摘 要:盘根盒松紧度对抽油机的系统效率和耗电量有直接影响,本文针对抽油机井盘根盒松紧度进行能耗试验,并总结出盘根的日常操作标准,从而很大限度的提高油井系统效率,降低能耗。
关键词:盘根盒;扭矩值
抽油机井口盘根是传输动力的重要环节,其松紧度影响油井系统效率和耗电量,盘根过松会导致井口漏油,过紧会使油井电流上升,增加耗电量;因此,需要研究和制定盘根能耗至低点的操作标准,合理调整盘根松紧度。
1 系统效率计算方法及影响因素
从公式中可以看出,影响系统效率的主要因素是产液量、有效举升高度和耗电量。为此,我们从有杆泵抽油井的能量损失入手,分析各节点处能量损失对系统效率的影响。有杆泵抽油井的能量损失包括地面和井下两部分,即:
η=ηuηd (1)
式中:η—有杆泵的系统效率;ηu—地面部分效率;ηd—井下部分效率。
地面部分的能量损失,发生在电动机、皮带-减速箱、四连杆机构中,因此:
ηu=η1η2η3 (2)
井下部分能量的损失主要发生在盘根盒、抽油杆、泵以及油管柱中,因此:
ηd=η4η5η6η7 (3)
由式(1)、式(2)、式(3)可知:
η=η1η2η3η4η5η6η7 (4)
2 影响盘根盒效率的因素分析
通过对盘根盒结构和工作原理分析,认为影响盘根盒效率的因素主要有:①盘根盒及密封材料对系统效率有影响。通过理论测算橡胶密封类、普通密封盒、光杆三者匹配,密封盒的平均消耗功率为0.665kW 左右。石墨类密封材料、调心密封盒、光杆三者匹配,密封盒的平均消耗功率只有0.07kW左右。②盘根盒压盖松紧程度对耗电的影响比较大。
为此,我们进行了盘根盒松紧度调整现场试验。
3 盘根盒松紧度现场试验及效果分析
3.1 盘根盒松紧度现场试
应用扭矩扳手量化盘根盒松紧程度,测定在不同扭矩下抽油机的消耗功率、日耗电、系统效率,通过分析给出在保证抽油机正常工作下的盘根盒合理扭矩区间范围。试验过程:①对盘根盒类型、工作参数、含水等情况进行调查,并确定井号。②检测盘根盒扭矩,同时测耗电情况,并录取计算系统效率所需的其它数据(日产液、含水、沉没度、套压、油压等)。③把盘根盒扭矩降到至低,直到盘根表面有一层油膜但不漏油为止,10分钟后测耗电情况。为保证数据的一致性,在抽油机上冲程时,将套筒紧靠盘根盒压盖,匀速转动扭矩扳手调整扭矩,在旋转过程中读取扭矩值。④现场测试时发现盘根盒扭矩由大调小时,由于盘根盒压缩后恢复较慢,影响效果。因此应先把扭矩降到至低,然后逐渐增加扭矩,提高测试的准确性。⑤在测试盘根盒扭矩时,要求调整10分钟后再测量,以保证盘根盒内填料恢复至正常状态。逐级提高盘根盒扭矩,10分钟后测耗电情况。
试验工具:采用扭矩扳手配套重型套筒达到测试扭矩目的。
3.2 试验效果分析
按照盘根盒量化现场试验方案在我队进行了现场试验,对抽油机井的消耗功率进行测试。得出如下结论:盘根盒扭矩越大,消耗功率和日耗电越大,反之,消耗功率和日耗电越小,两者之差能达到5kW·h以上。
如南6-30-丙617井原始状态下盘根盒扭矩为83N.m,消耗功率为3.749kW,折算日耗电为90.0kW·h;扭矩降至34N.m时,消耗功率为3.716kW,折算日耗电89.2kW·h,与原态对比日耗电降低了0.8kW·h;扭矩降至23N.m时(轻微漏失,光杆上微带油),消耗功率为3.689kW,折算日耗电88.5kW·h,与原态对比日耗电下降了1.5kW·h,下降了1.7%。然后将盘根盒扭矩恢复到90N.m,测试消耗功率为3.767kW,折算日耗电为90.4kW·h,与原态基本一致。
针对不同盘根盒的不同扭矩值得出的试验结论,每口井平均节电在1.5kW·h左右。试验中的其余井的测试情况及数据的规律性与以上3口井的情况基本相似。不过对于新加的盘根不适于这种调整方法。
4 合理扭矩区间制定及效益分析
4.1 合理扭矩区间制定
在先期现场试验的基础上,我们选取了部分井进行盘根盒松紧度调整试验。根据测试结果制定了盘根盒合理扭矩调整区间。
盘根盒合理扭矩区间总的制定原则:一是盘根盒要居中、牢固不能晃动;二是耗电量较低;三是盘根表面有一层油膜但不漏油。
从方便现场操作和管理出发,以盘根表面有一层油膜但不漏油状态作为现场操作和管理标准。
4.2 效益分析
在生产过程中还可对废旧皮带进行回收利用,以往每口井加6-8个普通盘根,每个盘根5元,每口井加盘根费用30-40元,每20天加一次盘根,一口井每年需加盘根费用为:盘根费用/年=(360/20)×40=720元。如工人根据盘根扭矩值的范围,利
用废旧皮带加盘根,45口抽油机井一年可节省盘根费用=45×720=3.24万元,全队抽油机井可节省电费=45×1.5×360×0.5=1.215万元。全队抽油机井每年可节省费用合计4.455万元。
5 结论及认识
盘根盒扭矩值越大,消耗功率和日耗电越大,反之,消耗功率和日耗电越小。两者之差能达到了5kW·h。制定了盘根盒合理扭矩区间原则:一是盘根盒要居中、牢固不能晃动;二是耗电量较低;三是盘根表面有一层油膜但不漏油。
[参考文献]
[1] 佟曼丽.油田化学[M].山东:石油大学出版社,1996.
[2] 万仁溥,罗英俊.采油技术手册[M].北京:石油工业出版社,1991.
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