节能降耗技术在机械采油中的应用研究

发表时间:2020/10/28   来源:《科学与技术》2020年6月第18期   作者: 滕旭东
[导读] 现阶段,随着我国经济的快速发展,我国石油开发进度的不断推进,多数油田的开采作业已经进入高含水阶段,而这也使得原本耗能较高的开采作业能耗进一步增大,因此对于节能降耗的需求也越来越迫切。
        滕旭东
        青海油田采油一厂尕斯第一采油作业区 青海 816499

        摘要:现阶段,随着我国经济的快速发展,我国石油开发进度的不断推进,多数油田的开采作业已经进入高含水阶段,而这也使得原本耗能较高的开采作业能耗进一步增大,因此对于节能降耗的需求也越来越迫切。在应用节能降耗技术时,需要根据石油开采的具体情况和实际要求来进行选择。当前机械采油系统所用的节能降耗技术有多种,而只有选择最为适配的技术手段才能够进一步发挥节能降耗的作用,从而为石油开采降低能源消耗与成本投入,创造更高的综合效益。
        关键词:节能降耗技术;机械采油;应用
        引言
        近些年我国的石油开采工作发展迅速,但是由于部分油田开采出现了含水量高和能源消耗过大现象,使得节能降耗开采技术得到重视。基于此,针对机械采油耗能问题进行分析,并通过螺杆泵采油配套技术、间歇采油技术、小井眼采油技术以及抽油机井节能技术,为节能降耗开采石油提供具体有效的参考。
        1常见的机械采油系统情况概述
        机械采油是我国油田开采过程中的重要技术工艺,主要是通过机械设备实现对石油的开采,通过机械设备以及现代化技术可以推动石油开采效率的提高,将更多的石油采出地面。机械采油过程中的硬件设备主要包括抽油机、抽油杆以及相关防护措施,然后配合软件的指令系统进行控制,实现高效的采油效果。但是目前常见的机械采油系统存在能耗较高的问题,在一定程度上制约了机械采油系统经济效益的最大化。本文就首先针对机械采油系统的特征与机械采油的能耗问题进行概述,为下文探究影响耗能的因素与节能降耗技术的应用策略奠定基础。(1)机械采油系统的特征概述。机械采油系统是石油开采过程中的主要工艺技术,在现阶段我国的石油采油系统中,软件与硬件之间形成了密切的配合效果,而这两部分中,硬件部分主要是抽油机的油杆、防护装置、油管等硬件装置,主要是在开采过程中进行抽油与管理工作。而软件部分则主要是指信息的采集与工艺管理的软件,通过计算机软件形成对机械采油硬件的控制。在整个系统中,软件与硬件之间相互协作,形成有机的采油系统,而电能就是推动机械采油进行的主要能源,在抽油的运动循环过程中,能耗就会不断的在呢个价,最终使得扭矩的大小与方向呈现出周期性的变化特点。(2)机械采油的能耗问题概述。机械采油作我国最为常用的一种采油手段,在机械采油的过程中由于大部分设备属于电力设备,因此电能也是推动机械设备运转的重要能源,但是目前我国的大部分油井抽采过程中,电能的消耗较大,并且在机械采油能耗的分析中发现,抽油机在负荷不足的情况下会因为系统功率系数、电动机负载率以及工作状态等因素出现电能需求与实际需求的差异,进而导致采油抽油系统的能耗较大,导致高能耗问题出现。
        2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。


        3节能降耗技术在机械采油中的应用
        3.1小井眼采油技术
        小井眼采油技术便是通过小井眼来进行抽采作业,而针对其中所用到的井具有着明确的要求,共有以下2点:(1)全井直径不能大于177.8mm;(2)井径不能大于区域常规井井径。小井眼采油技术对于井眼井径有着严格的标准,但这类技术却在实际应用中有着显著的优势。小井眼采油技术的所需场地不大,还可以节省钻井液的消耗。正是由于这些特征,使得该技术在应用过程中操作较为便利,能够有效节约劳动力、能耗和成本,避免操作失误等问题。
        3.2提捞采油技术
        抽油机进行油气开采的过程中会造成大量的能源消耗,增加油气开采的成本,但是采用提捞采油技术的话就可以有效的降低油气开采成本。提捞采油技术过程中并不涉及使用药剂和电,所以就可以节约药费和电费,并且综合运行成本相比较于抽油机来说也是非常的低,能够有效的增加提捞技术在油气开采过程中的广泛使用。此外,提捞式采油技术的过程中并不涉及对电力设备以及输油管线的使用。这些就极大的减小了开采成本,提高了石油企业的经济效益。最重要的就是石油属于不可再生资源,随着经济的发展对石油开采量的增加,我国的油气资源也逐渐的枯竭。再使用复杂的开采设备进行开采的话,就会极大的增加开采成本,减少经济效益,不能够做到真正的物有所值。所以在进行油气开采的过程中应该广泛的使用提捞式采油技术,达到节约资源的目的。
        3.3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。
        结语
        随着我国经济社会的快速发展,对石油资源的开采也越来越多,进而导致了石油的资源储量不断减少,开采难度越来越高。并且与西方发达国家相比,我国石油企业的开采能耗非常的大,严重影响了石油企业的经济效益,所以迫切的需要采取相应的措施进行节能降耗,推动我国的可持续发展。石油企业应该加大对节能降耗技术的研究和开发,并且广泛的应用于石油开采中,同时还要积极的与国外先进企业进行交流合作,学习先进的管理经验和节能降耗技术,提高我国石油企业的经济效益。
        参考文献
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        [3]郭明.节能降耗技术在机械采油中的应用[J].化工管理,2019(27):165.
        [4]张涛,董兰玉.节能降耗技术在机械采油中的应用[J].现代制造技术与装备,2018,No.257(04):151-152.
        [5]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.
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