马拉小车”的现象。
电机的极数及皮带轮直径的确定如下：
p?60fns (13)
式中，f——电源频率，我国为50Hz；
ns——电动机定子旋转磁场的转速，又称为电动机的同步转速，——电动机定子的磁极对数。
ns?nnsr/min；
p电动机的转差率为：
S??100 (14)
式中，n——电动机转子转速(又是电动机的实际转速)，r/min；
S——电动机的转差率，%。
Di?i?N?D2n?i?N?D2?p60f(1?s) (15)
式中，Di——电动机皮带轮直径，mm；
i——抽油机减速箱的减速比；
D2——抽油机减速箱大轮直径，mm；
N——抽油机冲次，r/min。
电动机的额定效率约为90%左右，因此当其工作负荷在60%～100%范围内时，电机损耗约为10%左右。但由于有杆抽油系统中电机负荷的变化十分剧烈且频繁，在抽油机的每一冲程中，电机的输出功率都将出现两次瞬时功率极大值和瞬时功率极小值，并且这两次瞬时极大值和极小值的数值并不相等，其瞬时功率极大值可能超过额定效率；而极小值一般为负值，即电动机不仅不输出功率，反而由抽油机拖动而发电。因此电机的输出功率的实际变化远远超过了60%～100%的范围，此时电机的效率降低，损耗必然增大。从现场实测看，电机损耗有的高达30%～40%，因此，它对有杆抽油系统效率的影响相当大，应努力减少这一损耗。当抽油机效率在60%～100%范围变化时，电机效率较高。但当电机负荷低于50%以后，电机效率将急剧
5
下降。
（2）抽油泵效率
抽油泵的效率和通常所说的“泵效”是两个不同的概念，通常所说的“泵效”实际是指泵的排量系数，抽油泵的效率是指的泵的能量效率，主要包括泵的容积效率(泵漏失的影响)、泵的水力效率(进泵流动阻力的影响)和抽油泵的机械效率(泵筒和衬套间摩擦的影响)。
抽油泵的有效功率为：
P水???Q?H???g (16) (18)
86400?l?(1?fw)?o?fw?w (17)
fH?H?pt?pc目前计算理论泵效所考虑的因素有游离气?1、余隙?2，冲程损失?3(油管和抽油杆弹性伸缩)，溶解气?4、泵筒间隙?5、凡尔漏失?6等。
计算泵效的半经验公式为：
????1?2?3?4?5?6 (19)
?lg?1000①游离气影响泵的充满系数
?1?11??1?fw??R?Rg?BgZTBg?0.000386Pc (20) (21)
式中，?1——游离气影响泵的充满系数； 上查取；
fw——含水率； RBg——沉没压力(即吸入口压力)下气体体积系数，从原油物性曲线
——原始油气比，m3/t；
3
Rg——吸入口压力下的溶解油气比，m/t； TZ——吸入口温度，K； ——气体压缩因子；
Pc_沉没压力(即吸入口压力)，MPa。
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②余隙(防冲距)中气体膨胀减小活塞有效行程时的充满系数
?2??S?S1??1?fw??R?Rg?BgS (22)
式中，?2——余隙(防冲距)中气体膨胀减小活塞有效行程时的充满系数；
S——光杆冲程，m；
S1——余隙(防冲距)，m。
③油管及抽油杆的弹性伸缩产生冲程损失时的冲程效率
?3?S??S (23)
?11???10?4????fft??r?????LhL?Pc?hLfPE (24)
式中，?3——油管及抽油杆弹性伸缩产生冲程损失时的冲程效率；
?L——流体密度，kg/m
hL——下泵深度，m；
fp——泵柱塞截面积，m； E23
；
——钢材弹性模量，N/cm3；
22
fr——抽油杆截面积，m；
ft——油管截面积，m。
④溶解气影响泵的充满系数。
?4?fw?1?fwBo (25)
式中，?4——溶解气影响泵的充满系数；
Bo——沉没压力(即吸入口压力)下原油体积系数，从原油物性曲线
上查取。
⑤泵筒漏失影响泵的充满系数
?5?1?0.136kDPghd?LL?Qp?10?4 (26)
式中，?5——泵筒漏失影响泵的充满系数；
k——柱塞泵在筒中偏心度的影响系数，k=0.2； ——泵柱塞直径，m； ——动液面深度，m；
Dphd 7
L——间隙长度，(柱塞长度)，m；
2
3
v——液体运动粘度，m/s；
Qp——抽油泵的理论排量，m
/d。
⑥凡尔漏失影响泵的充满系数。没有表达式，允许取平均值0.97或更低一点。
?6?0.97 (27)
式中，?6——凡尔漏失影响泵的充满系数。
四、提高抽油机井系统效率的措施及建议
1.合理选择电机类型
由以上分析可知，地面部分的系统效率主要由电机的效率决定，所以对于电机的选择尤为重要，第三部分确定了电机的选择原则，为电机的选择提供了科学依据。目前敖包塔作业区针对理论泵效偏低的实际，积极进行永磁电机和低速电机的应用，提高泵效，改善机采井泵况，提高系统效率。
表1 各类电机应用效果对比表
内容 项目 永磁电机 低速电机 普通电机 电机功台日产液 动液面(t) 4.0 2.1 2.6 (m) 879.4 880.6 875.1 有效功率(kw) 3.7 3.8 5.07 无功功率(kvar) 5.26 15.23 21.83 电流 (A) 6.69 23.5 29.22 系统效率(%) 11.56 15.3 7.95 日耗电(kw.h) 92.5 92.1 137.3 率（kw） 数 18.5 15 18.5 46 132 89 2.准确分析泵效，及时检、换泵
目前，敖包塔作业区抽油泵排量系数偏小，对于此类井应及时检查抽油泵是否能够正常工作，准确分析泵效，做到及时检、换泵。对734队检泵前后的10口井系统效率分析结果如下表，检后这10口井平均系统效率为25.07%，较检泵前提高了6.77个百分点。
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表2 敖包塔作业区734队10口井检泵前后系统效率对比
项目 调平衡前 调平衡后 提高值 平衡率）%） 举升高度 81.4 85.4 4 593.1 1082.36 489.26 产液量（t/d） 3.8 6.1 2.3 吨液百米耗电(kw/t) 1.49 1.09 -0.4 系统效率（%） 18.3 25.07 6.77 节电率（%） 26.8 3.提高抽油机的平衡率
工作中始终处于平衡状态的抽油机是没有的，因为在生产过程中地层情况、油井情况及油井工作制度的改变都会破坏抽油机原来的平衡，所以在生产过程中应定期检查抽油机的平衡，并及时调整平衡率。根据众多的实验可知，抽油机平衡率在85%-100%之间时，抽油机的能耗是最低的，此时抽油机处于欠平衡状态，较过平衡时更省电。
表3 敖包塔作业区734队10口井调平衡前后系统效率对比
项目 调平衡前 调平衡后 提高值 平衡率）%） 举升高度 65.8 92.5 26.7 1020.46 1020.66 0.2 产液量（t/d） 2.5 2.7 0.2 吨液百米耗电(kw/t) 0.94 0.87 -0.07 系统效率（%） 28.94 31.26 2.32 节电率（%） 7.4 五、结论及认识
1.抽油机井系统效率可分解为地面效率和井下效率，地面效率主要由电机效率决定，而井下效率主要取决于抽油泵的效率。
2. 在生产过程中地层情况、油井情况及油井工作制度的改变都会破坏抽油机原来的平衡，所以在生产过程中应定期检查抽油机的平衡，并及时调整平衡率，根据研究抽油机平衡率在85%-100%之间时，抽油机的能耗最低，在其他条件不变时系统效率最高。
3.合理的选择电机机型，做好泵况分析，对于泵效不好的油井，准确判断并采用及时检换泵等措施是提高系统效率的有效途径。
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参考文献
[1] 王鸿勋，张 琪等.《采油工艺原理》.石油工业出版社,1989.7 [2] 赵福建，吴淼.《抽油机节能的有效手段》.石油石化节能，2008（5）
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