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

【摘要】：中國(guó)石油機(jī)械采油井共計(jì)17.2萬(wàn)余口,其中抽油機(jī)井15萬(wàn)余口,螺桿泵井1萬(wàn)余口。僅大慶油田有抽油機(jī)井4.5萬(wàn)余口,占機(jī)采井總數(shù)的77%,年耗電約36億千瓦時(shí),占油田生產(chǎn)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(jī)選型不合理、載荷利用率低、大馬拉小車(chē)的問(wèn)題,抽油機(jī)井載荷利用率多在70%以下,造成初期投資浪費(fèi)、能耗增加嚴(yán)重等諸多問(wèn)題。隨著開(kāi)發(fā)方針調(diào)整和開(kāi)采對(duì)象變化,油井產(chǎn)液量變化規(guī)律更加復(fù)雜,抽油機(jī)型號(hào)優(yōu)選原則不明確。抽油機(jī)井懸點(diǎn)載荷計(jì)算公式不適合聚驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)及低滲透油田的計(jì)算,油田常用的雙驢頭抽油機(jī)、下偏杠鈴抽油機(jī)、塔架式抽油機(jī)等缺乏相應(yīng)的計(jì)算模型和優(yōu)選方法。隨著油田生產(chǎn)復(fù)雜性日益突出,開(kāi)發(fā)政策需進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,目前的參數(shù)優(yōu)化方法難以滿(mǎn)足要求。現(xiàn)場(chǎng)缺乏拖動(dòng)裝置和抽油機(jī)的合理匹配方法。本文首先分別研究了異相型抽油機(jī)、雙驢頭抽油機(jī)、下偏杠鈴抽油機(jī)和塔架式抽油機(jī)的懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律,包括懸點(diǎn)位移、速度、加速度和扭矩因子隨曲柄轉(zhuǎn)角變化規(guī)律,并建立計(jì)算模型,之后考慮每種類(lèi)型抽油機(jī)懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律,建立了不同類(lèi)型抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷隨位移變化關(guān)系的計(jì)算模型。通過(guò)分析抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷的主要影響因素,提出了分別針對(duì)水驅(qū)、聚驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)和低滲透油田的最大、最小載荷計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)抽油機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù),計(jì)算抽油機(jī)扭矩因子,根據(jù)實(shí)測(cè)示功圖得到負(fù)載扭矩;根據(jù)平衡方式計(jì)算平衡扭矩;考慮平衡狀況和傳動(dòng)效率,建立不同類(lèi)型抽油機(jī)扭矩計(jì)算模型,可準(zhǔn)確模擬曲柄軸凈扭矩隨曲柄轉(zhuǎn)角變化規(guī)律。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同類(lèi)型抽油機(jī)井實(shí)測(cè)示功圖,分別回歸了異相型抽油機(jī)井、雙驢頭抽油機(jī)井和下偏杠鈴抽油機(jī)井的最大扭矩計(jì)算模型,并通過(guò)統(tǒng)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)抽油機(jī)破壞情況,分析抽油機(jī)破壞概率與載荷利用率和使用時(shí)間的關(guān)系,建立求解破壞概率的模型,同時(shí)考慮抽油機(jī)的經(jīng)濟(jì)壽命,綜合得到抽油機(jī)的合理載荷利用率以及抽油機(jī)的合理扭矩利用率,最終通過(guò)分析抽油機(jī)的節(jié)能原理,建立了抽油機(jī)優(yōu)選原則。分析不同類(lèi)型抽油機(jī)在不同工況條件下的節(jié)能狀況,總結(jié)出各種抽油機(jī)的適應(yīng)條件與范圍。通過(guò)在大慶油田進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,累計(jì)實(shí)施3848口井,降投資約1.7億元,節(jié)電17388萬(wàn)千瓦時(shí),創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益27780.86萬(wàn)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(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TE933.1

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本文編號(hào)：1812574