提高抽油机系统节能效率技术探讨

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  摘要:抽油机井系统是由地面和井下两部分组成的,其组成部分比较复杂,影响其日常管理的因素也较多。因此探索抽油机井的日常管理措施,提高管理效率,对油田采油具有重要的意义。本文介绍了抽油机井的管理任务目的及管理的基本要求,主要探讨了抽油机井日常管理巡查措施及出现故障和解决方法。
  关键词:抽油机井,管理要求,故障
  1 前言
  在油田的原油生产过程中,机械采油是一种最为重要的方式。在机械采油中,抽油机井占总井数的82.1﹪,迄今为止,我国已有近四万台抽油机,并且逐年递增,抽油机井的耗电量占油田总耗电量的四分之一。
  抽油机井系统是由地面和井下两部分组成的,地面部分包括电动机、带传动、减速箱和四连杆机构。井下部分包括深井泵、抽油杆、油管和井口装置。由于抽油机井系统的组成比较复杂,影响系统效率的因素较多,管理方面也存在着这样那样的问题,因此,探讨抽油机井日常管理措施,提高生产效率,对油田采油生产来说是非常重要的。
  2 抽油机井日常生产管理任务及基本要求
  2.1 抽油机井日常生产管理任务
  抽油机井油田采油的重要机械,其组成部分比较复杂,需要良好的日常管理措施,以保证其正常运行。抽油机的日常生产管理的目的其一是要维持油井正常生产,保证抽油设备系统效率的最优化。由于抽油机井系统的组成比较复杂,影响系统效率的因素较多,提高抽油机井的系统效率难度较大。因此日常管理是必要和基础的一环。其二目的是发挥油层的生产能力,保证其正常生产。主要的管理任务包括以下方面:
  (1)做好地面设备设施的管理,要经常维护和保养设备,以保证设备的正常运转。
  (2)要做好井筒设备的管理,做好防砂、防蜡、防腐、防气、防偏磨、防水、防断、防脱、防卡、防泥浆的“十防”工作,一旦发现故障,要及时采取措施,以保证井下设备的正常工作,延长抽油井免修期。
  (3)需要及时收集和整理油井的各项资料,确保各项资料随时都是齐全的,为油井和井组动态分析提供依据。
  (4)做好油层管理,熟悉油层剖面,分清油、水层,并且明确注采关系。
  (5)搞好以单井为基础,井组为单元的动态分析,了解单井产量、压力、含水变化规律,及时调整管井措施和增产挖潜措施。
  (6)制定油井合理的工作制度,确保油井长期都能处在合理的压差下生产,保护油层,以实现高产稳产。
  2.2 抽油机井日常管理的基本要求
  (1)抽油机井日常生产的资料要随时确保做到“九全九准”即油压、套压、产量、示功图、含水、电流、动液面、静压、气油比的资料。
  (2)日常的管理工作要做到做到“四个及时”。即是要及时发现问题、及时分析原因、及时采取措施、及时观察效果。
  (3)做管理要时刻做到“五清楚”即是要清楚设备基本情况,生产动态情况、油水层情况、是否存在问题及应该采取怎样的技术措施来解决问题。
  3 抽油机井日常巡检内容
  3.1 井口的日常检查
  抽油机井的井口装置的主要作用是连接套管、悬挂油管、承托井内全部油管柱重量,形成密封油、套管之间的环形空间,调节并且控制油气的生产,进行各种井下测试,录取油样及油套压资料以及进行井下作业措施的实施的通道。
  日常巡检的内容:检查流程即检查流程是否畅通、无渗漏;检查录取资料即压力表是否完好, 油、套压力是否正常;检查出油情况,及检查摸光杆、摸出油管线的出油情况;关回压闸门憋压检查,以查看开放空看出油情况;检查放气阀即套压是否正常、是否有过气、倒流现象,检查示功图远传装置是否完好。
  在油井取样的过程中要注意一些问题,以保证工作的顺利进行。了解油井生产的基本情况即产液、产油、含水情况、保证油样桶干净、取样时油井处于正常生产状态、建议在防冻取样器处取样抽油机在上行2/3处开放空、分数次取样(间隔开取样闸门,分6~8个冲程取完)、油井出气严重时不要取样、油井含水不稳定、出气较大的井,关回压闸门取样、取样变化大的井,每天至少取两个样(早、晚)、措施井、作业井、变化井需连续跟踪取样,直至平稳。
  放气阀是减少气体对抽油井影响的重要地面调整装置,对于气油比较高的井来说,可以通过控制套管气,使动液面稳定,提高泵的充满程度,使气体进入活塞以上再分离,提高泵效。对于对于气较少的井,可以适当的放套管气,以提高沉没度。
  3.2 抽油机日常巡检
  抽油机的日常检查主要包括5个部分:
  (1)井口、驴头处:需要检查悬绳器档板、悬绳、驴头销及驴头侧;确保其正常,无状况。
  (2)基础、底盘处:需要检查垫层有无明显下陷、地脚螺栓、支架螺栓、减速器螺栓、连杆螺栓、电极轨道螺栓及底盘、支架有无裂隙;
  (3)游梁处:需要检查尾(前置)轴承螺栓、游梁螺栓、游梁;
  (4)后挂臂:检查配重箱有无裂;
  (5)电器部分:检查电机是否运转正常,配电柜内各部间是否完好,电压表、电流表是否完好,显示值是否正常,电器柜线路是否接触良好无击伤痕迹,电器接地、接零是否良好以确保设备的正常运行。
  4 抽油机井常见故障检查及解决方法
  4.1 抽油机井常见故障检查
  (1)示功图法
  示功图用来反映深井泵工作情况好坏,它由专门的仪器测出,并画在座标纸上。图上被封闭的线所围成的面积表示驴头在一次往复运动中抽油泵所作的功,所以,把它们叫做示功图。
  (2)试泵法
  该方法是往油管中打入液体,根据泵压变化来判断抽油泵故障。一种方法是把活塞放在工作筒内试泵,若泵压下降或没有压力,则说明泵的吸入部分和排出部分均漏失。另一种方法是把活塞拔除工作筒,打液试泵,如果没有压力或压力升不起来,则说明泵的吸入部分漏失严重。   (3)井口呼吸观察法
  油井不出油且上行时出气,下行时吸气,说明固定阀严重漏失或进油部分堵塞;油井不出油,且上行时稍出气,随后又出现吸气现象,说明主要是游动阀漏失;上行程时出气大,下行程时出气小,这种现象说明抽油泵工作正常,只是油管内液面低,油液还未抽到井口。
  (4)井口憋压法
  具体操作该当是:抽油机运行中关闭回压阀和连通闸门,然后在井口观察油管压力变化情况(最高憋到2.5MPa),从压力上升情况可以分析判断井下故障,称为抽憋;当抽憋压力达到2.5MPa时停抽,再憋10~15分钟,观察压力的下降情况称为停憋,若压力不变或略有下降,说明没有漏失;若压力下降越快,说明漏失越严重。
  4.2 故障处理方法
  (1)套管加压法
  该方法适用于解除游动阀或固定阀卡死在阀座上面找不开的故障。具体操作方法是要检查井口管线连接的严密情况,连接憋压管线。然后用泵车向油管环形空间打入油液或气体加压,同时开动抽油机,当压力达到3~5MPa时,即可憋开泵的固定阀。
  (2)拔出活塞工作筒,上下活动,然后交活塞重新放回工作筒,这样可解除活塞砂卡。
  (3)碰泵法
  该方法适用于解除抽油泵轻微砂卡故障的方法。
  5 结论
  抽油机井是油田采油重要机械组成部分,做好抽油机井系统的日常管理,确保其正常运行,提高系统效率,对于油田生产及提高效益具有重要的意义。
  参考文献
  [1] 陈宪侃,叶利平,谷玉洪.抽油机采油技术[M].北京:石油工业出版社,2009,(2):1-2
  [2] 薛国民,沈毅.油井计量方法及关键技术发展方向[J].工业计量,2006,16(4):14-16
  [3]朱益飞,潘兰道.油田内部油气计量技术现状与发展趋势分析[J].中国计量,2007,(1):51-53
  [4] 张琪.采油工程原理与设计[M].石油大学出版社,2000(7):163-169
  作者简介:赵纪兴(1985.09-),男,助理工程师,长期从事油田开发技术管理工作。
  1 前言
  在油田的原油生产过程中,机械采油是一种最为重要的方式。在机械采油中,抽油机井占总井数的82.1﹪,迄今为止,我国已有近四万台抽油机,并且逐年递增,抽油机井的耗电量占油田总耗电量的四分之一。
  抽油机井系统是由地面和井下两部分组成的,地面部分包括电动机、带传动、减速箱和四连杆机构。井下部分包括深井泵、抽油杆、油管和井口装置。由于抽油机井系统的组成比较复杂,影响系统效率的因素较多,管理方面也存在着这样那样的问题,因此,探讨抽油机井日常管理措施,提高生产效率,对油田采油生产来说是非常重要的。
  2 抽油机井日常生产管理任务及基本要求
  2.1 抽油机井日常生产管理任务
  抽油机井油田采油的重要机械,其组成部分比较复杂,需要良好的日常管理措施,以保证其正常运行。抽油机的日常生产管理的目的其一是要维持油井正常生产,保证抽油设备系统效率的最优化。由于抽油机井系统的组成比较复杂,影响系统效率的因素较多,提高抽油机井的系统效率难度较大。因此日常管理是必要和基础的一环。其二目的是发挥油层的生产能力,保证其正常生产。主要的管理任务包括以下方面:
  (1)做好地面设备设施的管理,要经常维护和保养设备,以保证设备的正常运转。
  (2)要做好井筒设备的管理,做好防砂、防蜡、防腐、防气、防偏磨、防水、防断、防脱、防卡、防泥浆的“十防”工作,一旦发现故障,要及时采取措施,以保证井下设备的正常工作,延长抽油井免修期。
  (3)需要及时收集和整理油井的各项资料,确保各项资料随时都是齐全的,为油井和井组动态分析提供依据。
  (4)做好油层管理,熟悉油层剖面,分清油、水层,并且明确注采关系。
  (5)搞好以单井为基础,井组为单元的动态分析,了解单井产量、压力、含水变化规律,及时调整管井措施和增产挖潜措施。
  (6)制定油井合理的工作制度,确保油井长期都能处在合理的压差下生产,保护油层,以实现高产稳产。
  2.2 抽油机井日常管理的基本要求
  (1)抽油机井日常生产的资料要随时确保做到“九全九准”即油压、套压、产量、示功图、含水、电流、动液面、静压、气油比的资料。
  (2)日常的管理工作要做到做到“四个及时”。即是要及时发现问题、及时分析原因、及时采取措施、及时观察效果。
  (3)做管理要时刻做到“五清楚”即是要清楚设备基本情况,生产动态情况、油水层情况、是否存在问题及应该采取怎样的技术措施来解决问题。
  3 抽油机井日常巡检内容
  3.1 井口的日常检查
  抽油机井的井口装置的主要作用是连接套管、悬挂油管、承托井内全部油管柱重量,形成密封油、套管之间的环形空间,调节并且控制油气的生产,进行各种井下测试,录取油样及油套压资料以及进行井下作业措施的实施的通道。
  日常巡检的内容:检查流程即检查流程是否畅通、无渗漏;检查录取资料即压力表是否完好, 油、套压力是否正常;检查出油情况,及检查摸光杆、摸出油管线的出油情况;关回压闸门憋压检查,以查看开放空看出油情况;检查放气阀即套压是否正常、是否有过气、倒流现象,检查示功图远传装置是否完好。
  在油井取样的过程中要注意一些问题,以保证工作的顺利进行。了解油井生产的基本情况即产液、产油、含水情况、保证油样桶干净、取样时油井处于正常生产状态、建议在防冻取样器处取样抽油机在上行2/3处开放空、分数次取样(间隔开取样闸门,分6~8个冲程取完)、油井出气严重时不要取样、油井含水不稳定、出气较大的井,关回压闸门取样、取样变化大的井,每天至少取两个样(早、晚)、措施井、作业井、变化井需连续跟踪取样,直至平稳。   放气阀是减少气体对抽油井影响的重要地面调整装置,对于气油比较高的井来说,可以通过控制套管气,使动液面稳定,提高泵的充满程度,使气体进入活塞以上再分离,提高泵效。对于对于气较少的井,可以适当的放套管气,以提高沉没度。
  3.2 抽油机日常巡检
  抽油机的日常检查主要包括5个部分:
  (1)井口、驴头处:需要检查悬绳器档板、悬绳、驴头销及驴头侧;确保其正常,无状况。
  (2)基础、底盘处:需要检查垫层有无明显下陷、地脚螺栓、支架螺栓、减速器螺栓、连杆螺栓、电极轨道螺栓及底盘、支架有无裂隙;
  (3)游梁处:需要检查尾(前置)轴承螺栓、游梁螺栓、游梁;
  (4)后挂臂:检查配重箱有无裂;
  (5)电器部分:检查电机是否运转正常,配电柜内各部间是否完好,电压表、电流表是否完好,显示值是否正常,电器柜线路是否接触良好无击伤痕迹,电器接地、接零是否良好以确保设备的正常运行。
  4 抽油机井常见故障检查及解决方法
  4.1 抽油机井常见故障检查
  (1)示功图法
  示功图用来反映深井泵工作情况好坏,它由专门的仪器测出,并画在座标纸上。图上被封闭的线所围成的面积表示驴头在一次往复运动中抽油泵所作的功,所以,把它们叫做示功图。
  (2)试泵法
  该方法是往油管中打入液体,根据泵压变化来判断抽油泵故障。一种方法是把活塞放在工作筒内试泵,若泵压下降或没有压力,则说明泵的吸入部分和排出部分均漏失。另一种方法是把活塞拔除工作筒,打液试泵,如果没有压力或压力升不起来,则说明泵的吸入部分漏失严重。
  (3)井口呼吸观察法
  油井不出油且上行时出气,下行时吸气,说明固定阀严重漏失或进油部分堵塞;油井不出油,且上行时稍出气,随后又出现吸气现象,说明主要是游动阀漏失;上行程时出气大,下行程时出气小,这种现象说明抽油泵工作正常,只是油管内液面低,油液还未抽到井口。
  (4)井口憋压法
  具体操作该当是:抽油机运行中关闭回压阀和连通闸门,然后在井口观察油管压力变化情况(最高憋到2.5MPa),从压力上升情况可以分析判断井下故障,称为抽憋;当抽憋压力达到2.5MPa时停抽,再憋10~15分钟,观察压力的下降情况称为停憋,若压力不变或略有下降,说明没有漏失;若压力下降越快,说明漏失越严重。
  4.2 故障处理方法
  (1)套管加压法
  该方法适用于解除游动阀或固定阀卡死在阀座上面找不开的故障。具体操作方法是要检查井口管线连接的严密情况,连接憋压管线。然后用泵车向油管环形空间打入油液或气体加压,同时开动抽油机,当压力达到3~5MPa时,即可憋开泵的固定阀。
  (2)拔出活塞工作筒,上下活动,然后交活塞重新放回工作筒,这样可解除活塞砂卡。
  (3)碰泵法
  该方法适用于解除抽油泵轻微砂卡故障的方法。
  5 结论
  抽油机井是油田采油重要机械组成部分,做好抽油机井系统的日常管理,确保其正常运行,提高系统效率,对于油田生产及提高效益具有重要的意义。
  参考文献
  [1] 陈宪侃,叶利平,谷玉洪.抽油机采油技术[M].北京:石油工业出版社,2009,(2):1-2
  [2] 薛国民,沈毅.油井计量方法及关键技术发展方向[J].工业计量,2006,16(4):14-16
  [3]朱益飞,潘兰道.油田内部油气计量技术现状与发展趋势分析[J].中国计量,2007,(1):51-53
  [4] 张琪.采油工程原理与设计[M].石油大学出版社,2000(7):163-169
  作者简介:赵纪兴(1985.09-),男,助理工程师,长期从事油田开发技术管理工作。
  科学研究
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