油田抽油机
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油田抽油机范文第1篇
我国地域辽阔，天然能源分布广泛，储量也较为丰富，但是相对于庞大的人口基数，我国的总体能源储备还处于较低的水平。提升能源开采率、降低能耗能够最大程度上促进能源效益形成，为我国的发展提供良好的发展动力。截止到目前，我国大部分油田已丧失了自喷能力，抽油机工作方式占到了油田开采模式的85%以上。抽油机机井在工作状态下能够产生大量的能耗，如果系统效率得不到有效的提升，将会大大增加开采成本，甚至造成“以能源换能源”的局面。因此，加强对抽油机工作节能技术的研究和应用具有非常重要的现实意义和经济价值。
1.造成抽油机能源浪费的原因探析
1.1.抽油机工作效率低
油层开采的初始阶段为自喷状态，这是对于设备的能耗利用率没有很大的要求，但是随着开发向后期阶段迈进，油层能量不能够支持自喷现象发生，为了维持对剩余能源的开采必须借助人为方式对油层施加作用，促使原油上升到井口。抽油机作业就是一种利用机械能量进行油田开采的工作方式，并且随着我国原油开采的持续进行，抽油井作业已经占据了油井工作面的85%，因此如果抽油机工作效率低下自然会造成大量的能源浪费。对油井工作面进行调查显示抽油机电能耗损占到了整体工作面的25%，而在工作中由于各种原因，将近70%的电能被浪费掉。造成这种现象的主要原因是抽油机的设计规格和实际工作需要存在较大的不匹配性，因此在实际的抽油工作中很难出现抽油机达到PH点的负载状况。抽油机的实际负载通常维持在25%左右，最高不超过50%，导致工作效率极为低下，电能耗费严重。
1.2.空抽运转
空抽运转是指抽油机在空负载或者接近空负载情况下仍维持运行，造成这种现象的原因有两种，一是由于抽油机在设计制造时会按照油井最大抽取量进行选择，并且为了防止意外情况还会预留下设计余量；第二是抽油机在工作过程中随着工作深度的不断增加，地下油量会越来越少，最后出现空抽现象。
1.3.抽油机设备陈旧
设备陈旧是导致抽油机工作效率低的重要因素，此外设备老化现象还会对企业生产的经济效益产生较大的影响。对于中型油田企业来说，由于设备陈旧老化造成的折旧可能达到上亿元，依靠引进抽油机很难对油田工作面整体运行情况进行全面的改善，并且新增抽油机还要依靠大量的资金进行长期的规划，这给企业运行造成了设备和资金上的负担。引起抽油机陈旧的原因很多，其中与地质层的摩擦、机器之间的磨损以及原油的侵蚀是造成设备陈旧的主要因素，也是很难控制的因素。此外由于操作不当或者维护力度不够也能够对设备的使用寿命和工作效率产生影响，抽油机工作环境较为复杂，并且多维露天作业，因此工况情况十分恶劣，为抽油机的维护保养造成了阻碍，但是这种影响因素能够通过管理水平的提升得到有效的改善。
2.油田抽油机节能实现途径
2.1.提升设备运行效率
在运用机械能量辅助油层上升的工作面中，采油设备主要包括电动机、抽油机、井口装置、抽油杆等，抽油机作为其中的核心设备通常由四部分构成，即减速器、游梁、传动装置、减速器、四连杆机构，而其中最易发生能耗的事四连杆机构。减少抽油工作电能浪费药从提升设备运行效率入手，首先要加强对抽油机和电动机的技术改进或者引进节能效果良好的设备，例如目前已经在很多油井投入工作的异响曲柄平衡抽油机和高滑差电机等；对加强有杆抽油系统的结构优化，特别要主义根据实际生产状况选择对应参数的设备，对于已经投入运行的抽油系统设备要合理设置汲油参数，提升设备的利用率。
2.2.电动机节能方式
总体来讲实现电动机节能的方式较为多样，可以通过改变电动机机械特性特别是电源频率来加强设计负载和实际负载的糅合度，也可以通过在设计阶段改变电动机机械特性来达到与抽油机的紧密配合，再有就是提升电动机的功率因数或者负荷率，从而实现节能效果。在具体实施环节可以通过以下途径进行：第一是采用节能电机，目前应用较为广泛的节能电机有永磁同步机、双定子电机、超高转差率多速电机以及电磁调速电机等；第二是增添蓄能器装置，蓄能器能够最大程度上增强抽油机的惯量，从而将其能量均衡作用充分发挥出来，对于降低电动机波动量有重要意义；第三是增加调压节能装置，这种装置的原理是根据设备实际运行情况实时调节输入电压，并且通过降低输入电压，避免了电动机不必要的电能浪费，达到节能目的。
2.3.优化抽油机结构
可以通过两种方式对抽油机结构进行优化设计，从而在根本上解决其耗能问题。这两种方式分别为间抽控制器设计和变频器调速节能设计。间抽控制器主要包含定时钟、流量传感器、人工控制装置、电流传感器以及抽油杆载荷传感器等形式。但是综合实践经验可以发现电流传感器在检测电流方面具有绝对的优势，同时其设计和控制成本较低，易于实施；变频器调速节能设计主要是为了将油井渗透能力与抽油机中的油泵排量相搭配，，并且将抽油机电动机转速进行重新设置达到节能目的。
结论
能源开采效率是衡量国家综合竞争力的重要标志，我国的油田分布广泛，开采条件复杂，加上技术、设备以及管理方式等方面的影响，抽油机作业效率仍有很大的提升空间。随着我国经济发展的快速推进，能源问题将逐渐成为制约发展的重要因素，因此必须加强技术改进，全面提升管理水平和能源利用率，促进能源行业为社会建设做出卓越的贡献。
参考文献：
[1]赵晓春，李晓峰.油田抽油机节能改造中节能电控装置的应用分析[J].中国化工贸易，2013（08）
[2]张选正.国内外油田抽油机各种节能方案的分析[J].电机与控制应用，2012（04）
油田抽油机范文第2篇
1.智能柔性变频优化运行技术
1.1技术特点柔性优化运行控制技术是以主动变速的途径来获得系统的柔性优化运行效果，其技术特点主要包括:（1）通过控制电机驱动力大小和变化率，充分利用机械系统的动能储能作用，使电机与齿轮箱实现无负荷突变、无冲击打齿、无反向拖动，使驱动力变化连续平滑，扭矩峰值大幅度降低，并可以有效地降低地面旋转系统的驱动力分布规律（降低峰值、提高谷值，使驱动系统的能量输出趋于均衡化）。（2）可根据油井的供液状况进行柔性运行机制的自适应，实现采供平衡，既可提高产量，又可避免出现液击工况。（3）通过负荷功率再分布技术可提升原本超低负荷率时段的负荷、降低原本过负荷时段的负荷，使电机在全周期内都保持在一定的负荷率范围之内。既可以使电机有更加良好的效率表现，还起到了消除能量反馈的作用，又同时保证了齿轮箱、皮带等设备的安全运行。（4）额定功率随动驱动技术可实现按驱动输出的需求供给电机能量，基本抑制了无效能量消耗，使得驱动系统装置在非常宽泛的电机负荷率范围内，都能处于较佳的效率状态，客观上基本等同于电机的额定功率跟随实际负荷浮动。驱动系统的效率在功率利用率大于20%以上的范围内，效率不小于90%。（5）优化变轨控制可获得所需要的悬点运行规律，从而对杆柱和液柱的惯性作用、气体影响、下行程的动态偏磨及泵漏失率进行有效抑制。
1.2智能柔性变频优化系统的组成及基本功能该技术体系由三部份组成:控制柜部份、传感器部份、中央控制部份。（1）控制柜部分控制柜部分由两个系统组成:①工频运行系统:由空气开关、接触器、多功能保护器组成。主要功能是实现系统的常规工频运行，起到替补作用。②柔性运行驱动系统:主要由接触器、柔性模糊过程驱动器组成。主要功能是实现简单柔性运行，执行中央控制部份下达的优化运行指令，实现电机在曲柄不同转角处的速度与功率调整、光杆不同位置速度与加速度调整。（2）传感器部分主要安装有电机轴角位移传感器和曲柄角位置传感器。电机轴角位移传感器主要监测角位移、角速度及角加速度;曲柄角位置传感器主要监测曲柄位置。（3）中央控制部分①硬件系统是指主控微机系统②软件系统是由整体优化运行控制软件（搭载主控微机系统）和运行过程执行软件（搭载驱动器）两部份组成。实现传感器信号采集、系统力学状态分析，生成电机在曲柄不同转角处的速度与功率调整、光杆不同位置时电机速度与加速度调整之间的优化运算及运行指令生成、下达。
2.智能柔性变频优化技术试验效果分析
北京雅丹石油技术开发有限公司采用智能柔性变频优化技术在三塘湖油田试验了30多口井，取得了良好的效果。
2.1节能效果显著30多口井应用该技术后，冲次平均下降1.01min-1，产液量稳定，沉没度上升110.26m，有功功率下降2.77kW(有功节电26.91%)，折算当量功率下降3.28kW（综合节电率28.82%），吨液百米耗电下降0.13kWh（下降幅度14.58%），系统效率上升8.58个百分点。
2.2启动功率、电流下降明显为进一步对比该技术柔性变频启动的能力，对其中6口井的启动电流、启动功率进行了对比测试，现场测试结果表明，启动功率和启动电流均明显下降。从测试数据的对比可以看出，6口井启动功率的峰值比为9.6:1;启动电流的峰值比为7.8:1。产生这一现象的原因是对于抽油机而言，其启动过程需要的是较大的启动扭矩，由于柔性启动过程使用变频装置，启动转数由0开始逐渐升高，直至运行至该装置所要达到的频率。因而，在该装置启动过程中，达到相同的扭矩时所需的功率较小，起动电流也较低，也就是说，柔性起动是以电机低转速转动获得大扭矩;而对于工频状态下的启动，转速瞬间内就达到电机的额定转数，因而只能以大功率获得大扭矩。以井1为例，启动功率、启动电流对比曲线如图2和图3所示。
2.3运行功率、电流下降明显通过对试验前后的抽油机井的运行功率曲线和运行电流曲线进行测试对比表明:抽油机井的运行功率和运行电流下降明显。以井1为例，如图4和图5所示。井1运行功率的峰值比分别为2.26:1，运行电流的峰值比分别为2.95:1。从图中可以看出，电机在重载情况下以较低的转速运行，在轻载情况下以较高的转速运行，从而起到了削峰填谷的作用，使电机在较高的效率下工作。
2.4峰值扭矩和峰值载荷明显降低如图6和图7所示为使用柔性变频运行技术前后的扭矩曲线变化情况，井1和井3的最大静扭矩分别从30.5kN•m下降到21.8kN•m和从26.2kN•m下降到17.4kN•m，抽油机的运动动力学性能得到明显改善，且峰值扭矩和峰值载荷均下降明显，为抽油机降低型号奠定了较好基础。3.5泵效明显提高如图8所示，从井1试验前后示功图的对比可以明显地看出，使用智能柔性变频优化技术后，示功图尽管表现出供液不足，但刀把明显缩短，抽油泵的充满程度明显提高。
3.结论
油田抽油机范文第3篇
关键词:数控智能抽油机；节能降耗；增效显著
Abstract: LaoShan oil field is located in the south central ordos basin production, the mining area for low holes, low pressure, the special low permeability reservoirs, main reservoir, which extend the leader for 4 + 5, long and six oil [1]. Introduced in 2009 in the numerical control intelligent beam pumping unit, through application effect significantly after, with saving energy and reducing consumption, and the wax, extend the electromagnetic smoke tubing service life, such as effectiveness, the 2010 application.
Keywords: CNC intelligent beam pumping unit; Saving energy and reducing consumption; Efficiency significantly
中图分类号：TE933 文献标识码：A文章编号：
0引言 抽油机是油田应用最为广泛的机械设备，劳山油田应用的抽油机基本都是游梁式抽油机，游梁式抽油机与数控智能抽油机相比有耗电量大、占用空间大、维修繁琐等很多弊端。90年代初期国内开始研制数控抽油机，在技术不断改进的情况下，数控抽油机先后在华北、大庆、胜利等油田应用，现场使用后表明，数控智能抽油机与游梁式抽油机相比具有增产、节能、无级调速，最终提高抽油系统工作效率的功效［2］。在科技日新月异的今天，节能降耗已成为油田开发的重中之重。所以本文以数控智能抽油机在劳山油田的运用情况为例展开论述。
1.劳山油田区域概况
劳山油田位于鄂尔多斯盆地中部的南区采油厂，行政区域隶属于陕西省延安市宝塔区柳林乡，区域构造位于鄂尔多斯盆地东部斜坡带，为一平缓的西倾单斜，每公里坡降7-10米［1］。
2.油藏地质特征
劳山油田的主力开采层位为三叠系延长组长4+5、长6油层。储层沉积相以三角洲平原分流河道、前缘水下分流河道沉积为主，三角洲前缘河口砂坝不发育。受沉积相带分布和成岩作用影响，储层平面非均质性较强。岩性以灰色、深灰色细粒长石砂岩为主。储层孔隙度平均10.1%，渗透率平均2.69×10-3μm2，属低孔、低压、特低渗储层。原油性质具有低密度（0.836t/m3）、低粘度（50℃条件下3.66mPa.s）、低凝固点（13℃）的特点。
3、工作原理
数控智能抽油机又称无杆潜油电泵，是由变频调速器、可编程控制器、位置传感器、同步电动机、机架等组成［2］。它主要是利用旋转电机的工作原理，将交流电经变频后用电缆输送给井下直线电动机，使其动子在电磁感应作用下进行往复运动。利用直线电机往复运动于柱塞抽油泵，泵柱塞上下运动方向一致的特点，将无杆往复式潜油电泵，通过油井，油管相互联接，潜入到油井套管内油层底部，以直线电机做动力源，通过直线电机上下往复运动，推动泵柱塞上下往复运动，将油液举升到地面管道中［3］。该产品取消了地面电机驱动装置、地面机械设备及地下机械传动部分。属于一种在载荷传递过程中，大大降低功率消耗的新式抽油泵。
4、现场应用情况
4.1、2009年7月27日在劳山油田的万16-9井上安装了数控智能采油机设备。安装前月产量变化较大，安装后月产量较平均，且产液产油量均有不同程度的增加，月产油量最高增幅23.1吨。具体数据见表1和图1：
表1万16-9井安装前后产量对比表
图1 万16-9井安装前后产量对比曲线
4.2、2009年7月19日在万106井上安装了数控智能采油机设备。安装前后产液量和产油量也有明显的变化，安装后月产液量和月产油量较安装前均增加15吨左右。
表2万106井安装前后产量对比表
图2 万106井安装前后产量对比曲线
4.3万16-9和万106两口井安装数控智能抽油机后，对这两口井安装前后三个月的产量进行统计分析，从统计结果看，安装后油井运行平均，产量较稳定，产液量和产油量均有增加（见表3）。
表3数控智能抽油机安装前后产量对比表
4.4 根据现场作业情况看，游梁式抽油机每口井的安装费用为187240元，数控智能抽油机每口井的安装费用为268000元，数控智能抽油机的安装成本比游梁式抽油机高出80760元。游梁式抽油机井每年的检修费用为70820元，数控智能抽油机每年的检修费用为18797元，数控智能抽油机的年检修费用比游梁式抽油机低73.4％，并且节电率在50%左右。
4.5劳山油田根据万16-9和万106两口井安装数控智能抽油机后设备良好的运行情况，在2010年5月中旬又在3026井组9口井上分别安装了该设备。目前运行平稳，增产显著，取得了良好的效果。
5、结论
5.1数控智能抽油机运行平稳、故障少，操作简单易懂，增效、节能效果非常明显，相比原有设备，节电率在50%以上。
5.2数控智能抽油机采用高强磁铁元件，通过送电产生交变磁场，能起到较好的电磁防蜡作用，提高了采收率。
5.3减免了盘根、皮带的更换，减少了抽油杆断脱的更换次数，降低了采油工工作强度，减少了停机时间，提高了采油月。
5.4消除了丛式井抽油杆断脱和偏磨油管现象，延长了抽油管和抽油杆的使用寿命。
参考文献
［1］劳山油田注水开发方案――延长油田股份有限公司南区采油厂2010
［2］抽油机变频控制技术――佚名2009
［3］数控智能抽油机的安装应用――北京益铭信石油科技有限公司2009
作者简介
油田抽油机范文第4篇
Abstract： In recent years， the sucker rod parting accidents of pumping well have been the main factor of the inspection operation in Tahe Oilfield， which has affected the normal production seriously and caused enormous economic loss to the oil fields. Analysis that， pump setting depth caused by fatigue damage and corrosion is the main reason of the sucker rod parting， moreover the imperfect management and the mechanical damage is one of the reasons. In view of the analysis， the article gives several countermeasures to control broken sucker rod combined with the actual experiences.
关键词： 塔河油田；抽油杆；抽油杆断脱；对策
Key words： Tahe oilfield；sucker rod；sucker rod parting；countermeasure
中图分类号：TE358.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）16-0321-02
1 油田现状
塔河油田目前机采井占油井总数75%，其中抽油机井占机采井数84%，平均泵挂深度2400m左右，平均沉没度1200m左右，平均含水64.0%。抽油杆以H级抽油杆为主，一般采用三级杆柱组合，部分井配套采用了玻璃钢杆以及加重杆等四级杆柱组合。自2010-2012年6月，因抽油杆断脱原因检泵作业113井次，占抽油机井检泵总数近20%，主要表现为：抽油杆本体断裂、抽油杆接箍处断裂、脱扣等3种情况，其中抽油杆本体断裂69井次，占断脱井总数的61%；接箍处断裂10井次，占断脱井总数的9%，脱扣34井次，占断脱井总数的30%。频繁检泵严重影响生产，并造成较大经济损失，直接经济损失近2000万元。
2 抽油杆断脱原因分析
2.1 抽油杆断脱位置分析 塔河油田主要采用三级杆柱组合，以采油三厂为例，杆柱断脱深度在0-1000m范围内21井次，占54%，断点主要集中抽油杆柱的中上部。
进一步分析（如图1），1"杆和7/8"断点主要分布在距该级杆顶端200m内。主要是由于越靠近每级杆顶端，杆柱承受载荷应力越大。3/4"杆断点集中两个区间：一是距该级杆顶端200m以内；另一区间是距离该级杆顶端300m以上或泵挂附近，主要是由于下部抽油杆下行程为压力，上行程为拉力，在交变力作用下更易疲劳断裂。
统计采油三厂抽油杆断点位置与公扣距离关系分析（如图2），杆断的位置主要集中在靠近公扣的应力集中区域。而抽油杆镦粗凸缘附近杆柱断裂6井次，占杆柱断裂比例15.4%，分析认为抽油杆在上扣、卸扣过程中在抽油杆镦粗凸缘附近形成一定机械损伤或应力集中是杆断原因之一。
2.2 泵挂深度影响分析 塔河油田泵挂深度深、杆柱负荷大、受力复杂，是杆断主要原因。统计不同泵深与断脱次数关系（如图3）。可知泵深≥2000m的油井杆断脱次数最多，占杆断井比例为95.6%。
统计采油三厂2800m泵挂不同沉没度杆断分布（如图4），杆断井主要集中在沉没度500m以内和大于1000m。在相同泵挂条件下，沉没度越小，悬点载荷越大，杆柱越易断裂；而当沉没度过大时，下行程因柱塞受浮力影响，杆柱受压拉交变应力影响也易断裂。
2.3 交变载荷影响分析 抽油杆受到的大小、方向随时间呈周期性变化的载荷称为交变载荷[1]。在交变载荷的作用下，虽然应力水平低于材料的屈服极限，在运行一定时间后也会突然发生脆性断裂，这种现象叫做金属材料的疲劳破坏。统计分析采油三厂39口杆断井，其中交变载荷差值大于40kN的油井共计31井次，占杆断井总数的79.5%，说明交变载荷越大杆断风险越高。
2.4 抽油杆使用年限分析 采油三厂目前暂未进行抽油杆分级管理，无法进行使用年限统计。但抽油杆断脱的39井次中，旧抽油杆断脱达30井次，占76.9%，说明旧抽油杆断脱风险大大高于新抽油杆。
2.5 腐蚀环境分析 塔河油田多为高含H2S油井，井下抽油杆腐蚀主要以H2S腐蚀为主。分析塔河油田H2S腐蚀后抽油杆断口特征可以看出，H2S引起的杆柱腐蚀主要有两种类型[2]，硫化物应力腐蚀和氢脆。以采油三厂为例，断裂井中H2S含量高于1000mg/m3的井占71.8%，平均为32660mg/m3，高含H2S井发生断裂的比例明显大于浓度低的井。所以，H2S腐蚀虽不是断裂的直接因素，但却是造成抽油杆断裂的促进因素。
综合分析，塔河油田抽油杆断脱原因主要有：①深抽井杆柱负荷大是杆柱断裂的主要因素，交变载荷高会大大加速杆柱断裂；②硫化氢对抽油杆的腐蚀是导致抽油杆断裂的促进因素；③旧抽油杆没有分批管理、定期检测，导致部分存在缺陷的旧抽油杆入井，是抽油杆频繁断裂的原因之一；④应操作不当，在抽油杆上扣和卸扣时形成的机械损伤或应力集中，也是造成抽油杆断裂的原因之一。
3 抽油杆断脱治理对策研究
3.1 合理选用抽油杆，提高强度等级 在无酸性的环境中，按工作应力选择抽油杆等级，对于深井要选用超高强度抽油杆（H级抽油杆）。超高强度级别抽油杆抗硫化物应力开裂性能一般，所以高含H2S油井应使用材料强度相对较低的抽油杆或专用抗腐蚀抽油杆。
如果腐蚀严重的超深井，则需要采用新型耐腐蚀抽油杆。一般采取以下三种作法：一是调整抽油杆用钢化学成分，如降低C含量和加入适当的耐蚀性元素如铝、铬等；二是热处理后保证抽油杆各部分组织均匀；三是保证抽油杆用钢的质量，防止表层脱碳、内部裂纹等缺陷。
3.2 实施防腐工艺，降低腐蚀影响 ①加注缓蚀剂。抽油杆腐蚀属于一种电化学反应[3]，一旦发生腐蚀后腐蚀速度会越来越快，抽油杆断脱概率成倍增加，而事实证明缓蚀剂能有效延缓腐蚀。因此，对工况恶劣的井应定期向井内加注缓蚀剂。②在抽油杆表面加保护层。抽油杆的表面加金属熔覆保护层，是提高抽油杆耐蚀耐磨性能的方法之一。当磨损严重时，单独使用自熔合金很难满足要求，加入一定比例碳化钨、碳化钛、碳化硅和碳化铬等碳化物的硬质相，可较大幅度的提升涂层的性能。
3.3 优化设计，调整工作制度 ①优化设计及工作参数。在合理预测地层产能的基础上，优化杆柱设计，适当降低使用系数。准确计算中和点位置，配套抽油机减载器、防脱器等工具，降低悬点载荷，改善抽油杆受力情况。同时根据油井情况合理的设置抽油机井工作参数，深抽时尽量采用小泵径、长冲程、慢冲次，降低载荷，减轻抽油杆震动和交变载荷影响，有效降低断脱率。②合理控制沉没度。沉没度过小，柱塞与液面易产生液击，最大最小载荷差增大，抽油杆螺旋扭矩大，容易造成抽油杆断脱；沉没度过大，浮力过大，也会造成下部杆承受拉压应力易断裂。因此，应合理控制油井沉没度（500-1000m），通过调整工作参数或间抽模式，保证抽油杆在合理应力范围内工作。
3.4 健全抽油杆管理制度 ①严格控制抽油杆出厂质量。为实现源头控制，必须严格进行抽油杆质检，控制抽油杆出厂质量，严禁不合格抽油杆进工区。②建立抽油杆检测及分级管理制度。引进抽油杆无损探伤技术[4]，加强对旧抽油杆和修复抽油杆的检测，保证入井抽油杆质量。同时建立抽油杆信息台账，对新旧杆分级分类储存，详细记录抽油杆使用年限、次数、井号和使用工况等，为后期合理选择抽油杆提供依据。③加强施工质量管理。在搬运和存放过程中做好防护，保证抽油杆不弯曲变形、不磕碰撞击，发生变形或损伤的抽油杆不入井。在修井过程中严格监督工程质量，保证上扣预紧力，最大限度的避免人为损伤。
4 结论及认识
①目前塔河油田抽油杆断脱的主要原因为泵挂深、载荷大、H2S腐蚀以及抽油杆施工过程中造成的机械损伤。②相对于新抽油杆，旧抽油杆断脱率大大高于新抽油杆，特别是在高含H2S井中，因此健全旧抽油杆管理制度。③根据油井状况优选抽油杆，优化杆柱组合及抽油机井工作参数，合理控制沉没度，可提高抽油杆使用寿命。④采用加注缓蚀剂及抽油杆表面镀保护层等防腐措施，能有效控制油井腐蚀造成的杆柱断脱。⑤严格控制抽油杆出厂、储存、搬运、修井等各个环节的质量，尽量消减一切人为影响因素。
参考文献：
[1]孙国锋等.抽油杆断裂原因及防治措施探讨[J].中国高新技术产业，2011，11.
[2]陈淑艳等.抽油杆的疲劳失效分析与控制[J].中国西部科技，2006（11）.
油田抽油机范文第5篇
【关键词】特低渗油藏；深抽配套工艺；应用效果
一、前言
安塞油田开发主要采用机械采油技术。截止2012年底，有杆泵采油井5335口，占总井数的99.4%。近年来随着油田的扩展，油藏类型增加，针对不同的油藏及井况特点，安塞油田有杆泵采油技术得到很大的发展，一系列的深抽配套新工艺、新技术为特地渗透油田经济有效开发提供很好的保障。
二、开发现状
随着近年产建向超低渗透等油藏扩展，油藏物性变差、油层中深逐年变深、低产低效井增多。常规的深抽工艺不能满足油田发展的需要，主要问题为：（1）低产井增加，供排不匹配；（2）随着泵挂变深，冲程损失和泵漏失量也加大；（3）由于泵挂变深，杆柱负荷增大，造成抽油杆断脱；（4）定向井增加，井斜变化大，油井偏磨严重；（5）部分油藏脱气，气体影响严重。
三、深抽配套技术优化对策
在深抽工艺技术实施过程中，针对生产中存在的突出矛盾，从抽油杆、抽油泵、抽油机及配套技术等四方面进行了深入研究和配套应用，优选出了适应不同类型油藏的举升工艺配套技术。针对井筒特点实施降杆径、降泵径、降载荷、提强度等措施，确保了深抽工艺的顺利开展。
四、应用情况及效果
1、小直径泵应用
安塞油田低产低效井1400余口，平均泵效仅18.6%。通过优化地面参数来提高泵效，已经不能目前的生产需求。考虑地面参数和泵深不变的情况下泵径越小，泵的漏失量越小、泵效越高，通过现场试验和推广Ф28mm小杆径泵。
（1）Ф28mm小杆径整筒泵的应用
Ф28mm整筒泵柱塞长度和泵筒长度与Ф32mm相同，不会影响抽油机冲程，另外Ф28mm整筒泵漏失量小于Ф32mm整筒。在低液面井使用过程中减少液击现象，增加泵的充满程度，有效提升了泵效和系统效率。近两年对低产低效区块集中区块规模性推广应用Ф28mm，目前已使用800口以上，从使用后正常生产情况来看，产量保持平稳，泵效提高了11.7%，系统效率提高了3.4%。
表1：安塞油田Ф28mm泵应用效果统计表
（2）Ф28mm小杆径杆式泵的应用
目前安塞油田使用的杆式泵为定筒式顶部固定、双卡双密封型，泵筒长度4.5m，与整筒泵相同。采用顶部固定优点在于排出的液体能够把顶部与油管间的砂子及时冲刷干净，可用于含砂井开采，泵处于自由悬垂状态，泵体可以绕顶部固定装置转动，在斜井中有较好的自动对正功能，适宜在斜井中使用泵筒具有气锚的作用，适宜在含气井中使用。
杆式泵在生产过程中表现出很好的适应性：（1）杆式泵可整体随抽油杆下入油管中，检泵时不需要起出油管，作业工作量小，修井周期短，作业费用低。（2）减少油管丝扣的磨损。（3）小直径杆式泵的光杆负荷通常比管式泵小，作用在抽油杆上的应力小，抽油机负荷较小。（4）杆式泵比管式泵更适应含气井、斜井。（5）根据不同井况，杆式泵比管式泵具有更广泛的选择性。
2、数字化抽油机应用
近年安塞油田抽油机采用长冲程、低冲次的数字化抽油机，数字化抽油机具备数据采集和远程控制、自动调参功能，同时抽油机所用电机功率较原来同型号抽油机降低一级。
（1）自动调节冲次。抽油机运行过程中，根据功图量油软件数据接口得到的泵功图或泵充满度，应用最佳冲次技术设计的判定软件计算后，发送指令给变频器，调整电动机输入频率，调整到最合理的抽油机冲次。
（2）自动调节平衡。抽油机平衡状况的好坏，直接影响到抽油机的效率、能耗和筹码，对抽油杆的工作状况也有很大的影响。数字化抽油机根据自动监测并实时显示抽油机的平衡状况，可手动或自动将抽油机调整到最佳的平衡状况，降低峰值电流，达到保护减速器和节能的目的。通过软件可设定平衡度，90～100%为最佳平衡状况，当采集的传感器数据计算之后，自动启动平衡电机进行至最佳。
对12口五型数字化抽油机进行测试，平均系统效率为31.55%，日耗电量21.8kW，平衡度达到89%，相比普通抽油机系统效率高8%，日节电11 kW。
3、H级高强度细杆径应用
安塞油田初期采用的为D级抽油杆两级组合为主，由于近年泵挂变深、杆径较粗，造成杆柱载荷较大，井下效率偏低，耗能较高，采用D级Φ22+Φ19杆柱组合油井平均系统效率低于20%，断脱率达到0.18。
H级抽油杆力学性能优于D级抽油杆，相同杆柱组合、相同参数下，最大下泵深度比D级抽油杆大800m以上。采用高强度H级抽油杆，在满足杆柱抗拉强度的条件下可使抽油杆组合优化为Φ19+Φ16两级组合或Φ16一级组合，降低杆径、减小载荷、提高系统效率。目前安塞油田采用HL级抽油杆两级组合代替D级抽油杆，基本能满足常规有杆泵生产井深抽需求，对于水平井和深井采用HY级可满足需求。近两年全面推广H级抽油杆，目前最大下泵深度达到1800m。
使用效果：推广使用H级高强度抽油杆后，HL级抽油杆占到35.6%，其中Ф16mm的抽油杆数量占到42.8%，杆柱载荷下降，平均单井最大载荷下降9KN，抽油机机型减小，负载率由58.9%上升至71.3%，上升12.4%。
针对井深、载荷大，系统效率低、抽油杆断脱严重，将D级Φ22+Φ19杆柱优化成为HY级Φ19+Φ16抽油杆。从上表可以看出优化后最大载荷由42.16 kN降低至36.89 kN，最小载荷由28.60 kN降低至25.74kN；单井能耗由80.51kW.h降低至72.79 kW.h，系统效率由19.7%提高至24.6%，取得了较好的节能效果。 另外使用HY级抽油杆的45口油井，无杆柱故障、未进行检泵使用最长的已达到652天，平均年杆柱故障率已由使用前的0.394井次/口・年下降到使用后的0.21井次/口・年。HY级高强度抽油杆降低了杆柱自身对悬点的负荷，能有效减少杆柱断脱，一定程度上达到延长油井免修期的效果。
4、防气技术的应用
安塞油田三叠系油藏地饱压差小，井底脱气严重，气体对抽油泵的影响比较严重，特别是近年长10油藏和加密区块气体影响更为严重，气体进泵后，对凡尔球表面和球座形成喷射磨损，少数投产的新井，因泵“气锁”，导致油井不出液。为有效解决气体影响，从井筒、地面工艺配套两方面攻关，试验、应用特殊防气工具。从历年使用效果来看多沉降体旋流气锚防气效果好，防气泵能有效的解决普通泵气锁问题，定压放气阀和地面抽气泵能有效的控制套压并起到集气目的。
图1：球座磨损照片
多沉降体旋流气锚由多个沉降体以及由其构成的多个油气重力分离腔、两级油气离心分离腔和集气排气系统组合而成。多沉降体总容量为抽油泵一个行程排出体积的3倍，确保吸入液体为各沉降体最底部的1/3，重力分离时间长；多沉降体流线设计，气泡上浮速度快，气液分离效果好。 对4口因气锁不出液油井，将普通气锚更换为多沉降体旋流气锚后生产正常。
防气泵应用于治理长期受气体影响的“高液面、低产井”，提高单井产能，从统计效果的16口可以看出，使用防气泵后流压下降了3.35MPa，泵效上升12.6%，日增油达到12.t，效果明显。
5、多功能防脱器应用
抽油杆在深井条件下工作时，由于井身结构、悬点载荷等因素影响，经常发生脱扣现象。安塞油井脱扣位置主要集中在下部的零点位置处，为此应用了多功能防脱器。安塞油田杆柱组合为两级组合，轴向应力零点位置计算公式采用：
轴向应力零点落在第一级杆柱时，根据力的平衡原理有：
轴向应力零点落在第二级杆柱时，根据力的平衡原理有：
通过计算出零点位置，结合井筒情况，从经济利益的角度来考虑，每口井设计三个防脱器。其合理位置是：一个应在轴向应力零点处，一个在最大螺旋弯曲变形处，具置可选择在抽油泵柱塞与第一根抽油杆的连接处，另一个在最大载荷处，即光杆与第一根抽油杆连接处。
目前在井深超过1800m以上的长10区块和南梁区块应用多功能抽油杆防断防脱器，长10产建未出现抽油杆脱口现象，吴堡出现1口抽油杆断裂，其余生产正常，使用后抽油杆脱口频率大幅度降低，延长了油井检泵周期，效果较好。，
6、杆柱防偏磨技术应用
安塞油田92%油井为斜井，井眼轨迹复杂，井斜角最大在40?左右，狗腿度可达22?/25m，生产时杆柱受力复杂，管杆偏磨现象严重，偏磨也是造成抽油杆断脱的重要因素之一。根据油井钻井井眼轨迹，利用有杆抽油系统计算机设计及诊断软件，采用 “三扶四限”进行油杆杆体铸塑扶正，结合防偏磨扶正器在接箍处的应用，同时开展新工艺新技术配套试验及推广，实现定向井全方位扶正防磨，减少偏磨断裂，取得很好的效果。
（1）防偏磨扶正器：防偏磨扶正器安装在抽油杆接箍上面，阻止抽油杆和油管直接摩擦，通过在新井投产及老井修井时优化扶正器位置，有效起到防磨的目的。设计时全角变化率≥3/25m的井段前后抽油杆上各接2个，在造斜点处接2个以上，在滑杆以上的抽油杆上依次接2个，在距井口25m和45m附近抽油杆上各接1个，同时结合修井时抽油杆状况配套扶正器。
（2）双向保护接箍：双向保护接箍耐腐蚀、耐偏磨，有效解决了防腐接箍的偏磨断裂问题，张渠区块使用双向保护节箍油井平均检泵周期延长120天。
（3）标准光杆：由于用普通抽油杆代替标准光杆和普通拉杆的材质和强度存在的问题，使得光杆和拉杆断裂事故时常发生，为此，2000开始引进使用标准光杆，取得了良好的效果。截止目前共推广应用KD级防腐耐磨标准光杆2600根，使得光杆使用寿命由120天延长至200天以上，尤其是在高含水井上能有延长光杆的使用寿命，防腐、防断性能好。
五、认识及下步建议
（1）推广Ф28mm抽油泵使用后，油井采液量平稳，泵效提高，适宜在低产低效油井中全面推广应用。今后的发展方向应向密封性能好、耐压性能高、适合斜井使用的小直径抽油泵。
（2）长冲程、低冲次数字化抽油机满足能满足生产需求，并且起到节电、配套数字化管理的目的，有效提高低渗油田的系统效率和工作效率。
