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中国石油大学（华东）现代远程教育毕业大作业（实践报告）题目：抽油机能耗分析与节能措施实践报告学习中心：孤岛培训学校学习中心年级专业：网络09秋石油工程（采油）学生姓名：吴晓明学号：0940230040实践单位：胜岛石油机械厂实践起止时间：11年5月10日～11年7月10日中国石油大学（华东）远程与继续教育学院完成时间：2011年8月1日中国石油大学（华东）现代远程教育毕业大作业（实践报告）实践单位评议表年级网络09秋层次高起专专业石油工程（采油）姓名吴晓明学号0940230040学习中心（函授站）孤岛培校实践报告题目抽油机能耗分析与节能措施报告实践单位胜岛石油机械厂实践地点抽油机大修车间实践时间2011年5月10日至2011年7月10日实践单位意见实习单位盖章年月日备注抽油机能耗分析与节能措施实践报告一、实践目的（不少于100字）抽油机是油田普遍采用的抽油装置，目前应用最广泛的是游梁式抽油机采油系统。随着我国油田开发的不断深入以及受国际环境和能耗增加的影响，油田十分重视原油成本。目前，各油田都在想方设法从技术上、管理上采取措施，以达到减低采油能耗和原油成本的目的。游梁式抽油机在国内外油田拥有量最大，但它有投资大和设备投产后更新难度大特点。在油田的不同开发阶段，尽管对设备的性能和型号有不同的要求，但都要求采油设备具有更高的节能效果和较低的能量消耗。对抽油机采油系统的能耗进行分析，寻求各种改善抽油机性能和提高节能效果的方法，提出系统的最优配置方案，对指导油田在不同开发阶段进行抽油设备配套和抽油机节能改造以及降低采油成本具有重要意义。二、实践单位及岗位介绍胜利油田金岛实业有限责任公司胜岛石油机械厂成立于1993年，占地面积600000m2，拥有固定资产4800万元。现有职工326人，其中专业技术人员86人，具有中高级职称的技术人员32人，年产能可达3亿元，拥有氮化防腐油管、钨合金防腐抽油杆等国家专利。2006年被评为东营市安全达标单位，2007年通过了山东省二级安全标准化达标，2010年通过了达标复评。2008年通过了质量、环境、职业健康三标认证。胜岛石油机械厂以“市场是企业生命”为经营理念，坚持走市场开发和科技创新之路，围绕油田现场需要，解决生产实际难题，不断推出高新技术产品。在国内首创了真空氮化防腐热处理技术，广泛应用于油管、套管、注聚管线、光杆、抽油杆、地面管线等防腐领域，产品畅销全国各大油田。将国家863计划最新成果、在国际上处于领先水平的钨合金电镀技术，率先成功应用于油田管杆、抽油泵的防腐和防偏磨实践，防腐、耐磨性能提高4－7倍。在国内率先采用激光割缝技术生产石油割缝筛管，技术性能居国内领先水平，产品在全国各大油田广泛应用。主要产品有：氮化防腐油管、套管、注聚管材、抽油杆，激光割缝筛管、系列整筒式抽油泵、电镀钨合金抽油泵、抽油杆、光杆，各种形式的特种抽油泵（抽稠泵、长柱塞短泵筒防砂卡泵、高效旋流泵、防腐耐磨高效泵、防腐耐磨防砂泵）、大修抽油机、防砂材料、250采油树、高压阀门、系列井下作业工具及各种规格的采油配件。其中，井下作业工具有扩孔偏心配水器、偏心配水器、防顶卡瓦、高压充填工具、普通充填工具、撞击筒、安全接头、一次丢手器、节流器、泄压式底部球座、普通式底部球座、铅印、打捞工具、通井规、封隔器（Y211系列、Y111系列、K344系列、K445系列、Y341封格器、热采封隔器系列），一次高压充填工具、分层填砂工具等70多种产品。机械厂下属抽油机大修车间以抽油机及变速箱等零配件修理为主。为提高产品的核心竞争力，保持在市场的领先地位，胜岛厂将坚持“永不满足、自我否定、勇创新高”的研发思路，紧跟国内外技术与设备的发展步伐，在探索新型防腐技术方面开展科技攻关，继续占领市场制高点，建设科技型、创新型企业。三、实践内容及过程（不少于1500字）第一章抽油机采油中的能耗分析抽油机采油系统将电能从地面传递给井下液体，从而把井下液体举升到地面。整个系统的工作过程，就是一个能量不断传递和转换的过程，能量的每一次传递和转化都会有一定的损失，如何充分利用井筒及地层能量，减少供给能量在传递过程中的损失，是我们的目标。1.1抽油机设备对系统效率的影响1.1.1电动机损失一般常规鼠笼式电动机在输出功率为额定功率的60%―100%条件下工作时，其效率才能接近于额定效率，约为85%,即电动机损耗约占15%。抽油机电动机的负荷变化十分剧烈而频繁，因此电动机输出功率的变化远远超出了额定功率的60%—0%的范围，特别是当抽油机出现严重不平衡时，其电动机甚至可能在额定功率的-20%—120%范围内变化，这时电动机的效率极低，损耗也大量增加。从现场实测看，孤岛油田电动机的损耗有的高达30%—60%。1.1.2带传动损失带传动损失可分为两类，一类是与载荷无关的损失，另一类是与载荷有关的损失。一般情况下，带传动损失以弯曲损失和弹性滑动损失为主。目前孤岛油田由于稠油开采所占比例不断加大，油井参数即冲次不断降低，皮带轮包角不断减小，接近打滑极限，其传动损失主要表现为滑动损失。1.1.3减速箱损失减速箱损失包括轴承损失和齿轮损失。一对齿轮传动功率损失约为2%—3%，则抽油机减速箱三对齿轮的传动损失为6%—10%。所以减速箱总的功率损失约为9%—10%。这是在润滑良好情况下的数据。1.1.4四连杆损失四连杆损失包括轴承摩擦损失和钢丝绳变形损失。1.1.5盘根盒损失盘根盒损失主要是摩擦损失。1.1.6抽油杆损失抽油杆损失包括摩擦损失和弹性变形损失。1.1.7抽油泵损失抽油泵损失包括机械损失，容积损失和水力损失。1.1.8管柱损失管柱损失主要是水力损失。1.2抽汲参数对系统效率的影响研究与试验都表明，抽汲参数(冲次N、冲程S、泵径D、下泵深度L以及抽油杆尺寸对抽油机系统效率影响较大。常规抽油机11一H曲线见图2-1。图2-1常规抽油机n一H曲线图2-1为泵径D=56mm．冲程为3ITI．冲次分别为6次、9次、12次情况下在水力模型试验井中测得的11一H曲线。从图中可以看到在同等条件下，降低冲次可以提高系统效率。于同一口，采用不同的抽汲参数(n和S)是有很大的差别，如H-600m，其系统效率相差近l0％。实验表明采取长冲程，低冲次和大泵径可以使能耗较低，有利于提高系统效率。1.3管理因素对系统效率的影响从上面的分析中可知，要想提高抽油井系统效率就要想办法降低功率损失。因地面管理不善而达不到抽油机的运行指标要求都将增大功率损失，进而降低了整休的系统效率。冈此要求抽油机要在合理的举升高度、平衡比的条件下，在抽油机“五率”达标的条件下最大限度地降低功率损耗。1.4配套设备对抽油机能耗的影响抽油机井所用电机都是三相异步电机，全部采用三相异步电动机就地补偿技术，由于配电箱接线破损，无功补偿电容击穿或未投入正常使用，造成无功补偿电容容量不足使电动机所需无功功率得不到应有补偿，电机运行效率低，系统效率降低。第二章抽油机研究的现状由于近年来我国油田体制改革和油田经营状况的变化，抽油机的主要生产企业已从江汉、兰州等大型机械制造企业向大庆、胜利、华北、辽河等石油管理局转移，许多新的抽油机生产厂逐渐建立，抽油机的生产能力严重过剩，促使抽油机生产企业提高技术含量，抽油机研究力量和研究投人有一定的增加，新的研究成果不断涌现。另外，由于油田经济状况和固定资产投资渠道的变化，在用抽油机的修复利用也成为油田各采油厂一项重要工作，大量修复抽油机的出现，给抽油机的设计带来新的问题。2.1抽油机工作状态和载荷特性研究抽油机所承受的载荷，是设计、评价抽油机的依据，是进行抽油机研究、设计、分析必须首先解决的问题。抽油机的工作状况为，24h野外连续运转，无人看守，工作环境恶劣。改变了过去认为抽油机工作环境较优、容易满足的认识，这对减少新型抽油机设计的失误，提高新型抽油机的刨新成功率，有着重要的意义。在研究普通抽油机载荷和工作特性的基础上，对某些专用抽油机工作特性的研究也取得了长足的进展。已经逐渐认识到不同的油藏和开采条件，应该采用具有不同特性的抽油机。如对稠油等特殊油藏，抽油机的悬点承载能力要大，减速器的扭矩要大，但平衡重可相对减小，这时以配备减速器的常规游梁式抽油机为佳。设计或分析抽油机的性能，对抽油机的优劣进行评价时，需要给定抽油机悬点所承受的载荷，即给定抽油机的悬点示功图，因此提出了“模型示功图”的概念。2.2抽油机性能优劣的评价用不同的传动原理和控制系统制造的抽油机，如何评价其性能优劣和是否适应油田的工况，是个重大问题。分析各种结构形式可知，抽油机主要由传动减速器系统、换向系统、平衡系统和支撑系统组成由于减速系统和支撑系统的特点，其结构形式往往是由换向系统和平衡系统决定的，因此，抽油机的优劣主要由换向系统和平衡系统决定。对于油田使用的抽油机，我们希望其减速换向系统简单，效率高，与抽油杆、电网等相邻系统能很好匹配，可按下面标准评价。2.2.1传动系统的转速变化抽油机的传动系统从动力端到悬点，一般经过减速、换向两个阶段，如果换向机构的输八转速与悬点运动周期的比等于1，如现在广泛使用的游梁式抽油机，则减速系统的传动比就较大，要实现低冲次就较为困难=如果换向机构的输入转速与悬点运动周期的比大于1，如链条一往返架为换向系统的链条式抽油机，其比值为6左右，则减速系统的传动比就大为减小．实现低冲次就较容易。相反，有的滚筒式或无游粱抽油机，其换向系统有增速放大机构，这对于增大冲程是有利的，但对于提高效率、减短传动链却是有害的。2.2.2整机质量和结构尺寸抽油机的质量、结构尺寸等指标是抽油机造价和对油田地基、运输条件要求的重要指标。游粱式抽油机的质量、支架高度、整机长度基本上与其冲程成正比，整机的总高度与2倍的冲程成正比。而链条式抽油机、滚筒式抽油机整机质量普遍比游粱式抽油机轻，整机高度与冲程成正比，长度基本上不受冲程的影响。可见，在发展长冲程抽油机方面，链条式和滚筒式抽油机在质量、尺寸上有优势。2.2.3运动机构的可靠性油田机械对可靠性的要求是非常高的，抽油机在正常维护的条件下，要正常工作5a以上，要达到这一指标，换向系统应该可靠的换向1．08×10～3．30×10次。这对换向系统的可靠性就提出了较高的要求。2.2.4费用指标费用是抽油机综合成本的集中反映，应包括购买价格和维护费用两部分。购买债格为一次性投人，可以进人固定资产。维护费用为间接投入，其多少又与抽油机的正常使用时间有紧密的联系。游粱式抽油机日常维护投入很少，这点已经被油田管理者所普遍认可。对于需要经常维护的机型，如液压式抽油机等，在油田推广就有一定的难度。另外，抽油机对运输、安装的要求，也影响其最终费用。由于抽油机是油圈的常用装备，因此，只能用常规运输方法和普通地基进行运输和安装。2.2.5运动和动力性能抽油机是有杆采油系统的关键设备，其运动和动力性能不仅影响抽油机本身的受力、寿命、振动等特性，而且影响电网的正常工作、抽油杆的寿命和无故障工作时间及抽油泵的工作状况。因此，通常应该按照系统最优的观点，研究抽油机应该具有的运动、动力性能，如运动规律具有光滑性和无冲击性，减速器输出轴均方根功率、减速器上承受峰值扭矩及负扭矩要小，主要构件的受力要均匀且最大值要小等。这些运动、动力指标，是考察抽油机优劣的重要指标。按照上述指标对抽油机进行考察，人们发现：游梁式抽油机在中、低冲程时具有可靠性高、价格低和维护方便等优点，因此它必然是中、低冲程，中、高冲次抽油机的主力机型。链条式抽油机有发展长冲程、低冲次的优势，如果解决了其可靠性低、维护费用高的缺点，在长冲程(大于6m)、低冲次(小于3rain)抽油机中应该有一定的市场。滚筒式抽油机是发展长冲程、高冲次抽油机的理想机型，但必须研制适合油田工况的可靠换向系统与柔性传动件。2.3抽油机的分类方式随着新型抽油机的大量涌现，如何给新研制的抽油机进行分类和命名，使用户看到名称，就对该抽油机有一个相对正确的认识，也成为一个重要的问题。研究表明，换向系统和平衡系统是抽油机的主要部分，因此抽油机的分类和命名，应该按照这两部分的特征