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摘要：抽油机井井口盘根是影响抽油机传动效率的重要因素，盘根盒松紧度对抽油机的系统效率和耗电量有直接影响。进行了盘根盒松紧度对抽油机井能耗影响的现场试验，根据试验结果分析了盘根盒松紧度与系统效率及日耗电量的关系，发现盘根盒扭矩越大，消耗功率和日耗电越大，反之，消耗功率和日耗电越小。同时总结了盘根盒合理扭矩区间的原则，并以此制订了盘根的日常操作标准和管理标准。
关键词：抽油机井 盘根盒 扭矩 系统效率 耗电量
抽油机井井口盘根是传输动力的重要环节，其松紧度直接影响系统效率和耗电量。盘根过松会导致井口漏油，盘根过紧引起电流上升，耗电量增加;因此，需要研究和制定盘根能耗低点的操作标准，合理调整盘根松紧度既可以降低抽油机耗电量，又能提高抽油机井的系统效率。
1、系统效率影响因素
以抽油机为系统，借助节点分析法，从动力输入到能量输出，从以下几方面进行节点效率分析结果见表1。
表1 抽油机各节点能耗状况统计分析结果
从理论分析可以看出，对系统效率影响较大的因素主要有泵效、抽油杆柱效率、抽油机皮带-减速箱效率、皮带-电动机效率、盘根盒效率。对以上各种因素分析认为，盘根盒效率可以通过日常管理来提高，以此作为切入点。
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以下两项：
1)盘根盒及密封材料对系统效率有影响。通过理论测算对于橡胶密封类、普通密封盒、光杆三者匹配，密封盒的平均消耗功率为0.665 kW左右;而对于石墨类密封材料、调心密封盒、光杆三者匹配,密封盒的平均消耗功率只有0.07 kW左右。
2) 盘根盒压盖松紧程度对耗电的影响比较大。在盘根盒完全松开和盘根盒调紧条件下，日耗电可小幅度降低。
为此，我们进行了盘根盒松紧度调整现场试验，量化盘根盒松紧度的操作标准，从而提高机采井系统效率，实现精细节能降耗。
3 盘根盒松紧度现场试验
3.1 现场试验内容与要求
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。
1)对盘根盒类型、工作参数、含水等情况进行调查。
2)依据调查结果，对抽油机井进行分类，确定试验井号。
3)检测目前状态下的盘根盒扭矩，同时测耗电情况(消耗功率、5 min耗电)，并录取计算系统效率所需的其他数据(日产液、含水、沉没度、套压、油压等)。
4)把盘根盒扭矩降到低，直到盘根盒微漏时停止，10 min后测耗电情况(消耗功率、5 min耗电)。为了保证测试数据的一致性，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。
5)通过现场测试，发现盘根盒扭矩由大调小时，由于盘根盒压缩后恢复较慢，影响测试效果，因此应该先把扭矩降到低，然后逐渐增加扭矩，提高测试的准确性。
6)在测试盘根盒扭矩时，要求调整后间隔10 min后再测量，以保证盘根盒内填料恢复至正常状态。
7)逐级提高盘根盒扭矩，10 min后测耗电情况(消耗功率、5 min耗电)，单井测试次数视实际情况确定。
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
2009年8月按照盘根盒量化现场试验方案在203、204队进行了现场试验，对抽油机井的消耗功率进行了测试。通过对单井测试情况进行分析，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，两者之差达到5 kWh以上。
升43-31井原始状态下盘根盒扭矩为83 Nm消耗功率为3.749 kW，折算日耗电为90.0 kWh;扭矩降至34 Nm时，消耗功率为3.716 kW，折算日耗电89.2 kWh，与原态对比日耗电降低了0.8 kWh扭矩降至23 Nm时(轻微漏失，光杆上微带油)消耗功率为3.689 kW，折算日耗电88.5 kWh，与原态对比日耗电下降了1.5 kWh，下降了1.7%。然后将盘根盒扭矩恢复到 90 Nm，测试消耗功率为3.767 kW，折算日耗电为90.4 kWh，与原态基本一致，见表2。
表2 升43-31井不同扭矩值对应的日耗电值
升43-31井、升38-40井、升40-斜40井不同扭矩下耗电曲线见图1、图2、图3。
针对不同盘根盒的不同扭矩值得出试验结论，每口井平均节电在1.5 kWh左右。试验中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
4.1 合理扭矩区间制定原则
在先期现场试验的基础上，在采油二矿选取了58口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是：盘根盒要居中、牢固不能晃动;耗电量较低;盘根盒处于微漏状态，见表3。
表3 盘根盒合理扭矩调整区间
从方便现场操作和管理出发，以盘根盒处于微漏状态(上冲程时光杆上微带油，且温度适中不发烫为标准)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720元。如果工人根据盘根扭矩值的范围，利用废旧皮带加盘根，2 500口抽油机井一年可节省盘根费用180万元。
以平均单井运行320 d，每口井平均节电1.5kWh，电费1 kWh 花费0.574 7元，抽油机井平均利用率95%，平均有效时率95%来计算：全厂抽油机井可节省电费62.2万元，全厂抽油机井每年可节省费用合计242.2万元。
2009年在油田应用此项技术，实施盘根盒紧松度调整400口井。根据试验结果，单井日节电达到1.5 kWh，按90 d计算，当年可节电4.9×104kWh，节约电费2.8万元。
5 结论及认识
1)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，两者之差极限达到了5 kWh。
2)制定了盘根盒合理扭矩区间原则：盘根盒要居中、牢固不能晃动;耗电量较低;盘根盒处于微漏状态(上冲程时光杆上微带油，且温度适中不发烫为标准)。
3)在盘根盒调整工作中，以盘根盒处于微漏状态作为现场操作和管理标准。
4)操作过程中首先用管钳将盘根盒调整到比较松的状态，然后再利用扭矩扳手进行调整。
