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机械采油中节能降耗技术的应用

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摘要:我国逐渐加大了石油开采的力度,采油技术产生的能耗也越来越低,需要将关注的重点放在降低能耗和控制成本上。基于此,本文先是对机械采油的能耗进行了简单的分析,其次具体研究了机械采油过程中节能降耗技术的使用情况。

关键词:节能降耗技术;机械采油;应用研究

在我国油田开采中,机械采油是最为重要的一种技术,利用机械能将石油采到地面上。这种采油技术虽然能够提供良好的效率,但是所消耗的能源也十分大。为了践行可持续发展战略,必须对能源浪费问题进行集中控制,在机械采油工作中,积极使用节能降耗技术,降低采油成本,保证采油系统能够稳定的运行,获得更高的经济效益。

1机械采油的能耗分析

在开采油田的过程中,机械采油包括硬件和软件2个部分。硬件部分包括抽油杆、抽油机以及防护装置。软件部分包括采集信息软件和工艺管理软件。将硬件和软件部分结合起来,形成了有机采油系统。机械采油过程中,由于抽油机是往复运动模式,很容易产生扭矩,扭矩大小以及扭矩方向是呈现周期变化的。从目前情况来看,采油工作使用了大量的电力设备,消耗了大量的电能。机械采油装机总容量仅占据油田整体容量的1/3,但是用电量已经占据总用电量的1/2以上。机械采油过程中耗电量大,存在严重的能耗问题。对此展开分析,发现采油能耗问题多是由于抽油机自身负荷率不够,存在功率因数低的情况,使得采油能耗大。同时采油系统运行中,配电设备容量远远超过了实际需求,进一步增加了系统能耗。

2机械采油中节能降耗技术的应用

2.1螺杆泵采油技术

在机械采油中,这种技术具有运行效率高、成本低、噪声小且能耗低等诸多优势,使得这项技术在采油工作中获得了广泛使用。螺杆泵属于容积泵,螺杆泵排量和转子速度呈正比,地层供液能力能够让泵转速得到合理的开发,螺杆泵耗电低于抽油机的30%,让电能得到了极大的节约[1]。要想让螺杆泵井长久运行,需要加强生产管理,运行工作状态的时候,除了停电和更换盘根之外,不能随意暂停机器。需要保持最低运行速度,保证液面达到稳定,过载电流要超过1.2倍正常运作状态。在设备投产之后,机器停止运转之后,要对过载和时间进行重新的调整,等到机组可以正常运转之后才能让机器离开。螺杆泵系统由于协砂性良好,并不会出现气锁的情况,在一些高含砂以及高含气量的油藏中经常使用。由于这种技术噪音低且体积小,不会出现原油泄漏的问题,在敏感区域中也经常使用。根据螺杆泵的数量,可以分成单螺杆泵技术、双螺杆泵技术以及三螺杆泵技术。单螺杆泵的流量可以达到150m/h,排出压力可以达到20MPa,适合用于高粘性流体中。双螺杆泵的排出压力不会超过1.4MPa,流量可以达到6~600m/h。这种螺杆泵对于杂质不够敏感,由于填料箱只能承受得住吸入压力,泄漏量相对较低。三螺杆泵的排出压力可以达到70MPa,流量可以达到2000m/h。这种螺杆泵不适合运输含有固体杂质的流体,由于填料箱只能承受吸入压力,这种螺杆泵的泄漏量是最低的。这种螺杆可以实现高速运转,可以提供较高的容积效率。

2.2间歇采油技术

这项技术经常在渗透率低、单井产量低的地区使用,这种方法能耗低,有效的避免浪费。其中螺杆泵间歇采油技术是在井下区域使用螺杆泵,在井上区域使用的是拖拉机作为动力源,使用变速万向连轴连接井口驱动头,使用拖拉机动力带动螺杆泵,从而将井下液运输到地面上。通过油罐将油传输到中转站中,让成本得到减少,同时提升了抽油的效率[2]。另外,提捞采油技术也能够有效减少电费成本和药剂成本,可以降低能源的消耗。例如:在开发新区域的时候,不需要在集油管线、井口装备以及电力设施上投入大量的成本。使用提捞采油技术能够让采油工作、管理工作得到简化,这项技术也在很大程度上加速了新区域的开发进程。

2.3小井眼采油技术

这种技术是使用小井眼进行采油工作,对于小井眼井具以下要求:第一,井径小于常规井井径,可以算作小井眼。第二,井径在215.9mm以下,算作小井眼。第三,90%井径不超过177.8mm,算作小井径。小井眼的使用在钻井工作中具有诸多优势。一方面,小井眼井的占地面积比较小,能够对钻井液用量起到节约作用,在钢材使用上也比较少,由于体积比较小,钻井相对方便,节约了很多劳务费用。在施工过程中,由于运输量比较少,能耗较机械方式低很多。这些优势都能够在成本节约上起到重要作用,让采油能耗得到很大降低。

2.4抽油机井节能技术

对于大参数井而言,需要更换小机型的抽油机,从而可以实现下调参数,可以根据具体情况使用节能设备。如果将地面参数调整到最小值的时候,示功图只能显示出供液不足,需要更换小机型才能实现供采平衡。换小机型前,还要研究、分析井功图荷载,避免小机型更换之后出现超荷载的问题,或者出现超扭矩的问题。将参数下调之后,需要保证下调参数不会给液面和流压造成过大的变动。另外,使用节能设备也能够有效的节约能耗。例如:使用节能抽油机、节能配电箱以及节能电机,其中最为重要的是使用节能抽油机。节能抽油机主要有3种形式可以选择,分别是低矮型、双滤头以及偏轮型。每种抽油机都有着不同的优势,但是都能产生良好的降低能耗效果。同时再配合使用节能配电箱以及节能电机。双滤头型抽油机中,这种抽油机是在原本基础上,减少静扭矩的变化,将原本游梁厚臂改变成圆弧形,在横梁和游梁中间设置衔接部件,从而实现降低能耗的最终目的。偏轮型抽油机是在原本基础上,将四连杆结构变成六连杆结构,让抽油机能耗达到平衡。这3种改良的抽油机能够得到更高的工作效率,让采油成本大大降低,让能耗问题得到有效的解决。

3结束语

综上所述,本文首先简要分析了在机械采油工作中存在的能耗问题,其次具体研究了在机械采油中节能降耗技术的应用,主要以螺杆泵采油技术、间歇采油技术、小井眼采油技术以及抽油机井节能技术为例进行具体的分析。为了提升开采效率,会使用大容量的电动机,造成严重的资源浪费情况。通过使用节能降耗技术,采取有效的手段对能耗问题进行控制,降低采油成本的同时,降低能耗。

参考文献

[1]王彪.采油生产过程中的节能降耗技术措施[J].化学工程与装备,2018(3):92-93.

[2]平志波.机械采油系统节能降耗技术措施及应用效果分析[J].化学工程与装备,2017(7):66-67.

作者:林旭 单位:华北油田公司第三采油厂

机械采油中节能降耗技术的应用责任编辑:张雨    阅读:人次