机械采油井系统节能测试方法

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1、机械采油井系统节能与测试2007年07月28日目次§1相关标准§2机械采油井系统分类§3抽油机采油系统简述§4机械采油井系统效率测试方法§5系统中的能量损失及各环节的能效分析§6抽油机井系统常用节能技术§7机采系统监测项目与评价指标一、相关标准1.SY/T5265-2006油田生产系统能耗测试和计算方法2.SY/T6275-1997石油企业节能监测综合评价方法3.SY/T6422-1999石油企业节能产品节能效果测定二、机械采油井系统分类1.抽油机井系统2.潜油电泵井系统1．抽油机采油系统的组成

2、2．抽油机在采油系统中的作用3．抽油机工作的特点4．抽油机的平衡三、抽油机采油系统的简述1．抽油机采油系统的组成抽油机是油田普遍采用的采油装置。以目前应用最广泛的常规游梁式抽油机采油系统为例，采油系统主要由三部分组成：地面部分游梁式抽油机，由电动机、减速箱和四连杆机构(包括曲柄、连杆、横梁、游梁)、驴头和悬绳器等组成；地下部分抽油泵，悬挂在套管中油管的下端；联系地面和井下部分的中间部分抽油杆柱，由一种或几种直径的抽油杆和接箍组成。常规游梁式抽油机采油系统的组成如图1-1所示。图1-1常规游梁

3、式抽油机采油系统1-电动机2-减速箱3-四连杆机构4-抽油杆柱5-油管6-套管7-抽油泵2．抽油机在采油系统中的作用在抽油机采油系统的三个组成部分中，不同采油系统的地下部分和中间部分的结构和工作原理基本相同，系统的主要区别在于抽油机的不同。抽油机的不同决定了抽油机采油系统的能耗状况。抽油机的作用是将电动机的旋转运动变成悬点的往复运动。根据基本工作原理，可以认为抽油机主要由以下四个系统组成，即传动减速箱系统、换向系统、平衡系统和支撑系统。由于各种抽油机的减速系统和支撑系统工作原理和结构基本相同或类似

4、，所以抽油机的结构形式主要由换向系统和平衡系统决定。含有游梁、通过连杆机构换向的抽油机统称为游梁式抽油机；当采用不同于四连杆的机构换向、游梁变短甚至消失或采用电动机正反转换向的抽油机统称为无游梁抽油机。3．抽油机工作的特点任何结构抽油机的一个工作循环，都分为上冲程和下冲程两部分。上冲程时，抽油机悬点上作用着抽油杆柱和油柱的重量、抽油杆柱和油柱的惯性载荷、振动载荷以及抽油杆与油管间、柱塞与泵筒间的摩擦力。下冲程时，悬点承受抽油杆柱在油中的重量，相应的惯性载荷以及振动载荷。抽油机悬点载荷随悬点位移的变

5、化规律用动力示功图来表示，见图1-2。上死点下死点冲程Pmax悬点位移悬点载荷Pmin图1-2动力示功图4．抽油机的平衡目前，抽油机上的平衡方式主要有两类：机械平衡和气动平衡。机械平衡是在曲柄和/或游梁尾部加装平衡重。在悬点下冲程时，使得平衡重从低处抬到高处，从而增加了平衡重的位能。为了抬高平衡重，除了依靠抽油杆柱下落所放出的位能外，还需要电动机作功，以消除下冲程中电动机发电运行的现象。在悬点上冲程时，平衡重由高处下落，把下冲程时储存的位能释放出来，帮助电动机去提升抽油杆柱和油柱，从而减少了电动机

6、在上冲程所需要给出的能量，如果平衡重或/和平衡方式选得合适，不仅可以使电动机上冲程和下冲程给出的能量相等，并且使曲柄轴扭矩值变化很小，使电动机、减速箱的载荷均匀，改善系统的工作状态，减少能耗，提高效率。0360°12M１－未平衡2—平衡3—理想平衡图1-3常规游梁式抽油机曲柄轴扭矩特性曲线3平衡状况产生的影响抽油机平衡系统设计的成功与否，直接与抽油机的受力状况、曲柄轴净扭矩变化情况、以及电动机耗功大小、抽油机节能状况有关。四、机械采油井系统效率测试方法1.测试范围2.术语定义3.测试要求4.测试仪

7、器仪表及精度等级和测试参量5.测试方法和计算公式除自喷井外的各种机械采油井1.测试范围2.术语定义输入功率：拖动机械采油设备的电动机的输入功率。有效功率：将井内液体输送到地面所需要的功率。系统效率：机械采油井的有效功率与输入功率的比值。光杆功率：光杆提升液体并克服井下各种阻力所消耗的功率。地面效率：光杆功率与电动机输入功率的比值。井下效率：抽油机井的有效功率与光杆功率的比值。平均系统效率：各种机械采油井的总的平均效率。3.测试要求（1）测试井机泵运行正常；（2）测试仪器仪表正常并在检定合格周内；（

8、3）检查仪器仪表连接无误后，按机械采油井的操作规程及程序进行启动。待机械采油设备运行20分钟后进行测试，应保证输入功率、油井产液量、动液面深度、油井油压和套压等主要参数同步测试。4.测试仪器仪表及精度要求序号仪器仪表名称测试计算参量精度等级要求1输入功率测试仪表输入功率1.52压力表油压、套压1.53动力示功仪功图、力比、减程比、冲次、冲程1.04回声仪动液面深度0.355产液量计量装置产液量5.06数字万用表上、下冲程最大电流0.37秒表时间（电度表转动、冲次）1.08求积仪示功