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采油方式及設備
采油工程是油田開采過程中根據(jù)開發(fā)目標通過生產(chǎn)井和注入井對油藏采取的各項工程技術措施的總稱。作為一門綜合性應用學科，它所研究的是可經(jīng)濟有效地作用于油藏，以提高油井產(chǎn)量和原油采收率的各項工程技術措施的理論、工程設計方法及實施技術。下面就是小編帶來的采油方式及設備的相關資料，歡迎閱讀和參考。
采油方式及設備
摘要：常見的采油方式分為自噴采油和人工舉升采油兩類，人工舉升又可以分為：有桿泵采油、無桿泵采油、氣舉采油。
其中，有桿泵采油包括：常規(guī)抽油機采油方式和螺桿泵采油方式;無桿泵采油包括：潛油電泵采油方式(潛油電動離心泵、潛油電動螺桿泵)和水力泵采油方式(水力活塞泵、水力射流泵);氣舉采油方式包括：連續(xù)氣舉和間歇氣舉兩類。
關鍵詞：采油 方式 氣舉 無桿泵
一、采油方式之氣舉采油
氣舉采油就是當油井停噴以后，為了使油井能夠繼續(xù)出油，利用高壓壓縮機，人為地把天然氣壓入井下，使原油噴出地面，這種方法叫做氣舉采油。
氣舉采油是基于U形管的原理，從油管與套管的環(huán)形空間，通過裝在油管上的氣舉閥，將天然氣連續(xù)不斷地注入油管內(nèi)，使油管內(nèi)的液體與注入的高壓天然氣混合，降低液柱的密度，減少液柱對井底的回壓，從而使油層與井底之間形成足夠的生產(chǎn)壓差，油層內(nèi)的原油不斷地流入井底，并被舉升到地面。
氣舉采油，一般在油管管柱上安裝5～6個氣舉閥，從井下一定的深度開始，每隔一定距離安裝一個氣舉閥，一直安裝到接近井底。
氣舉采油的優(yōu)點是：在不停產(chǎn)的情況下，通過不斷加深氣舉，使油井維持較高的產(chǎn)量;在采用31/2’’氣舉管柱情況下，可以把小直徑的工具和儀器，通過氣舉管柱下入井內(nèi)，進行油層補孔、生產(chǎn)測井和封堵底水等;減少井下作業(yè)次數(shù)，降低生產(chǎn)成本。
氣舉采油的缺點是：需要壓縮機站及大量高壓管線，地面設備系統(tǒng)復雜，投資大;氣體能量利用率低，使其應用受到限制。
氣舉采油必備條件是：必須有單獨的氣層作為氣源，或可靠的天然氣供氣管網(wǎng)供氣;油田開發(fā)初期，要建設高壓壓縮機站和高壓供氣管線，一次性投資大。
氣舉采油的方式按進氣的連續(xù)性，氣舉可分為連續(xù)性氣舉和間歇性氣舉兩大類。
連續(xù)性氣舉 適用于采油指數(shù)高和因井深造成井底壓力較高的井。
間歇性氣舉既可用于低產(chǎn)井，也可用于采油指數(shù)高井底壓力低，或者采油指數(shù)與井底壓力低的井;按進氣的通路氣舉可分為環(huán)形空間進氣(正舉)和中心管進氣(反舉)兩種。
中心管進氣時，被舉升的液體在環(huán)形空間的流速較低其中的砂易沉淀，蠟易積聚，故常用環(huán)形空間進氣的氣舉方式。
井下管柱，按下入井中的管子數(shù)氣舉可分為單管氣舉和多管氣舉。
多管氣舉可同時進行多層開采，但其結構復雜，鋼材消耗量多，一般很少采用。
簡單而又常用的單管氣舉管柱有開式、半閉式和閉式三種。
開式管柱，不帶封隔器者稱為開式管柱。
采用這種管柱時，每次開井時都需要排出套管中聚集的液體并重新穩(wěn)定，下部閥會由于液體侵蝕而發(fā)生損壞，控制不當會使套管內(nèi)的高壓氣大量通過管鞋進入油管引起油井間歇噴油。
因此，它只適用于連續(xù)氣舉和無法下入封隔器的油井;半閉式管柱，帶有封隔器的管柱稱為半閉式管柱。
它既可用于連續(xù)氣舉，也可用于間歇氣舉。
這種管柱雖然克服了開式管柱的某些缺點，但對于間歇氣舉仍不能防止大量注入氣進入油管后，通過油管對地層的作用;閉式管柱，在半閉式管柱的油管底部加單流閥，以防止注氣壓力通過油管作用在油層上。
閉式管柱只適用于間歇氣舉。
二、采油方式之無桿泵采油
一般將利用抽油桿柱上下往復運動進行驅動的抽油設備統(tǒng)稱為有桿抽油設備(井數(shù)多規(guī)模大);凡是不用抽油桿柱傳遞能量，而是利用電纜或高壓液體傳遞能量的抽油設備統(tǒng)稱為無桿抽油設備。
利用抽油桿柱旋轉運動的井下螺桿泵裝置雖然也有抽油桿，但習慣上將其列入無桿抽油設備。
本文主要介紹潛油電泵、螺桿泵、水力射流泵和水力活塞泵抽油裝置、采油及工藝設計方法。
潛油電泵采油系統(tǒng)，潛油電泵采油系統(tǒng)主要由電機、保護器、氣液分離器、多級離心泵、電纜、接線盒、控制屏和變壓器等部件組成。
除了上述基本部件外，還可選用一些附屬部件，如單流閥、泄油閥、扶正器、井下壓力測量儀表和變速驅動裝置等。
該系統(tǒng)的工作原理是地面電源通過變壓器、控制屏和電纜將電能輸送給井下電機，帶動多級離心泵葉輪旋轉，將電能轉換為機械能，把井液舉升到地面。
潛油電泵系統(tǒng)部件有：電機、保護器、氣液分離器、電纜、控制屏、變壓器、接線盒、壓力傳感器、單流閥和泄油閥、扶正器。
螺桿泵(PCP，Progressing Cavity Pump)是以液體產(chǎn)生的旋轉位移為泵送基礎的一種新型機械采油裝置。
螺桿泵采油系統(tǒng)，螺桿泵采油系統(tǒng)按驅動方式可劃分為地面驅動和井下驅動兩大類，而地面驅動按不同驅動形式又可分為皮帶傳動和直接傳動兩種形式，井下驅動也可分為電驅動和液壓驅動兩種形式。
在整個螺桿泵采油系統(tǒng)中，地面驅動發(fā)展較早、也較成熟，但是井下驅動避免了地面驅動扭矩的損失、設備也比較少，具有較高的采油效率。
地面驅動螺桿泵系統(tǒng)，地面驅動螺桿泵裝置是利用抽油桿傳遞地面電機的扭矩，帶動井下螺桿泵轉動來舉升原油。
就其驅動方式而言，它是一種旋轉運動的有桿泵。
其裝置主要由驅動系統(tǒng)、聯(lián)接器、抽油桿及井下抽油裝置組成。
但隨著叢式井、定向井及斜井的日益增多，地面驅動螺桿泵開始暴露出其缺陷，由于不斷的扭轉常使抽油桿接箍松脫，絲扣損壞，特別是在下泵較深，負荷較大的井中更為嚴重;另外，在叢式井、定向井和斜井中，常規(guī)的地面驅動系統(tǒng)還要經(jīng)受抽油桿損壞和抽油桿與油管偏磨產(chǎn)生的漏失問題，增加了油井因抽油桿失效所造成的損失，使油井作業(yè)費用增加。
包括：電控箱、控制系統(tǒng)、監(jiān)測和保護系統(tǒng)、地面驅動裝置、螺桿泵井口、抽油桿柱、輔助器具
井下驅動螺桿泵系統(tǒng)、多數(shù)井下驅動螺桿泵裝置其驅動方式為電動或液壓馬達，它是另一種形式的潛油電泵(無桿泵)。
其井下部分由電機、保護器和螺桿泵組成，潛油電動螺桿泵井下機組主要由四極潛油電機、電機保護器、行星齒輪減速器、減速器保護器、螺桿泵組成。
地面電能通過電纜傳遞給井下電機，帶動螺桿泵旋轉，將井液排到地面。
采用液壓馬達的井下驅動螺桿泵裝置主要用于油井測試過程中。
潛油電動螺桿泵工作原理是動力及引接電纜將電力傳送至井下潛油電機，潛油電機通過齒輪減速器和雙萬向節(jié)驅動螺桿泵在低速下轉動，井液經(jīng)過泵增壓后，通過油管舉升到地面。
三、結語
選擇正確的機械采油方式是油氣井獲得長期最佳效益的關鍵，而機械采油方式的確定必須以其適應性評價為基礎。
過去主要是基于經(jīng)驗總結的定性描述來選擇機械采油方式，具有一 定的主觀性和隨意性。
為此，提出將機械采油方式的適應性評價視為多層次的模糊決策問題，需要層次分析方法、模糊分析和相對比較法對其進行適應性評價。
要為機械采油方式?jīng)Q策的定量化、科學化和最優(yōu)化進行深入研究。
地面采油設備節(jié)能方法
【摘要】隨著我國能源形勢的不斷加劇，研究石油石化企業(yè)自身的節(jié)能技術對于節(jié)能提效，節(jié)約企業(yè)成本具有重要意義。
本文從引進節(jié)能型抽油機、研發(fā)新型電動機、運用節(jié)能電控裝置、提高泵效、加強抽油機井管理水平等方面展開探索，介紹與歸納地面采油設備節(jié)能方法，旨在提升地面采油設備的節(jié)能效率，有效降低企業(yè)成本。
【關鍵詞】 采油設備 節(jié)能 方法
1、引言
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源供應緊張，環(huán)境日趨惡化。石油石化企業(yè)作為能耗大戶推進節(jié)能工作，減少污染排放力度，勢在必行。要實現(xiàn)節(jié)能減排目標，必須要探索采油設備節(jié)能的方法。
它不但可以為企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟效益，還能帶來巨大的社會效益。我國油田經(jīng)過一段時期的開采，大部分油井自噴能力下降，采油進入機械采油階段。油田機械采油由于在井下工具方面來探索節(jié)約能耗，發(fā)展空間有限。
故本文從地面設備層面探索節(jié)能方法，以實現(xiàn)節(jié)能降耗、降本增效。
2、地面采油系統(tǒng)節(jié)能方法探索
機械采油系統(tǒng)高耗低效與技術裝備、生產(chǎn)管理與技術水平等因素有著很大貢獻，本文從以下幾個方面進行節(jié)能探索。
2.1 引進節(jié)能型抽油機
“提高抽油機系統(tǒng)的節(jié)能效率和管理水平是油田生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)”[1]節(jié)能型抽油機主要是通過改進抽油機的結構實現(xiàn)節(jié)能提效的方法，優(yōu)化設計抽油機四桿機構，改變它的平衡方式，改變抽油機曲柄軸凈扭矩曲線的大小與形狀，使扭矩波動趨向平緩，最終通過提高電動機的工作效率來實現(xiàn)節(jié)能提效。
異相曲柄平衡抽油機、直線電機式抽油機、雙驢頭抽油機和漸開線抽油機等是常見的幾種節(jié)能型抽油機。
異相曲柄平衡抽油機屬于非對稱循環(huán)抽油機，下沖程時間短，上沖程時間較長。
比如CYJlO一3―26B(Y)抽油機，它在沖次n一9min 時，沖程所耗時間都是3.55s;與之相比，CYJ1O一3―26B抽油機，沖程所耗時間都是3.33s。
假設兩者所需有用功一樣，前者光桿功率大約可以減少6%，這代表著效率明顯提高;直線電機式抽油機是在綜合游梁抽油機和無游梁抽油機的優(yōu)點基礎上發(fā)明的，它通過直線電機將電能直接轉換為直線往復運動，有效簡化了傳動方式，運用天平式方式改善平衡效果，達到減少能量損失、實現(xiàn)節(jié)能的目的。
“通過對韋8，韋5區(qū)塊調(diào)查對比測試，抽油機平衡運行時節(jié)電達22%，所以抽油機調(diào)平衡是一項重要的節(jié)能技術措施。”[2];雙驢頭抽油機設計源于常規(guī)型游梁式抽油機，在保持常規(guī)機優(yōu)點基礎上發(fā)展起來的新抽油設備，同時它具有節(jié)能、低沖次、系統(tǒng)效率高等優(yōu)點;漸開線抽油機與異相曲柄抽油機相比，它在節(jié)能效果上有了大幅提升，該抽油機曲柄軸凈扭矩曲線變化趨于平緩，有效消除了負扭矩，在同參數(shù)前提下，它的減速箱額定扭矩與常規(guī)游梁式抽油機相比，下降了30多，裝機功率大約下降了50，節(jié)電效果最為顯著，是未來抽油機運用的方向。
2.2 研發(fā)新型電動機
這種方法通過研究與改良電機特性，使之較好的與采油井自身狀況匹配起來，提升電動機效率與功率因數(shù)。
常見的是采用高轉差率電動機與超高轉差率電動機取代常規(guī)轉差率電動機。
Baldor公司研發(fā)的高轉差率電動機驅動應用到抽油機可以節(jié)電22.7，提高抽油機功率因數(shù)74 ;國產(chǎn)超高轉差率電動機有功節(jié)電率與之相比稍低一些，約為10.56，節(jié)電率是17.42 ，新型電動機可以有效解決目前“弱馬拉大車”現(xiàn)狀，有效優(yōu)化采油設備運行質態(tài);
我們還可以采用節(jié)能配電箱達到節(jié)電效果，同樣在高壓電動機起動時并聯(lián)適當電容值的電容器，也可以補償起動時的無功功率。
它的優(yōu)點在于起動時電動機的端電壓不降低，有效起到減少起動電流，但不減少起動轉矩，以縮小起動時間達到節(jié)電效果。
2.3 運用節(jié)能電控裝置
節(jié)能電控裝置對于油田節(jié)能改造具有節(jié)能效果顯著、成本低、操作簡便等優(yōu)點。目前常用的節(jié)能電控裝置主要有繼電接觸器、間抽控制器、變頻調(diào)速器等繼電接觸器。
繼電接觸器通過定子繞組間的切換，實現(xiàn)有級降壓節(jié)能;間抽控制器。抽油機一般按照油井的最大抽取量進行選擇，造成很低的泵效，大大浪費了電能。
間抽控制器運用后，在油井出液量出現(xiàn)不足或者出現(xiàn)空抽現(xiàn)象情況下，它能夠自動關閉抽油機，等待液量蓄積，在液面達到定量深度時，再自動開啟抽油機，能夠節(jié)省大量電能。
“隨著電力電子器件(包括半控和全控)的制造技術，交流電動機的矢量變換控制技術，PWM技術及大規(guī)模集成電路為基礎的全數(shù)字技術的發(fā)展，變頻調(diào)速日益成熟且成為交流調(diào)速的主流�！盵3]變頻調(diào)速器節(jié)能方式是抽油機節(jié)能電控裝置的發(fā)展方向，目前在我國一些油田得到了運用。
我國大多油田表現(xiàn)出低滲、低孔、低壓的低滲透等特征，還有一些油井的地下滲透力達不到泵排量，針對這些特點最好辦法就是實施間開制度，以提高抽吸效率，有效降低單位產(chǎn)量的能源消耗指標，但這種方法會影響油田產(chǎn)油量，不能大規(guī)模實施。
抽油泵是一種柱塞泵，因此我們可以改變抽油機的電動機轉速，從而使排量與油井滲透能力相適應起來。在抽油機安裝變頻調(diào)速器具有顯示的優(yōu)越性。我們可以針對油井的出油量，自動調(diào)節(jié)電動機的轉速，以此來調(diào)節(jié)功率達到節(jié)能目標。而且隨著現(xiàn)代電力電子技術的快速發(fā)展，變頻調(diào)速器性能將得到進一步的提高，將會進一步提升節(jié)能效果。
2.4 其他方法
我們也可以通過提高泵效實現(xiàn)節(jié)能。
比如安裝氣錨可以有效提高泵的容積效率;研制安全有效的油管錨定工具來降低沖程損失;利用抽油機井優(yōu)化設計軟件與現(xiàn)有模擬試驗設備進行抽油機井的系統(tǒng)效率評價，以提升泵效實現(xiàn)節(jié)能;加強抽油機井管理水平也是有效的方法，我們要不斷強化抽油機保養(yǎng)制度，不斷完善抽油機管理制度，對抽油機井進行定期檢查，以便在第一時間掌握抽油機運行質態(tài)，及時進行維護與更新，從而提高抽油機井的系統(tǒng)效率實現(xiàn)節(jié)能。
3 結語
抽油機節(jié)能方法探索是一項長期而復雜的工作，需要我們在實踐中不斷探索，不斷引進新工藝與新技術，有效實現(xiàn)節(jié)能提效，節(jié)約企業(yè)成本，同時也為我國節(jié)能減排工作做出應有的貢獻。
參考文獻
[1] 張海斌，提高抽油機井生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化設計[TE933.1]，中國化工貿(mào)易，2013，13
[2] 李安.抽油機平衡調(diào)節(jié)[F272]內(nèi)江科技，2009，07
[3] 丁宏，閆玉娟，張建強， 桑斌修.變頻調(diào)速器的應用領域及變頻調(diào)速的節(jié)能分析[TM921.51]，2003年晉冀魯豫鄂蒙川滬云貴甘十一省市區(qū)機械工程學會學術年會論文集(河南分冊)
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