低渗透油藏油井间开生产技术研究与应用

针对长庆油田第三采油厂抽油机系统运行现状进行分析,结合低渗透油藏渗流规律,从油井间开机理分析入手,在确保油井不减产的前提下,摸索油井间开规律,经过现场与理论论证,准确确定了不同产量油井间开周期,解决了低产低效井能耗高、泵效低的问题,取得了较好效益     

低渗透油藏油井间开生产技术研究与应用

针对长庆油田第三采油厂抽油机系统运行现状进行分析,结合低渗透油藏渗流规律,从油井间开机理分析入手,在确保油井不减产的前提下,摸索油井间开规律,经过现场与理论论证,准确确定了不同产量油井间开周期,解决了低产低效井能耗高、泵效低的问题,取得了较好效益     

游梁式抽油机并联机构组合研究

根据并联式机构组合原理，利用机构创新的基本理论，提出了对游粱式抽油机联机配对的使用方法。通过对并联机构的运动与动力分析，给出曲柄净扭矩曲线图，与异相型和常规型游粱式抽油机比较，联机配对抽油机基本消除了负扭矩，减少了抽油机曲柄轴净扭矩峰值，降低了电动机的容量，基本解决了游粱式抽油机能耗大、效率低的问题，为抽油机的技术改造提供了一种新途径。     

注重功率平衡提高抽油井系统效率

有杆泵采油占我国油井的80%,由于与抽油机联合工作的井下抽油泵载荷交替变化造成地面系统工作不平稳,加剧了动力系统的无功消耗,导致抽油系统的低效率运行,造成了巨大的能源浪费。通过抽油机电机的输入功率等电参数、油井示功图、油井生产参数的测试、录取和系统效率计算工作,对测试数据进行系统的节点分析,确定了造成抽油机系统效率低的因素,提高抽油机系统效率的目的。     

不同抽油机井系统效率计算模型研究与节能效果

为降低油井生产能耗和提高系统效率,油田应用了多种新型节能抽油机,但缺乏节能抽油机特性与节能效果及其选型理论的研究。为此,基于常规游梁式抽油机、异相型抽油机、调径变矩抽油机、异型抽油机和皮带式抽油机的工作动态特性,建立了不同抽油机的油井地面效率计算模型,并运用抽油杆柱纵向振动的一维有阻尼波动方程,以悬点运动规律和井下泵的受力状况为边界条件,建立了抽油机井地面功图与泵功图的计算模型;井下举升效率和系统效率计算模型。研究不同抽油机井的系统效率和节电率,分析了不同井液黏度和不同下泵深度对抽油机井系统效率的影响。结果表明,与常规游梁式抽油机相比较,其它四种抽油机都能达到提高系统效率和节电节能的目的,其中皮带式抽油机的系统效率为最高,相对于常规游梁式抽油机井提高9.06%,节电率为22.36%;随着井液黏度的增大,油井生产系统效率均降低,皮带式抽油机井的下降幅度较小,适合于稠油井的应用;抽油机井存在油井生产系统效率最高的合理下泵深度(或合理沉没度)。     

抽油机直接驱动无刷直流电动机控制器设计

为改善传统抽油机高速驱动、多级传动带来的效率低、功率因数低、维护费用高、噪声大等缺点,设计了基于MC33035的无刷直流电动机控制器,采用低速运行的大轮盘永磁电机直接驱动抽油机实现油杆的往复运动.     

具有负载自适应功能的游梁式抽油机矢量控制系统

 为了减少抽油机的能耗,降低采油成本,提高系统效率,本文提出将电动机矢量控制技术应用于抽油机中,并使用模糊PID控制器使异步电动机的工作特性与游梁式抽油机载荷的变动特性相匹配.矢量控制方法实现了电动机的磁链和转矩解耦、抽油机的曲柄扭矩计算和等效力学模型确定的控制系统输入,而载荷传感器作为负载反馈,则可以根据负载控制电动机的电磁转矩电流.在抽油机运行过程中,矢量控制系统实时进行负载自适应控制,可提高电动机功率因数,降低无功功率.对具有负载自适应功能的游梁式抽油机矢量控制系统在长庆油田进行了现场试验,试验结果表明该控制系统能够实时、动态自动调整电机的转矩电流,使电机的输出转矩与抽油机的负载特性相匹配,提高了抽油机系统效率,达到节能降耗的目的.     

井口智能间歇抽油技术研究

针对常规抽油机举升存在的一次性投资大、能耗高和系统效率低等实际问题,大庆外围油田开展了井口智能间歇抽油举升工艺技术研究。地面自动化智能装置通过钢丝绳带动提捞抽子做上下往复运动,达到举升抽油的目的,根据液面深度、液面恢复速度的变化自动设定合理的间抽时间,从而达到油井的抽汲参数与地层产能合理配合,避免干抽或地层能量发挥不出来的现象,达到节能降耗的目的,该技术的研究与应用,为油田探索出一条全新的举升方式,特别是在低产油田高含水开发期,有着十分重要的意义和广阔的应用前景。     

基于动液面与套压的抽油控制系统

油井动液面和套管环空压力是影响抽油机效率与能耗的重要因素。设计了一种基于动液面与套压的抽油控制系统,该系统主要由动液面和套压检测仪、以STM32为核心的智能控制器、变频器和电磁阀构成,动液面和套压双回路抽油控制策略分别采用模糊控制和位控制算法,智能控制器通过抽油机变频器和井口电磁阀实现最佳抽油冲次与最优抽油状态控制。实验结果表明,该抽油控制系统能够确保油井动液面准确和套压稳定,实现抽油机低能耗下的高效生产,在油田开发与生产中有较高的应用价值。     

抽油机节能控制技术的应用分析

我国油井大多采用的常规游梁式抽油机,存在着能耗大的缺点。随着我国经济的发展,石油的需求量越来越大,原油开采的难度增大,开采成本增加,对常规抽油设备进行节能控制,或采用新型节能抽油设备,对降低开采成本,提高油田经济效益并达到国家节能减排的要求具有重要意义。本文就抽油机采油系统节能控制技术应用必要性、抽油机能耗大的原因及解决方案、抽油机节能控制技术的应用等几方面进行了论述。     

基于功率曲线法的游梁式抽油机曲柄平衡调整模型

近些年,游梁式抽油机电机功率测试越来越普及,如何利用功率曲线数据信息指导抽油机节能运行变得更加重要。以抽油机平衡准则为基础,开展了利用功率曲线数据进行曲柄平衡抽油机调平衡方法的研究。研究中,结合生产现场实际情况,利用电动机功率与传到曲柄轴上的扭矩的关系,建立了曲柄平衡块位置改变量与电机输出功率改变量的关系,依据不同的抽油机平衡准则,分别建立了峰值功率法曲柄平衡块调整量计算模型和均方根功率法曲柄平衡块调整量计算模型。计算表明,与平均功率法和峰值功率法相比,均方根功率法能耗最小,有利于进一步挖掘抽油机节能潜力。     

应用CAD方法对高滑差电机驱动游梁抽油机性能的分析

近几年,我国研制了一种超高滑差异步电机(Ultra—High Slip Motor),用于驱动游梁式抽油机。本文根据试验与试用中的问题,从理论上做了深入的分析。应用CAD方法,显示出多种特性参数曲线,表明高滑差异步电机驱动的各型抽油机具有较佳工况。并通过对抽油机曲柄运动规律的优化,可确定最佳的滑差率,从而可节省电能,提高工效,增产原油,延长抽油装置使用寿命,从而获得较大的经济效益。     

抽油机井地面设备组合优化与节能技术

抽油机井的各种节能型机电设备的优化配置可以显著提高抽油机井的系统效率。按照可独立进行节能改造的原则,将抽油机井地面系统划分为电控箱、电动机、抽油机三个单元,建立了抽油机井数据库。提出了地面设备合理配置的混合离散变量优化模型,研究了求解策略,并编制了抽油机井地面设备优化组合软件。现场应用结果表明,利用抽油机井地面设备组合优化与节能技术开发的优化软件,可以实现抽油机井地面耗电设备的合理配置,提高系统效率,具有显著节能效果。     

游梁式抽油机减速器平均效率的测量

游梁式抽油机减速器的平均效率是分析抽油机动态性能的重要工作参数，用常规方法很难对减速器输出轴转矩瞬时值进行连续测量，所得到的只是平均转矩，其测试结果也有误差．本文介绍了用ＮＥＣ公司生产的ＮＫ－７６９０遥测仪同步测试电机、抽油机曲柄轴转矩，用测速电机测电机转速的方案，最后算出一冲程内电机及减速器输出轴功率，再用积分法算出二者在一冲程内的功则可算出减速器的平均效率．本文提供对２种工况的测试结果     

游梁式抽油机自动调平衡机构设计与分析

在油井生产过程中为提高游梁式抽油机采油效率、降低能耗,需要对抽油机的平衡状态进行定期检查并及时调整。针对现有游梁式抽油机机械调平衡方案存在的丝杠承受载荷大、润滑条件差、易卡砂、结蜡、腐蚀,等缺点,提出一种新的机械自平衡机构。设计了关键的锁紧机构,建立了锁紧机构的拉格朗日运动微分方程;该机构利用平衡块自身重力驱动,通过平衡检测装置控制电磁铁实现机构的解锁、落锁功能,达到自动调整游梁式抽游机平衡的目的。抽油机调平衡机构的研究对改善现有抽油机动平衡,节能降耗,增加使用寿命具有重大意义。     

Kinematics and dynamics analysis of drive mechanism of parallel four-bar energy-saving pumping unit

The conventional beam pumping unit consumes a large amount of energy due to its unsmooth movement. In this work, we design a new energy-saving parallel four-bar pumping unit and derive the kinematic and dynamic law of the drive mechanism systematically by theoretical method. For the given target technical parameter, the theoretical results are verified by computer simulation, which shows that the simulation dynamic curves agree well with the theoretical ones and the calculated power consumption is low. Theoretical analysis shows that the newly designed pumping unit reduces average power by 28.8% compared with its conventional counterpart. The much lower theoretical energy consumption and the better dynamic performance indicate that the new energy-saving pumping unit is well designed and will have a significant application prospect.     

梯级泵站优化调度研究

梯级泵站能耗大,对其进行优化调度,节能效果显著。结合一梯级泵站的实际,建立了级间无分水任务的梯级泵站优化调度的动态规划数学模型,给出了优化调度图。阐明了改善级间流量配合是提高梯级泵站效率、降低供水能耗的主要途径。