非注水井抽油机节能器的研究王平易超（石油大学山东省东营市257061）f摘要抽油机节能器将抽油机连续抽取£j方式变成智能化间隙抽取方式。它可自动感JJ知井下液面变化情况，应用智能化手段，令jj抽油机的工作能力与油井负荷建立起优化的!I匹配关系,当抽油机工作在空捞或半捞状态j｝时自动停止工作，根据建立的控制模型，判｝j断井内流体的萧积量能满足连续满抽的条件!｝时，抽油机会再次启动。根据功率、功率因\j数变化曲线，确足抽油机间歇抽取停机时间j）和停机时刻。在不影响产量的前提下，可减5j少机件磨损，降低设备维护费用，减少故障t\时间，并可大幅度地节约电能。（■j主题词抽油机节能数据采集j）功率程序启动模型/对于很多非注水井，当泵装置按照一定的冲程长度、活塞直径等适配好后，当冲程频次也完全确定之后，抽油机的工作能力就成为一个固定不变的量。相对于油井负荷的变化，在抽取过程中，抽油机固定的能力无法对变化的负荷做出响应。因此,常常发生抽油机的工作能力过剩、过多的无功抽取或低效抽取导致捞取水平不高、抽油机处于半负荷或轻负荷的工作状态问题。传统的解决方法是使用定时器令泵装置问歇停顿，但是仍然没有解决抽油机工作能力动态响应负荷变化的问题。另外一种较原始的做法是定时到油井开停抽油机。这些做法的代价会使油井的产量冇所扌员失。将抽油机常规连续抽取的状态改变为智能化的间歇抽取，在不影响产量的基础上，减少抽油机的整体运行时间，从而可以大大节约电能，减少机件磨损，降低设备维护费用。1.抽油机节能器的节能原理抽油机通常是不停地带负荷工作的，尽管抽油机总在不停地工作，但它做的功常常是无用功或低效功。抽油机节能器的原理是：通过应用智能化手段，令抽油机的工作能力与油井负荷建立起优化的匹配关系，以大幅度地节省抽油机用电。它能自动把抽油机关闭，等待一段时间使油井中流入充足的液体，当液面充满度达到该油井的最大充满度时,即满足再次连续满抽的条件时，节能器自动开启抽油机。这样就能保证泵每i抽都是满抽，不做无用功，减少低效、无效抽取，提高泵效。这就要求节能器能0动测知井下液面的变化情况，在抽油机运行时，可以测量它的功率或功率因数来反应井下液曲的变化情况⑴，当出现泵空时，使抽油机停止工作。在停井时由于无法测知井下液面的回升情况,要用运行时测出的功率或功率因数变化数据推导出停井时的井下液面变化情况，建立数学模型推导出最佳的停井时间，在保证油井产量不变的条件下,大大节约了电能。2.现场数据的采集、分析为了建立起较准确的数学模型，更加了解控制对象，对现场数据进行准确采集是非常重要的。为此，对胜利油田多口油井主要参数进行了实测。表1是工益义34-7非注水井的有功功率、无功功率、功率因数、电流等主要数据变化情况全天监测结果。图1、图2分别是功率因数、功率随抽取时间的变化曲线。从现场功率因数、功率变化曲线可以看出，在抽油机平稳运行后瞬间，电机的功率最大，功率因数也最高，这时称抽油机工作在满负荷或满抽状态；随着抽油机的工作时间推移，油井内液面逐渐下降，抽油机的功率、功率因数都随时间而递减,而且两者递减的趋势基本上是一致的。当抽油机运行一段时间后，这时的功率和功率因数趋于平稳,不再有变化或变化很小，把这个状态看作是平稳状态，即油井的液面已经达到最低，这时称抽汕机工作在轻负荷或半捞、空捞状态。根据功率、功率因数曲线变化趋势，可以选用指数函数来拟合它们⑵o如果能够准确测量出油井液向最高时的功率18ii馮辆瓯工程（OGSE）第20卷第3期（2001.5）因数，即满捞时的功率因数，再测最到抽油机运行时变化的功率因数，最后测量到空捞或半捞即汕井液面已经下降到最低时的功率因数，就可以拟合出功率因数曲线。根据这条曲线可以让抽油机工作在空捞或半捞状态时停止工作，再根据拟合出的指数数学模型推导出不影响油井产量的最佳停机时间,建立起最佳控制模型，达到稳产、节能的目的。表1工益义54—7井主要数据实测结果时间(min)0246810121416182022有功(kW)6.3846.2216.1956.1956.1866.1155.9735.9325.9515.9385.9285.879功率因数0.1840.182().1810.1790...