發(fā)布時(shí)間：2018-10-11 08:49

【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,僅遼河油田就有抽油機(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,抽油機(jī)井節(jié)能意義重大。遼河油田普遍存在抽油機(jī)選型不合理、載荷利用率低、大馬拉小車的問(wèn)題,抽油機(jī)井載荷利用率多在70%以下,初期投資浪費(fèi)、能耗增加嚴(yán)重。本文首先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,并建立了不同類型抽油機(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。其次,根據(jù)抽油機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù),計(jì)算得出抽油機(jī)扭矩因子,并依據(jù)實(shí)測(cè)示功圖得到負(fù)載扭矩,通過(guò)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。再者,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。然后,討論抽油機(jī)運(yùn)行參數(shù)與效率的內(nèi)在關(guān)系,開(kāi)展抽油機(jī)運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化方法研究,形成了多目標(biāo)的抽油機(jī)運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化策略,能夠分別以效率、能耗、投資和安全為目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行參數(shù),進(jìn)而保證合理選擇生產(chǎn)參數(shù),并進(jìn)一步分析不同類型抽油機(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。最終,詳細(xì)綜述典型電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性以及工作特性,提出以光桿負(fù)載率法為理論的電動(dòng)機(jī)與抽油機(jī)理匹配措施,并以現(xiàn)場(chǎng)油井為案例,合理計(jì)算得出電機(jī)匹配功率,有效解決了存在大馬拉小車問(wèn)題。
[Abstract]:The total number of CNPC mechanical production wells is more than 172000, of which more than 150000 are oil pumping wells, more than 45000 pumping wells in Liaohe Oilfield alone, accounting for 77 percent of the total number of mechanical wells produced, and the annual power consumption is about 3.6 billion kilowatt-hours. It accounts for more than 1/4 of the total power consumption of the oil field, and the energy saving of pumping wells is of great significance. In Liaohe Oilfield, there are many problems such as unreasonable selection of pumping units, low load utilization ratio, and the problem of pulling cars in Dama. The load utilization ratio of pumping wells is less than 70%, the initial investment is wasteful, and the energy consumption is increased seriously. In this paper, the motion law of suspension point of heterogeneous pumping unit, double donkey head pumping unit, lower offset barbell pumping unit and tower pumping unit is studied, and the calculation model of different types of pumping unit suspension load with displacement is established in this paper. 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. Secondly, according to the structural parameters of the pumping unit, the torque factor of the pumping unit is calculated, and the load torque is obtained according to the measured indicator diagram, and the balance torque is calculated by the balance method, 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. Furthermore, by analyzing the relationship between the damage probability of pumping unit and the load utilization ratio and service time, a model to solve the damage probability is established, and the economic life of the pumping unit is considered at the same time. 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. Then, the internal relationship between the operating parameters and the efficiency of the pumping unit is discussed, and the optimization method of the operating parameters of the pumping unit is studied, and a multi-objective optimization strategy for the operating parameters of the pumping unit is formed, which can be used for efficiency and energy consumption, respectively. The operation parameters are optimized with the objective of investment and safety, so as to ensure the reasonable selection of production parameters, and the energy saving conditions of different types of pumping units under different working conditions are further analyzed, and the adaptive conditions and scope of various pumping units are summarized. Finally, the mechanical characteristics and working characteristics of typical motors are summarized in detail, and the matching measures of motor and pumping unit are put forward based on the theory of bare rod load ratio, and the matching power of motor is calculated reasonably by taking the oil well in the field as an example. Effectively solve the problem of carts.
【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
【分類號(hào)】：TE933.1

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本文編號(hào)：2263575