本文選題：抽油機 + 機型優(yōu)選��； 參考：《東北石油大學》2017年碩士論文

【摘要】：中國石油機械采油井共計17.2萬余口,其中抽油機井15萬余口,螺桿泵井1萬余口。僅大慶油田有抽油機井4.5萬余口,占機采井總數(shù)的77%,年耗電約36億千瓦時,占油田生產總耗電量的四分之一以上,能耗巨大。大慶油田普遍存在抽油機選型不合理、載荷利用率低、大馬拉小車的問題,抽油機井載荷利用率多在70%以下,造成初期投資浪費、能耗增加嚴重等諸多問題。隨著開發(fā)方針調整和開采對象變化,油井產液量變化規(guī)律更加復雜,抽油機型號優(yōu)選原則不明確。抽油機井懸點載荷計算公式不適合聚驅、三元復合驅及低滲透油田的計算,油田常用的雙驢頭抽油機、下偏杠鈴抽油機、塔架式抽油機等缺乏相應的計算模型和優(yōu)選方法。隨著油田生產復雜性日益突出,開發(fā)政策需進行相應調整,目前的參數(shù)優(yōu)化方法難以滿足要求�，F(xiàn)場缺乏拖動裝置和抽油機的合理匹配方法。本文首先分別研究了異相型抽油機、雙驢頭抽油機、下偏杠鈴抽油機和塔架式抽油機的懸點運動規(guī)律,包括懸點位移、速度、加速度和扭矩因子隨曲柄轉角變化規(guī)律,并建立計算模型,之后考慮每種類型抽油機懸點運動規(guī)律,建立了不同類型抽油機懸點載荷隨位移變化關系的計算模型。通過分析抽油機懸點載荷的主要影響因素,提出了分別針對水驅、聚驅、三元復合驅和低滲透油田的最大、最小載荷計算經(jīng)驗公式。在此基礎上,根據(jù)抽油機結構參數(shù),計算抽油機扭矩因子,根據(jù)實測示功圖得到負載扭矩;根據(jù)平衡方式計算平衡扭矩;考慮平衡狀況和傳動效率,建立不同類型抽油機扭矩計算模型,可準確模擬曲柄軸凈扭矩隨曲柄轉角變化規(guī)律。根據(jù)現(xiàn)場不同類型抽油機井實測示功圖,分別回歸了異相型抽油機井、雙驢頭抽油機井和下偏杠鈴抽油機井的最大扭矩計算模型,并通過統(tǒng)計現(xiàn)場抽油機破壞情況,分析抽油機破壞概率與載荷利用率和使用時間的關系,建立求解破壞概率的模型,同時考慮抽油機的經(jīng)濟壽命,綜合得到抽油機的合理載荷利用率以及抽油機的合理扭矩利用率,最終通過分析抽油機的節(jié)能原理,建立了抽油機優(yōu)選原則。分析不同類型抽油機在不同工況條件下的節(jié)能狀況,總結出各種抽油機的適應條件與范圍。通過在大慶油田進行的現(xiàn)場應用,累計實施3848口井,降投資約1.7億元,節(jié)電17388萬千瓦時,創(chuàng)經(jīng)濟效益27780.86萬元。
[Abstract]:There are more than 172000 CNPC mechanical oil wells, including 150000 pumping wells and 10, 000 screw pump wells. There are only more than 45000 pumping wells in Daqing Oilfield, which account for 77% of the total number of mechanical wells. The annual electricity consumption is about 3.6 billion kilowatt-hours, which accounts for more than 1/4 of the total production power consumption in the oil field, and the energy consumption is huge. There are many problems in Daqing oilfield such as unreasonable type selection of pumping unit low load utilization rate and small car drawing. The load utilization ratio of pumping well is less than 70% which results in the initial investment waste and serious increase of energy consumption and so on. With the adjustment of development policy and the change of exploitation object, the variation law of oil well liquid production is more complicated, and the principle of model selection of pumping unit is not clear. The calculation formula of suspended point load of pumping unit well is not suitable for polymer flooding. The calculation of ASP flooding and low permeability oil field, the double donkey head pumping unit, the lower partial barbell pumping unit, the tower pumping unit and so on, are lack of the corresponding calculation model and optimal selection method. With the increasing complexity of oilfield production, the development policy needs to be adjusted accordingly, and the current parameter optimization methods are difficult to meet the requirements. There is a lack of a reasonable matching method between the drive device and the pumping unit on the spot. In this paper, the motion laws of suspension point of heterogeneous pumping unit, double donkey head pumping unit, lower offset barbell pumping unit and tower pumping unit are studied respectively, including the change of suspension displacement, velocity, acceleration and torque factors with crank rotation angle. The calculation model is established, and then considering the motion rule of each type of pumping unit, the calculation model of the relation between the load of different type pumping unit and the displacement is established. Based on the analysis of the main factors affecting the suspended load of the pumping unit, the empirical formulas for calculating the maximum and minimum loads of water flooding, polymer flooding, ASP flooding and low permeability oil fields are put forward respectively. On this basis, according to the structural parameters of the pumping unit, the torque factor of the pumping unit is calculated, the load torque is obtained according to the measured indicator diagram, the balance torque is calculated according to the balance mode, and the balance condition and transmission efficiency are considered. The calculation model of different types of pumping unit torque can be established to accurately simulate the variation of the net torque of crank shaft with the angle of crank rotation. According to the measured performance diagram of different types of pumping unit wells, the maximum torque calculation models of heterogeneous pumping wells, double-donkey head pumping wells and downward-skewed barbell pumping wells are regressed, and the damage of pumping units on the spot is counted. Based on the analysis of the relationship between the damage probability of pumping unit and load utilization ratio and service time, a model to solve the failure probability is established, and the economic life of pumping unit is considered. The rational load utilization ratio and the rational torque utilization ratio of the pumping unit are obtained synthetically. Finally, by analyzing the energy saving principle of the pumping unit, the optimum selection principle of the pumping unit is established. The energy saving conditions of different pumping units under different operating conditions are analyzed and the adaptive conditions and ranges of various pumping units are summarized. Through the field application in Daqing Oilfield, 3848 wells have been implemented, the investment is about 170 million yuan, the power saving is 173.88 million kilowatt-hours, and the economic benefit is 277.8086 million yuan.
【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE933.1

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