入10口井中。,试验效果统计表,泵效由39.37%提高到53.1%，提高13.73个百分点。,试验应用速开阀尔10口井,试验效
11、果统计表,系统效率由21.85%提高到37.49%，提高15.64个百分点。吨液耗电降低1.387kW.h。,五、经济效益分析,在此以“措施后的日产液降低的吨液耗电量”来计算节电量，因优化设计是随检泵施工的故不计作业施工费用，仅计算耗材的差价。,1、试验井的节电效益江苏瑞达软件优化的30口井 平均单井年节电：3.66104kW.h华北软件优化的30口井 平均单井年节电：2.38104kW.h低磨阻泵10口井 平均单井年节电：3.14104kW.h速开阀尔10口井 平均单井年节电：2.22104kW.h 试验80口井的平均单井年节电：2.83104kW.h,五、经济效益分析,2、成本投入,成本投
12、入情况统计表 单位:万元,3、经济效益,在此有效期按1年来计算,六、结论与认识,从该项目的研究与试验情况上看，对提高抽油机系统效率有了进一步认识：1、开展了简单、实用“建立计算输入功率的理论体系”的研究成果能够满足我厂抽油机井提高系统效率优化设计的需要。2、完善的机采井产量预测方法对提高泵况管理和系统效率具有重要意义。3、建立的分析电机工况的理论方法，为指导机采井提高地面提供了理论依据。,4、研制开发的强制开启、关闭速开凡尔其结构简单、使用效果明显，建议加大推广应用力度。5、多环槽低摩阻泵在聚驱井上是适用的，可以作为大间隙泵的替代产品，建议逐步加大应用力度。,六、结论与认识,谢谢！请各位专家提出宝贵意见！,
