常规游梁式抽油机的节能改造技术

常规游梁抽油机是机械采油设备中最早的机种,为了降低电动机的电能损耗,本文研究了常规游梁式抽油机的平衡性原理,在机器原来的基础上进行节能改造。
1 耗能分析
冷轧酸洗
1.1 提升液柱耗能
根据能量守恒原理,在自然界的各种变化中能量既不会无故产生也不会自行消失,只能从一种形式转化成另外一种形式,而转化时总能量是守恒的。所以提升液柱高度总能量就会增加,这时一定会消耗能量来维持能量守恒。
1.2 摩擦损耗
摩擦损耗包括在井下配件之间摩擦的损耗和地面机械运行时不可避免的摩擦损耗,井下的摩擦消耗相对于总的摩擦消耗几乎可以忽略不计。地面机械运动产生的摩擦损耗与机械本身的性能、使用润滑剂情况、抽油机的平衡都有关系。
1.3 能量倒流
有两种抽油机因为自身负载产生的能量倒流:一种是在抽油机下冲程使能量从光杆向曲柄轴处倒流;一种是当曲柄轴出现负扭矩时,在曲柄轴和电机轴之间存在能量倒流。相对于平衡率高的抽油机,即使存在负扭矩,但其包涵的面积占整个扭矩曲线包围面积的比例小,对传动效率的影响偏小。
1.4 电动机的耗能
电动机包含的消耗有铁损、铜损、机械本身的损耗和各种杂损。其中铜损和杂损与发电机功率的平方成正比例,称之为可以变化的损耗,与抽油机的平衡关系密切。本文的平衡节能原理就是从多个角度控制抽油机的平衡,减少抽油机的摆动,从而减少电动机的耗能。
2 游梁式抽油机的节能原理
2.1 从电动机节能
因为电机绕组所需的无功激磁电流(无功功率)是恒定不变的,有功功率是随着负载的变化而变化,功率因数也随着负载的变化而变化,所以提高发电机的负载和功率因数,就能增加有功功率,节约抽油机的使用能量。这是从发动机运转的原理出发到的节能原理,但是增加负载还是得操作抽油机,通过抽油机的变化改变负载,增加发电机的有功功率。2.2 从抽油机本身节能
光杆在上冲程时所承受的峰值荷载就是最大光杆荷载,光杆在下冲程时所承受荷载就是最小光杆荷载,
光杆荷载的大小决定了抽油机本身的运动性能效果,所以可以通过改变抽油机的结构,减小摩擦力,使光杆在上冲程时所受的最大光杆荷载减小,从而达到节约能量的目的。
2.3 平衡性
在游梁尾部装设一些平衡木来维持平衡,这种用于轻型抽油机。将平衡物体装置在曲柄处,不会让抽油机摆动,调整也十分方便,用于重型抽油机。将一台抽油机上同时使用游梁平衡和曲柄平衡,这样伸缩性更加完美,可以进行大小范围的调整。还有一种平衡方式叫做双头驴平衡,就是有效的把游梁、曲柄、摆锤、连杆等多种平衡方式运用到一起,这种平衡方式对于装置要求很高,加工比较复杂,这种类似于天平式的改造方案能实现电动机的最低耗能。
3 游梁式抽油机的改造方案
3.1 复合平衡方案
电热画
游梁式抽油机的主要方式就是游梁平衡和曲柄平衡,复合平衡就是在两种平衡方式都不能达到平衡要求时,巧妙地将两种平衡方式融合在一起,在游梁尾部和曲柄上都加有平衡物,通过游梁平衡有效地平衡负载的峰值,再通过曲柄的平衡降低减速器的工作扭矩,这样抽油机实际所需要的功率减小。平衡装置采用的是“回”型结构,该平衡装置主要由平衡块、支撑板、三角筋和螺栓组成。“回”型结构的内
扣严格按照间隙配合,该结构平衡块安装在游梁末端,将多块放在一起并且用螺栓连接。在曲柄处放上平衡块,用支撑板支撑,并且使用三角筋和螺栓固定。由于曲柄处和游梁末端的改造减少了抽油机的摆动,有效地控制抽油机的平衡,减少了电动机的耗能。
3.2 游梁平衡改造
游梁平衡改造就是在游梁尾部固定一个可以移动的平衡装置,将曲柄处的平衡杆去掉,并且把曲柄削短,当变矩器变为偶合器时,涡轮开始转动时,转动涡轮使得从涡轮流入导轮的油液方向有变化的原理,有效地减小副扭矩,减小了抽油机的负载,电动机的工作效率提高。
常规游梁式抽油机的节能改造技术
李蒙1 向超2
1.玉门油田分公司钻采院 甘肃 酒泉 735000
2.玉门油田分公司机械厂 甘肃 酒泉 735000
摘要:本文对常规游梁式抽油机的节能改造技术进行研究,针对常规游梁式抽油机的耗能进行分析,从而到游梁式抽油机的平衡原理,实现对抽油机的节能改造。
关键词:游梁式 抽油机 节能改造
Energy Saving Technology of Conventional Beam Pumping Unit
Li Meng1,Xiang Chao2
1. Yumen Oilfield Branch Mining Academy,Jiuquan 735000
Abstract:In this paper,conventional beam pumping unit energy saving technology research粉底的原料
Keywords:swimming beam type;The pumping unit;Energy saving reconstruction
(下转第132页)
固体水大针阀提高气量,或转低压,增大生产压差,提高带液能力,恢复生产。
例如:××井2005年8月气量只有8万m3/d,通井显示在2850m遇阻。分析认为此井受结盐影响不是很严重,可以通过清水冲刷洗盐解除堵塞。通过多次从套管打水洗盐,使气量恢复到11.5万m3/d,通井通至3020m,气量上升,遇阻位置下降。
该方法的优点:可在气井结盐前,结盐中进行,可预防结盐,气井结盐早、中期边生产边解决问题,保证气井连续生产。
积分声级计该方法的缺点:产能低,带液能力差。
(2)“控气量清水溶盐法”:该方法是结盐井打水后,通过控制气井产量,让水在井筒内停留1~3h,既达到了溶解,又达到了气流反复搅动液体溶盐的效果,适用于气量高、套管堵塞的井。
该方法的优点:此方法溶盐的效果优于“清水冲刷洗盐法”。该方法的缺点:此方法需控制气井产量。
(3)“清水溶盐+气举法”:该方法是结盐井打水后,通过关井,让井筒盐与所打的水充分溶解,从套管注入高压气,将井筒积液举出,气井恢复生产。该方法适用于产能低的结盐井,低产井打水后依靠自身能量不能带液,通过气举排出进入井筒的水。
(4)“清水溶盐+回注法”该方法是结盐井打水后,通过关井,让井筒盐与所打的水充分溶解,再用高压气回注,一方面通过高压气推动水柱下移冲刷盐面,另一方面把水推入地层远处,防止了井筒积液,便于迅速复产。该方法适用于套管大量结盐、产水量小的井。气井有一定的产能,气井气层孔隙度大,渗透性好的气井。
例如:××2005年11月9日发生盐堵,气量由4.5万m3/ d降为0.9万m3/d。井筒打水4m3,用11MPa高压
气压液面6小时候,开井一举成功,恢复日产4万m3的产能。
该方法的优点:此方法溶盐的效果明显,气井复产速度快。该方法的缺点:此方法需高压气源,地质条件要求严格。
(5)“生产制度调节法”:该方法主要适用于气井气量在2~4万m3/d,水量在0.5~1.0m3/d,氯根含量低于12万mg/L的气井。气井生产一段时间后,可将气量控制在最小带液流量下,改变井筒内流体流态,人为地造成井筒积液,利用气井本身所携带的水溶解气井自已前一阶段生产中井筒结盐。提高气井的流量,将盐溶液带出井筒。
(6)其它技术措施:可在清水中加入抑盐剂、除垢剂,促使盐与油套管壁脱离,带出井筒,清水溶盐后,可向井内注入一定量的发泡剂,井筒内的液体密度降低,提高气井的带液能力,气井可较快恢复正常生产。
通过这些方法的实施,使得原来一些因盐堵停产或减产的井恢复了正常生产,井筒内结盐位置下降或洗通,把气井结盐的影响降到了最低。通过对结盐井的监测、治理,结盐气井的开采可由被动解堵变为提前预防,能够避免高产井出现盐堵影响产量的“事故”。
3.3 双驴头改造
双驴头多重改造平衡游梁式抽油机就是在游梁的最后端增加了一个平衡驴头,平衡驴头上悬挂重物。游梁的臂长长度相等,游梁结构相对独立稳定。平衡驴头处添加的重物重心向下移动,自然形成一个摆锤,在实际设计时将平衡驴头形摆锤的摆动原理运用到平衡设计中去,利用驴头摆动的惯性对抽油机进行平衡;利用配重箱的工作原理是抽油机的静力矩平衡,配重箱里的配重块可以随时调整;在曲柄上安装配重块,在连杆位置加入等中的配重块,使连杆销与横梁之上的连杆销只有单边的接触,减少了连杆销之间的相互作用,避免了连杆销的损坏。双头驴改造把所有的平衡原理结合起来,使抽油机在运转中到达最优平衡效果,彻底减轻了抽油机的负载,有效地提高了电动机的工作效率。
4 结束语
对游梁尾部和曲柄处的悬挂操作,还有配合连杆和摆锤的辅助,使抽油器达到平衡,调整位置角度也十分方便,利用平衡性的节能原理,改造游梁式抽油机,双驴头改造使抽油机和零部件达到稳定的平衡,有效地节约了电动机的耗能。
(上接第86页)(上接第138页)
火筒式加热炉6 结束语
1)在测井解释之前,需要先对基础数据进行必要的整理,尤其是测井曲线的标准化。
2)储层四性关系及储层参数的研究需要建立在关键井岩心分析的基础上,因而关键井与标准层的选择尤为重要。
3)完成四性关系研究后,建立岩性、物性及含油性模型。并对所建立的模型进行检验,获得适合目标区块的解释模型,以获得有效的油水层识别标准。
4)可以选择利用合适的数理统计方法,如多元线性回归、因子分析、对应分析等方法提高测井综合解释的准确性。
参考文献
[1]岳绍飞,刘杰,马丽娜,等. 福山凹陷流沙港组三段储层四性关系及有效厚度下限标准[J]. 油气地质与采收率,2013,20(4):42-45.

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