機采系統效率培訓材料第1頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一提綱第一部分

系統效率的基本概念第二部分

影響系統效率的主要因素第三部分系統效率的測試與分析第四部分提高機采系統效率的途徑第2頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一一、系統效率的基本概念1.系統效率的定義抽油機井的系統效率抽汲系統有效功率與系統輸入功率之比。第3頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一抽油機井的有效功率：式中：P有—有效功率，kw;Q—油井產液量，m3/d;H—有效揚程，m;ρ—油井液體密度，t/m3;g—重力加速度，g=9.8m/s2。

在一定的揚程（H）下，將井內液體輸送到地面所需要的功率。一、系統效率的基本概念第4頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一一、系統效率的基本概念抽油機井的輸入功率式中：P入—輸入功率，kW；

np—有功電能表所轉的圈數，r；

K—電流互感器變化，常數；

K1—電壓互感器變化，常數；

Np—有功電能表耗電為1kwh時所轉的圈數，r/(kW·h);Tp—有功電能表轉np圈所用時間，s。是指拖動機械采油設備的電動機的輸入功率。第5頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一光桿功率：2.抽油機井的系統效率分解：是指光桿提升液體和克服井下各種阻力所消耗的功率。式中：P光—抽油機井光桿功率，kw；

A—示功圖的面積，mm2；

Sd—示功圖減程比，m/mm；

fd—示功圖力比，N/mm；

ns—光桿實測平均沖次，min-1。一、系統效率的基本概念第6頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一抽油機井的地面效率：式中：η地

—抽油機井的地面效率。分界點

P光

—抽油機井的光桿功率；

P入—抽油機井的輸入功率；一、系統效率的基本概念第7頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一抽油機井的井下效率：式中：η井—抽有機井井下效率。

P有

—抽油機井的有效功率。分界點一、系統效率的基本概念第8頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一抽油機井的系統效率分解：式中：η系

—抽油機井的系統效率；η井—抽油機井的井下效率；η地—抽油機井的地面效率；一、系統效率的基本概念第9頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一一、系統效率的基本概念抽汲過程中的能量分布:P光=P有效+P井下阻力損耗P入=P光+P機械損耗第10頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一一、系統效率的基本概念抽汲系統能耗分析

系統輸入能量地面機械損耗舉升液體有效能量井下阻力損耗氣體膨脹能

電能+P電＋P膨＝P有＋P無

深井泵采油過程就是克服阻力做功的過程,系統輸入能量一部分用于舉升液體,使其具有一定的勢能,而大部分則克服舉升過程中的阻力做功而消耗損失掉。第11頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一提綱第一部分系統效率的基本概念第二部分影響系統效率的主要因素第三部分系統效率的測試與分析第四部分提高機采系統效率的途徑第12頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一二、影響系統效率的主要因素根據有桿泵抽油機井系統效率的構成,可以知道,在油井地層條件一定的情況下，影響機采系統效率的主要因素包括地面因素、井下因素和管理因素等方面,而且這三者之間是相互聯系與制約的。第13頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一1、地面因素（1）大馬拉小馬現象。抽油機在運轉過程中負荷具有交變載荷的特點，要求在選擇驅動電動機容量時都留有足夠的裕度，以滿足抽油機的啟停要求。電動機在正常運行時均以輕載運行，存在“大馬拉小馬”現象，是點擊負載率低，對機采系統效率影響較大。（2）傳動皮帶和減速箱摩擦損失。傳動皮帶和減速箱對機采系統效率的影響主要體現在傳動過程中摩擦造成的功率損失。（3）四連桿機構的彈性損失。抽油機的四連桿機構，它對機采系統效率的影響主要體現在摩擦傳動過程的功率損失和往復運動過程中的彈性變形所造成的損失。二、影響系統效率的主要因素第14頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2、井下因素（1）油管的漏失、彈性伸縮損失。油管柱功率損失直接影響到機采系統效率的高低，其損失主要包括油管漏失損失、產出液與油管內壁產生的摩擦損失和油管彈性伸縮損失等。（2）抽油桿的摩擦及彈性伸縮損失。抽油桿的影響主要體現在抽油桿功率的損失，包括抽油桿與油管的摩擦損失、抽油桿與井下液體的摩擦損失和桿柱彈性伸縮損失，與生產參數的確定有直接關系。二、影響系統效率的主要因素第15頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一二、影響系統效率的主要因素（3）抽油泵效的影響。抽油泵效是機采系統井下效率重要的一部分，其功率損失主要為抽油泵柱塞與襯套之間的摩擦損失、泵漏失損失和產出液流經泵閥時由于水力引起的功率損失。（4）盤根盒的摩擦損失。盤根盒的影響表現在與盤根盒中密封填料的摩擦損失，突出表現在密封填料的材質、產出液含水率的高低和井口對中程度等方面。第16頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一3、設計和管理因素（1）設計抽吸參數不匹配。抽吸參數的選擇對系統效率的影響直接通過井下效率的高低和油井免修期的長短反應出來。其中，泵徑、泵深、沖程、沖次的大小對桿柱和液柱的慣性載荷、泵閥球的運動、柱塞的有效行程及運動狀態都起著決定作用。（2）抽油機設備保養不到位、不及時。地面設備潤滑保養及傳動皮帶調整不及時、盤根盒調整不到位也會降低效率。二、影響系統效率的主要因素第17頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一二、影響系統效率的主要因素（3）抽油機的不平衡。抽油機平衡直接影響到連桿機構、減速箱和電動機的效率和壽命，而且會加大電動機內耗，使油井能耗增加，系統效率降低。無論是欠平衡還是過平衡，都會增加系統的輸入功率，造成系統效率降低。電流平衡度為80%～110%時電動機功率最低。抽油機功率與平衡度關系曲線第18頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一提綱第一部分系統效率的基本概念第二部分影響系統效率的主要因素第三部分系統效率的測試與分析第四部分提高機采系統效率的途徑第19頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一三、系統效率的測試與分析1、測試目的

獲得抽油機井單井及區塊系統效率狀況、分析目前系統設備配置及工作參數設置中存在的問題及缺陷，尋找提高系統效率的潛力點，最終實現降低設備的能耗，降低機采井舉升成本、提高經濟效益的目的。第20頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2、測試儀器目前我廠采用PMTS3.1型抽油機井系統效率分析儀（北京長森科技有限公司）。三、系統效率的測試與分析第21頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一三、系統效率的測試與分析懸繩器測點配電箱測點3、測試點第22頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一三、系統效率的測試與分析電能測試：電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率；功圖測試：抽油機井地面示功圖，計算光桿功率；第23頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一測試注意事項：記錄一定要從下死點開始，這樣才能得出正確的平衡分析結果。常用的單相模式和三相三通道模式。單相模式用于檢查每一相的接線情況，三相三通道用于實際抽油機測試。三、系統效率的測試與分析接線前拉下電閘。測試時，電壓夾的ABC一定要和電流鉗的ABC相對應，不能搞錯了。電流鉗的正面進電（來電從正面進，反面出）電源開關箱電動機PMTS2.1背面電壓信號電流A電流B電流C電壓信號引線三相三通道電能測試接線示意圖第24頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一三、系統效率的測試與分析數據檢驗：電壓線相對平直，與電壓等級相符電流線與功率線有對應關系（功率高，電流也度，功率出現負的峰值，電流出現正的峰值）功率曲線會落地，大部分為正值，可能有少量負值，不能負值大于正值，不能是一條直線平均有功功率大于光桿功率5、系統效率分析抽油機井系統效率分析及優化設計軟件第25頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一三、系統效率的測試與分析第26頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一三、系統效率的測試與分析單井數據錄取井號、產液量、含水、產液密度、泵徑、油壓、套壓、泵深、動液面、報表沖程、報表沖次、沉沒度。第27頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一提綱第一部分什么是抽油機的系統效率第二部分影響系統效率的主要因素第三部分系統效率的測試與分析第四部分提高機采系統效率的途徑第28頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一

1、優化抽油參數

在保持產液量平穩的前提下，按照“長沖程、低沖次、適當泵徑”的原則對油井進行抽油參數優化，提高抽油泵效，對單井產液量小于2m3/d的油井采取間歇抽油措施，以現場易施工的方案進行實施，優先實施地面措施。

2、做好抽油機維護保養

定期進行抽油機維護保養，堅持抽油機“平衡率、對中率、水平率、潤滑合格率、緊固合格率”的配套管理制度。使上、下沖程減速器曲柄的最大凈扭矩基本相等，最大限度保持上、下沖程電動機作功相等，抽油機平衡度控制在80％～110％之間。四、提高機采系統效率的途徑第29頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一四、提高機采系統效率的途徑

以“六防”工藝配套為基礎，開展井筒綜合治理，提高井筒舉升效率。①根據不同區塊油井氣油比大小采取相應的防氣措施，采取井口控制套壓方法，保證合理沉沒度，減少氣體對泵效的影響；或根據需要采用井下油氣分離器；②采用固體防蠟器、溫控短路熱洗、自能熱洗以及井筒加藥等清防蠟措施；3、提高井筒舉升效率第30頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一四、提高機采系統效率的途徑

③對于井筒結垢嚴重的油井，采用井下固體防垢器、擠注法清垢，在結垢油井井筒投加防垢劑；④油管柱腐蝕嚴重的油井，在井筒投加緩蝕劑；⑤應用抽油機井優化診斷設計系統，合理配置抽油桿柱組合比例及扶正防磨措施；⑥推廣應用整筒泵，