抽油机井盘根盒松紧度对能耗影响因素分析

　　摘 要：盘根盒松紧度对抽油机的系统效率和耗电量有直接影响，本文针对抽油机井盘根盒松紧度进行能耗试验，并总结出盘根的日常操作标准，从而很大限度的提高油井系统效率，降低能耗。

　　关键词：盘根盒;扭矩值

　　抽油机井口盘根是传输动力的重要环节，其松紧度影响油井系统效率和耗电量，盘根过松会导致井口漏油，过紧会使油井电流上升，增加耗电量;因此，需要研究和制定盘根能耗至低点的操作标准，合理调整盘根松紧度。

　　1、系统效率计算方法及影响因素

　　常规计算系统效率的公式为：η= QHρg/86400P电入

　　从公式中可以看出，影响系统效率的主要因素是产液量、有效举升高度和耗电量。为此， 我们从有杆泵抽油井的能量损失入手，分析各节点处能量损失对系统效率的影响。有杆泵抽油井的能量损失包括地面和井下两部分，即：

　　η=ηuηd (1)

　　式中：η有杆泵的系统效率;ηu 地面部分效率;ηd 井下部分效率。

　　地面部分的能量损失，发生在电动机、皮带-减速箱、四连杆机构中，因此：

　　ηu=η1η2η3 (2)

　　井下部分能量的损失主要发生在盘根盒、抽油杆、泵以及油管柱中，因此：

　　ηd=η4η5η6η7 (3)

　　由式(1)式(2)式(3)可知：η=η1η2η3η4η5η6η7 (4)

　　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 ①盘根盒及密封材料对系统效率有影响。通过理论测算橡胶密封类、普通密封盒、光杆三者匹配，密封盒的平均消耗功率为0.665kW 左右。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0.07kW左右。②盘根盒压盖松紧程度对耗电的影响比较大。

　　为此，我们进行了盘根盒松紧度调整现场试验。

　　3、盘根盒松紧度现场试验及效果分析

　　3.1 盘根盒松紧度现场试验

　　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。试验过程：①对盘根盒类型、工作参数、含水等情况进行调查，并确定井号。②检测盘根盒扭矩，同时测耗电情况，并录取计算系统效率所需的其它数据(日产液、含水、沉没度、套压、油压等)。

　　③把盘根盒扭矩降到特低，直到盘根表面有一层油膜但不漏油为止，10分钟后测耗电情况。 为保证数据的一致性，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。④现场测试时发现盘根盒扭矩由大调小时，由于盘根盒压缩后恢复较慢，影响效果。因此应先把扭矩降到特低，然后逐渐增加扭矩，提高测试的准确性。⑤在测试盘根盒扭矩时，要求调整10分钟后再测量，以保证盘根盒内填料恢复至正常状态逐级提高盘根盒扭矩10分钟后测耗电情况。

　　试验工具：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

　　按照盘根盒量化现场试验方案在我队进行了现场试验，对抽油机井的消耗功率进行测试 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，两者之差能达到5.kWh以上。

　　如南6-30-丙617井原始状态下盘根盒扭矩为83N.m，消耗功率为3.749kW，折算日耗电为90.0kWh;扭矩降至34N.m时，消耗功率为3.716kW，折算日耗电89.2kWh与原态对比日耗电降低了0.8kW.h扭矩降至23N.m时(轻微漏失,光杆上微带油)，消耗功率为3.689kW，折算日耗电88.5kWh，与原态对比日耗电下降了1.5kW.h，下降了1.7%。然后将盘根盒扭矩恢复到90N.m 测试消耗功率为3.767kW，折算日耗电为90.4kWh，与原态基本一致。

　　表1 南16-30-丙617井不同扭矩值对应的日耗电值

　
　图3 南6-21-斜丙14井不同扭矩值下耗电曲线

　　针对不同盘根盒的不同扭矩值得出的试验结论，每口井平均节电在1.5kWh左右。试验中的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、合理扭矩区间制定及效益分析

　　4.1 合理扭矩区间制定

　　在先期现场试验的基础上，我们选取了部分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：一是盘根盒要居中、牢固不能晃动;二是耗电量较低;三是盘根表面有一层油膜但不漏油。

　　表2 盘根盒合理扭矩调整区间

　　从方便现场操作和管理出发，以盘根表面有一层油膜但不漏油状态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：盘根费用/年=(360/20)×40=720元。如工人根据盘根扭矩值的范围，利用废旧皮带加盘根，45口抽油机井一年可节省盘根费用=45×720=3.24万元，全队抽油机井可节省电费=45×1.5×360×0.5=1.215万元。全队抽油机井每年可节省费用合计4.455万元。

　　5、结论及认识

　　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。两者之差能达到了5kWh。制定了盘根盒合理扭矩区间原则：一是盘根盒要居中、牢固不能晃动 二是耗电量较低;三是盘根表面有一层油膜但不漏油。

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