采油方式及设备

时间：2022-11-15 14:05:23 论文范文我要投稿

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采油方式及设备

　　采油工程是油田开采过程中根据开发目标通过生产井和注入井对油藏采取的各项工程技术措施的总称。作为一门综合性应用学科，它所研究的是可经济有效地作用于油藏，以提高油井产量和原油采收率的各项工程技术措施的理论、工程设计方法及实施技术。下面就是小编带来的采油方式及设备的相关资料，欢迎阅读和参考。

　　采油方式及设备

　　摘要：常见的采油方式分为自喷采油和人工举升采油两类，人工举升又可以分为：有杆泵采油、无杆泵采油、气举采油。

　　其中，有杆泵采油包括：常规抽油机采油方式和螺杆泵采油方式;无杆泵采油包括：潜油电泵采油方式(潜油电动离心泵、潜油电动螺杆泵)和水力泵采油方式(水力活塞泵、水力射流泵);气举采油方式包括：连续气举和间歇气举两类。

　　关键词：采油方式气举无杆泵

　　一、采油方式之气举采油

　　气举采油就是当油井停喷以后，为了使油井能够继续出油，利用高压压缩机，人为地把天然气压入井下，使原油喷出地面，这种方法叫做气举采油。

　　气举采油是基于U形管的原理，从油管与套管的环形空间，通过装在油管上的气举阀，将天然气连续不断地注入油管内，使油管内的液体与注入的高压天然气混合，降低液柱的密度，减少液柱对井底的回压，从而使油层与井底之间形成足够的生产压差，油层内的原油不断地流入井底，并被举升到地面。

　　气举采油，一般在油管管柱上安装5～6个气举阀，从井下一定的深度开始，每隔一定距离安装一个气举阀，一直安装到接近井底。

　　气举采油的优点是：在不停产的情况下，通过不断加深气举，使油井维持较高的产量;在采用31/2’’气举管柱情况下，可以把小直径的工具和仪器，通过气举管柱下入井内，进行油层补孔、生产测井和封堵底水等;减少井下作业次数，降低生产成本。

　　气举采油的缺点是：需要压缩机站及大量高压管线，地面设备系统复杂，投资大;气体能量利用率低，使其应用受到限制。

　　气举采油必备条件是：必须有单独的气层作为气源，或可靠的天然气供气管网供气;油田开发初期，要建设高压压缩机站和高压供气管线，一次性投资大。

　　气举采油的方式按进气的连续性，气举可分为连续性气举和间歇性气举两大类。

　　连续性气举适用于采油指数高和因井深造成井底压力较高的井。

　　间歇性气举既可用于低产井，也可用于采油指数高井底压力低，或者采油指数与井底压力低的井;按进气的通路气举可分为环形空间进气(正举)和中心管进气(反举)两种。

　　中心管进气时，被举升的液体在环形空间的流速较低其中的砂易沉淀，蜡易积聚，故常用环形空间进气的气举方式。

　　井下管柱，按下入井中的管子数气举可分为单管气举和多管气举。

　　多管气举可同时进行多层开采，但其结构复杂，钢材消耗量多，一般很少采用。

　　简单而又常用的单管气举管柱有开式、半闭式和闭式三种。

　　开式管柱，不带封隔器者称为开式管柱。

　　采用这种管柱时，每次开井时都需要排出套管中聚集的液体并重新稳定，下部阀会由于液体侵蚀而发生损坏，控制不当会使套管内的高压气大量通过管鞋进入油管引起油井间歇喷油。

　　因此，它只适用于连续气举和无法下入封隔器的油井;半闭式管柱，带有封隔器的管柱称为半闭式管柱。

　　它既可用于连续气举，也可用于间歇气举。

　　这种管柱虽然克服了开式管柱的某些缺点，但对于间歇气举仍不能防止大量注入气进入油管后，通过油管对地层的作用;闭式管柱，在半闭式管柱的油管底部加单流阀，以防止注气压力通过油管作用在油层上。

　　闭式管柱只适用于间歇气举。

　　二、采油方式之无杆泵采油

　　一般将利用抽油杆柱上下往复运动进行驱动的抽油设备统称为有杆抽油设备(井数多规模大);凡是不用抽油杆柱传递能量，而是利用电缆或高压液体传递能量的抽油设备统称为无杆抽油设备。

　　利用抽油杆柱旋转运动的井下螺杆泵装置虽然也有抽油杆，但习惯上将其列入无杆抽油设备。

　　本文主要介绍潜油电泵、螺杆泵、水力射流泵和水力活塞泵抽油装置、采油及工艺设计方法。

　　潜油电泵采油系统，潜油电泵采油系统主要由电机、保护器、气液分离器、多级离心泵、电缆、接线盒、控制屏和变压器等部件组成。

　　除了上述基本部件外，还可选用一些附属部件，如单流阀、泄油阀、扶正器、井下压力测量仪表和变速驱动装置等。

　　该系统的工作原理是地面电源通过变压器、控制屏和电缆将电能输送给井下电机，带动多级离心泵叶轮旋转，将电能转换为机械能，把井液举升到地面。

　　潜油电泵系统部件有：电机、保护器、气液分离器、电缆、控制屏、变压器、接线盒、压力传感器、单流阀和泄油阀、扶正器。

　　螺杆泵(PCP，Progressing Cavity Pump)是以液体产生的旋转位移为泵送基础的一种新型机械采油装置。

　　螺杆泵采油系统，螺杆泵采油系统按驱动方式可划分为地面驱动和井下驱动两大类，而地面驱动按不同驱动形式又可分为皮带传动和直接传动两种形式，井下驱动也可分为电驱动和液压驱动两种形式。

　　在整个螺杆泵采油系统中，地面驱动发展较早、也较成熟，但是井下驱动避免了地面驱动扭矩的损失、设备也比较少，具有较高的采油效率。

　　地面驱动螺杆泵系统，地面驱动螺杆泵装置是利用抽油杆传递地面电机的扭矩，带动井下螺杆泵转动来举升原油。

　　就其驱动方式而言，它是一种旋转运动的有杆泵。

　　其装置主要由驱动系统、联接器、抽油杆及井下抽油装置组成。

　　但随着丛式井、定向井及斜井的日益增多，地面驱动螺杆泵开始暴露出其缺陷，由于不断的扭转常使抽油杆接箍松脱，丝扣损坏，特别是在下泵较深，负荷较大的井中更为严重;另外，在丛式井、定向井和斜井中，常规的地面驱动系统还要经受抽油杆损坏和抽油杆与油管偏磨产生的漏失问题，增加了油井因抽油杆失效所造成的损失，使油井作业费用增加。

　　包括：电控箱、控制系统、监测和保护系统、地面驱动装置、螺杆泵井口、抽油杆柱、辅助器具

　　井下驱动螺杆泵系统、多数井下驱动螺杆泵装置其驱动方式为电动或液压马达，它是另一种形式的潜油电泵(无杆泵)。

　　其井下部分由电机、保护器和螺杆泵组成，潜油电动螺杆泵井下机组主要由四极潜油电机、电机保护器、行星齿轮减速器、减速器保护器、螺杆泵组成。

　　地面电能通过电缆传递给井下电机，带动螺杆泵旋转，将井液排到地面。

　　采用液压马达的井下驱动螺杆泵装置主要用于油井测试过程中。

　　潜油电动螺杆泵工作原理是动力及引接电缆将电力传送至井下潜油电机，潜油电机通过齿轮减速器和双万向节驱动螺杆泵在低速下转动，井液经过泵增压后，通过油管举升到地面。

　　三、结语

　　选择正确的机械采油方式是油气井获得长期最佳效益的关键，而机械采油方式的确定必须以其适应性评价为基础。

　　过去主要是基于经验总结的定性描述来选择机械采油方式，具有一定的主观性和随意性。

　　为此，提出将机械采油方式的适应性评价视为多层次的模糊决策问题，需要层次分析方法、模糊分析和相对比较法对其进行适应性评价。

　　要为机械采油方式决策的定量化、科学化和最优化进行深入研究。

　　地面采油设备节能方法

　　【摘要】随着我国能源形势的不断加剧，研究石油石化企业自身的节能技术对于节能提效，节约企业成本具有重要意义。

　　本文从引进节能型抽油机、研发新型电动机、运用节能电控装置、提高泵效、加强抽油机井管理水平等方面展开探索，介绍与归纳地面采油设备节能方法，旨在提升地面采油设备的节能效率，有效降低企业成本。

　　【关键词】 采油设备节能方法

　　1、引言

　　随着我国经济的快速发展，能源供应紧张，环境日趋恶化。石油石化企业作为能耗大户推进节能工作，减少污染排放力度，势在必行。要实现节能减排目标，必须要探索采油设备节能的方法。

　　它不但可以为企业带来显著的经济效益，还能带来巨大的社会效益。我国油田经过一段时期的开采，大部分油井自喷能力下降，采油进入机械采油阶段。油田机械采油由于在井下工具方面来探索节约能耗，发展空间有限。

　　故本文从地面设备层面探索节能方法，以实现节能降耗、降本增效。

　　2、地面采油系统节能方法探索

　　机械采油系统高耗低效与技术装备、生产管理与技术水平等因素有着很大贡献，本文从以下几个方面进行节能探索。

　　2.1 引进节能型抽油机

　　“提高抽油机系统的节能效率和管理水平是油田生产的重要环节”[1]节能型抽油机主要是通过改进抽油机的结构实现节能提效的方法，优化设计抽油机四杆机构，改变它的平衡方式，改变抽油机曲柄轴净扭矩曲线的大小与形状，使扭矩波动趋向平缓，最终通过提高电动机的工作效率来实现节能提效。

　　异相曲柄平衡抽油机、直线电机式抽油机、双驴头抽油机和渐开线抽油机等是常见的几种节能型抽油机。

　　异相曲柄平衡抽油机属于非对称循环抽油机，下冲程时间短，上冲程时间较长。

　　比如CYJlO一3―26B(Y)抽油机，它在冲次n一9min 时，冲程所耗时间都是3.55s;与之相比，CYJ1O一3―26B抽油机，冲程所耗时间都是3.33s。

　　假设两者所需有用功一样，前者光杆功率大约可以减少6%，这代表着效率明显提高;直线电机式抽油机是在综合游梁抽油机和无游梁抽油机的优点基础上发明的，它通过直线电机将电能直接转换为直线往复运动，有效简化了传动方式，运用天平式方式改善平衡效果，达到减少能量损失、实现节能的目的。

　　“通过对韦8，韦5区块调查对比测试，抽油机平衡运行时节电达22%，所以抽油机调平衡是一项重要的节能技术措施。”[2];双驴头抽油机设计源于常规型游梁式抽油机，在保持常规机优点基础上发展起来的新抽油设备，同时它具有节能、低冲次、系统效率高等优点;渐开线抽油机与异相曲柄抽油机相比，它在节能效果上有了大幅提升，该抽油机曲柄轴净扭矩曲线变化趋于平缓，有效消除了负扭矩，在同参数前提下，它的减速箱额定扭矩与常规游梁式抽油机相比，下降了30多，装机功率大约下降了50，节电效果最为显著，是未来抽油机运用的方向。

　　2.2 研发新型电动机

　　这种方法通过研究与改良电机特性，使之较好的与采油井自身状况匹配起来，提升电动机效率与功率因数。

　　常见的是采用高转差率电动机与超高转差率电动机取代常规转差率电动机。

　　Baldor公司研发的高转差率电动机驱动应用到抽油机可以节电22.7，提高抽油机功率因数74 ;国产超高转差率电动机有功节电率与之相比稍低一些，约为10.56，节电率是17.42 ，新型电动机可以有效解决目前“弱马拉大车”现状，有效优化采油设备运行质态;

　　我们还可以采用节能配电箱达到节电效果，同样在高压电动机起动时并联适当电容值的电容器，也可以补偿起动时的无功功率。

　　它的优点在于起动时电动机的端电压不降低，有效起到减少起动电流，但不减少起动转矩，以缩小起动时间达到节电效果。

　　2.3 运用节能电控装置

　　节能电控装置对于油田节能改造具有节能效果显著、成本低、操作简便等优点。目前常用的节能电控装置主要有继电接触器、间抽控制器、变频调速器等继电接触器。

　　继电接触器通过定子绕组间的切换，实现有级降压节能;间抽控制器。抽油机一般按照油井的最大抽取量进行选择，造成很低的泵效，大大浪费了电能。

　　间抽控制器运用后，在油井出液量出现不足或者出现空抽现象情况下，它能够自动关闭抽油机，等待液量蓄积，在液面达到定量深度时，再自动开启抽油机，能够节省大量电能。

　　“随着电力电子器件(包括半控和全控)的制造技术，交流电动机的矢量变换控制技术，PWM技术及大规模集成电路为基础的全数字技术的发展，变频调速日益成熟且成为交流调速的主流。”[3]变频调速器节能方式是抽油机节能电控装置的发展方向，目前在我国一些油田得到了运用。

　　我国大多油田表现出低渗、低孔、低压的低渗透等特征，还有一些油井的地下渗透力达不到泵排量，针对这些特点最好办法就是实施间开制度，以提高抽吸效率，有效降低单位产量的能源消耗指标，但这种方法会影响油田产油量，不能大规模实施。

　　抽油泵是一种柱塞泵，因此我们可以改变抽油机的电动机转速，从而使排量与油井渗透能力相适应起来。在抽油机安装变频调速器具有显示的优越性。我们可以针对油井的出油量，自动调节电动机的转速，以此来调节功率达到节能目标。而且随着现代电力电子技术的快速发展，变频调速器性能将得到进一步的提高，将会进一步提升节能效果。

　　2.4 其他方法

　　我们也可以通过提高泵效实现节能。

　　比如安装气锚可以有效提高泵的容积效率;研制安全有效的油管锚定工具来降低冲程损失;利用抽油机井优化设计软件与现有模拟试验设备进行抽油机井的系统效率评价，以提升泵效实现节能;加强抽油机井管理水平也是有效的方法，我们要不断强化抽油机保养制度，不断完善抽油机管理制度，对抽油机井进行定期检查，以便在第一时间掌握抽油机运行质态，及时进行维护与更新，从而提高抽油机井的系统效率实现节能。

　　3 结语

　　抽油机节能方法探索是一项长期而复杂的工作，需要我们在实践中不断探索，不断引进新工艺与新技术，有效实现节能提效，节约企业成本，同时也为我国节能减排工作做出应有的贡献。

　　参考文献

　　[1] 张海斌，提高抽油机井生产系统的优化设计[TE933.1]，中国化工贸易，2013，13

　　[2] 李安.抽油机平衡调节[F272]内江科技，2009，07

　　[3] 丁宏，闫玉娟，张建强，桑斌修.变频调速器的应用领域及变频调速的节能分析[TM921.51]，2003年晋冀鲁豫鄂蒙川沪云贵甘十一省市区机械工程学会学术年会论文集(河南分册)

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