[科学技术]提高有杆泵泵效方法

李彬　乔钰　辛琳

摘 要：进入新世纪，人类物质文明的飞速发展，让人们的生活品质获得了很大的提升，在这个过程中，人们对能源的需求量也在与日俱增，能源最主要的来源就是石油开采，石油及其附属品一直以来都占据着人们需求能源的首位，然而在石油开采过程中，会受到地质、管理、工程、维护等多方面的影响，导致油井开采效率一直是一个动态的变量，为了提高油井的开采效率，就要提高有杆泵的泵效，并选择科学合理的采油工艺，从而极大程度的满足人类对能源的需求。

关键词：石油开采;有杆泵;提效方法

有杆泵是石油油井开采过程中经常使用的一种机械设备，而有杆泵的泵效就是实际开采量和油井理论排油量的比值，也是衡量油井有杆泵工作状态的一项重要指标，在油井实际开采工作中，泵效会受到地下气体、漏失、冲程损失等情况的影响，一般都会会小于1，只有在油井发生喷射时可能会出现大对1的现象，但是有杆泵的泵效如果能够0.7就属于高效了，大部分时候都是在0.3-0.5之间属于正常，这里面通过研究提高有杆泵泵效的有效策略，让泵效无限接近0.7。

1.有杆泵采油系统简述

有杆泵做为一种常规采油系统，其主要构造由抽油机、抽杆和抽油泵这三大设备共同组成，其中抽油泵根据油井直径和产油量可以分成管式泵和杆式泵两种，管式泵相比较杆式泵来说，结构相对简单，造价较低，常用在油管直径较大、产油量的大的油井作业中，而杆式泵结构相对繁琐，造价成本较高，但是检泵方便，常用在油管直径相对管式泵小的、下泵深度大，产油量小的油井作业中。

有杆泵采油系统中的一些参数，主要有冲程、冲次、沉没度、泵口压力等，这些参数在实际工作中都会受到一些因素的影响产生一定的变化，从而影响有杆泵采油系统的工作效率，其中冲程表示的就是距离单位，就是光杆从最上边的死点运动到最下边死点的距离，上下运动一次就是一冲程;而冲次就是每分钟完成冲程的次数，而其中的沉没度就是指抽油泵的吸入阀和动液面（井口到液面之间的距离）之间的相对高度;泵口压力就是在有杆泵吸入口产生的环形空间压力。

2.影响有杆泵泵效的主要因素

有杆泵在工作运行中，难免会受到一些因素的影响，导致泵效降低，影响泵效的主要因素有：①气体因素，有杆泵在工作中，泵内的液油充满程度是影响泵效的最主要因素，在有杆泵实际工作过程中在泵内会产生一定量的气体，导致泵内的液油不能被充满，而且随着开采作业的时间推移，机械的磨损消耗都会增加，深井泵可能出现漏失等现象，这些都是泵效较低的影响因素;②冲程损失：就是光杆在载荷作用下构成的冲程损失，因为液柱需要从油管转移到抽油杆柱中，再从抽油杆柱转移到油管中，进行反复的载荷交替，在这个过程中杆柱和管柱都会进行延伸和收缩，在延伸和收缩运动下，就会产生一定量的损失;③电机因素，在油井的采油现场都是使用高功率的大型的电机，但事实上，只从有杆泵使用电机来说，电机的负载率还不足三成，正常情况下电机的运行效率应该在其额定功率的七成以上，才能算是充分利用，但事实情况是有杆泵的电机负载率较低，这也是影响有杆泵泵效的因素之一;④传动皮带因素，传送皮带因其弹力方面的影响，难免会出现打滑、震动、相互错动的现象出现，这些情况都会让能量造成一定的损失;⑤盘根因素，盘根与光杆之间会产生一定摩擦，这样就会给光杆运行产生一定的阻力，而且这种阻力还会因为盘根的材质和压紧程度而产生较大的变化，从而增加电能消耗;以上这些影响因素，在一定程度上都会使有杆泵的泵效达不到最好的能效[1]。

3.提高有杆泵泵效的有效策略

3.1选择高效设备和节能装置

传统的游梁式抽油机已经被时代淘汰了，他的对称循环工作方式，在实际运行中产生的幅度和频率都比较大，导致平衡点和悬点的负荷过重，这些情况会使三相异步电动机消耗的电能较大，而且也会降低泵效，因此，在时代，随着电子技术的不断成熟，有杆泵的抽油机设备要使用节能型设备，能够在油井采油作业中使用的节能抽油机主要有两种：异向曲柄平衡抽油机和链条抽油机，它们的平衡点和悬点载荷均匀，这样就会让抽油机的悬点运动均匀，且工作电流较小，对电机的损耗也就相应的降低;针对传送带选用高效的传送带，选择窄形联组带，或者是齿形同步带，這两种传送带可以极大程度的降低因打滑震动产生的能量损失，如果只能选择传统的三角带，那就以五根为一组，这样的结构在一定程度上也可以减少能量损失;

3.2 科学合理的配置电机

有杆泵的电机配置方面，需要注意的就是科学性和合理性，也就是需要充分考虑电机的负载能力，和电机实际输出功率的情况，尽最大可能让电机的负载率无限接近最佳值，也就是在0.7—1.1之间，配置电机最重要的参考依据就是光杆功率，为光杆功率可以依靠一个公式来进行有效的计算，光杆功率就是光杆的最大负荷和最小负荷之差和冲程及冲次进行乘法运算，再乘以1个小数0.0017173，即光杆功率=（最大值-最小值）S？N？103/59976;计算后，可以做为配置电机时的有效数据，让电机的负载能力达到最佳状态，这样才能有效提升泵效[2]。

3.3 综合分析泵效影响因素

现阶段，很多的石油开采企业都可以利用抽油机诊断技术，对有杆泵实际工作运行中产生的沉没度、泵口压力、平衡设置、供液能力和泵内液充满程度、光杆冲程、深井及间隙漏失和相关参数匹配情况做了全面有效的综合分析，然后进行相应的处理，一环扣一环，充分考虑各项因素之间的相互影响和制约，经过一定的优化和改良后可以有效的提高泵效，而且，很多的石油企业都在抽油机的自控箱内安装了电力电容器，可以对线路进行有效的无功补偿，提高了功率因数，经过研究和测量发现，这种方法可以将功率因数提高0.15左右。

结束语：

有杆泵的泵效可以说是影响能源企业经济效益的最重要因素，油井内情况非常复杂，千变万化，因此有杆泵采油系统内的各种装置都会受到自身和外界的一些影响，从而是效能降低， 因此，要对影响有杆泵泵效的相关因素进行有效的分析和研究，因地制宜的采取合理的解决措施或方法，从而推进能源企业的稳定发展。

参考文献：

[1]焦海明.影响有杆泵泵效的因素及提高泵效的措施[J].化工设计通讯，2019（3）：43.

[2]魏建朋.浅析提高有杆泵泵效的措施[J].工程技术，2017（3）：316-318.

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2021/07/05