发布时间：2023-10-05 10:23:04
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常采区块油井在生产开发过程中常会出现油井结蜡现象，有的油井结蜡非常严重，导致油井产油量下降，针织会造成油井停产。这就需要对油井的结蜡机理进行分析，采取较行之有效的清蜡方式进行清洗和预防，保证油田油井的稳产运行、高校开发。
1、油田油井结蜡机理分析
石蜡的主要成分是正构烷烃为主。常常呈现的是板状、鳞状或带状结晶。它的相对分子质量主要是300～500，分子中C原子数是C16～C35，属于正构烷烃，它的熔点主要在50左右（表1）。
分析油井结蜡的原因可能是多方面的，包括温度、压力、流速和原油的物质组成等方面的影响。油井结蜡的现象主要表现在于出现结晶体在油管、抽油杆等上面聚集。这种结晶体主要是黑色状态青、胶质等混合物。
温度对结蜡的影响主要体现在一个析温度的情况下可能会随着温度的下降，析出的蜡会越来越多。如果温度能够保持在析温度以上，就不会造成油蜡的产生（图1）。
（1）压力对结蜡的影响也很重要，主要是原油在生产的过程中，因为井筒内的压力和原油饱和之间的压力之间有一定的差距。如果井筒内的压力比未免的压力低时，在原油中的气相是很容易脱落下来的。这容易造成原油溶解蜡的能力降低，由于压力的作用导致气体膨胀，在这个过程中会带走一部分热量，最后原油的温度处于一个比较低的状态，很容易产生结蜡的现象。
（2）经过试验证明油井的流速对结蜡有很大的影响，而且具有一定的规律，在流速上升过程中，结蜡的数量也会随之增多。一旦达到一定的程度之后由于冲刷作用的影响，结蜡的速度回下降。在控制结蜡的流速时还要注意速度。
（3）原油的物质含量的不同可能会造成油井不同程度的结蜡现象。一方面是原油中胶质含量的多少会影响到其油井的析蜡程度。胶质作为一种活性的物质，能够吸附在蜡晶表面上，虽然蜡晶能够防止蜡晶扩大，但是如果在蜡质里面存在着其他物质时，又可能导致沉积的蜡不容易被冲走，造成了结蜡现象。这个杂志的范围是在水上升到70%以上时。另一个方面的原因是原油中机械杂质喝水可能会在杂物中心产生一个结蜡核心，导致结蜡现象的产生。但是当其中的水分子超过70%以后，就很容易行程水膜，这种水膜能够在一定程度上减缓结蜡的速度。
2、油田油井请防蜡方法分析
对油田油井的结蜡进行清洗和预防时，可以根据不同的结蜡现象来选择比较合适的技术。目前在我国油井清洗和预防油蜡的方法中，主要使用机械防蜡技术、热力预防技术、化学药物清洗与预防技术和磁防技术等等。
第一，机械清蜡技术。机械清蜡技术就是使用专门的清洗结蜡的工作来处理结蜡，好药结合使用一些液体将附在油管里面的蜡刮掉。对于不同的油井要选择不同的机械进行清蜡。比如在自喷井清蜡中进行清洗时，要求使用刮蜡的刀片来进行清洗。其工作原理主要是依靠一定的重力作用来进行刮蜡的。依靠绞车在上提的过程中能够进行来回的拉动进行刮蜡。而且能够表格使用一些清洗液体将那些被挂掉的蜡携带到地面上，达到将油井中的蜡彻底清除的目的。对有杆泵抽油井的清洗主要利用这种油井本身的一些装置来进行的。通过抽油杆上的刮蜡器来进行油井结蜡的清除。这种技术在河南油田运用广泛，效果很好。
第二，磁防蜡技术。使用磁技术防蜡清洗时目前比较先进的一种清蜡方式。在目前很多油井结蜡清洗中都是采取这种磁防蜡技术来进行的。一般来说，磁防蜡器主要包括了电磁式和永磁式这两种，可以采取多种磁防蜡器配合使用来进行清蜡。这种磁防蜡技术的主要工作过程是通过对结蜡中的一些物质进行硬顶的处理，将其中的一些物质出去之后，能够使用凝固点降低析蜡点。目前古城油田对5口油井实验了此种磁防蜡技术，通过使用效果分析，这5口井的清蜡周期均延长1倍以上，效果显著。
第三，热力清洗与预防结蜡技术。通过热力进行清蜡热洗与预防包括了利用热能来提高抽油杆和液流的温度，其目的是一方面通过加热到析蜡温度时，能够防止出现结蜡；另一方面是在温度达到熔点时能够起到清洗蜡的作用。根据热能的作用能够进行载体的循环清洗油井中的蜡。主要采用的是热容量比较大的热载体，这样能够将热能带入到井筒中，提高井筒温度，使其超过蜡的熔点，从而使蜡融化达到清蜡的目的。使用热力进行结蜡的清洗和预防的方式主要有两种。一种是在油套环形空间里面加入热的载体，通过反复循环的方式来进行清洗，将产生的井液从有关中抽出来。另外一种主要是采用空心抽油杆来热洗清蜡。通过热载体从空心抽油杆内部，在空心抽油杆的底部进行洗井工作，将结蜡清洗掉。该技术在目前我油田的常采油井运用广泛，现场工作中结合油井产状的生产动态变化，进行边加热边清蜡的方式，清蜡较为彻底，延长清蜡周期，例如古城油田油井古3303、古3405井清蜡温度、压力、排量达标时，含水下降，日产油增加；清蜡周期由原来的1个月延长至4个月，有效的降低清蜡成本，减少清蜡后排水期，提高油井产能。
第四，油管电加热清蜡技术。油管电加热由地面和地下两部分组成的。在油管加热系统中，电源变压器供给系统能量，电能由变压器输出，经调压式控制柜隔离调整后，将电能由地面电缆井井口密封器连接到井下电缆，由于井下电缆传送到与井口隔离绝缘后的井下油管上，再油管下部的油套接触器与套管联通，行程一个完整的回路。由于油管本身具有阻抗，当交流电流经过油管时会产生涡流，使油管发热，达到为油管内原油加温达到清蜡、溶蜡的目的。古城油田对含蜡量达、凝固点较高的油井实施该电加热清蜡技术，达到较好的清蜡效果，具有清蜡彻底的效果。
第五，化学药物清洗与预防结蜡技术。可以通过一种或多种的药剂在金属的表面进行喷膜形成保护层。另外一种主要是通过化学药物来改变结蜡的成分是的蜡晶处于分散的状态，这样就不容易形成结蜡，然后通过使用化学清蜡剂来将那些已经沉积起来的蜡进行分解，最后通过油井液流来排除液体。它的作用主要是能够通过有机溶剂来对蜡进行溶解，还能够将蜡由有油管的缝隙中渗入进去。这样通过增大接触面来达到提高溶蜡的速度，使得管内的蜡能够很快的脱落下来，随着油井液流出来。
油井的结蜡可以通过采取多种清洗和预防的办法来进行结蜡的处理，能够减轻抽油机的负重，达到提高油井的生产效率，增加油田的生产效益。
参考文献
关键词： 空压机；变频；技术经济分析
Key words： air compressor；frequency conversion；technical and economic analysis
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）17-0061-02
0 引言
空压机是电动机的机械能转换成气体压力能的装置，按工作原理可分为容积式压缩机和速度式压缩机，按结构型式可分为诸多种类，目前用于火力发电机组主要有螺杆式空气压缩机、离心式压缩机，而螺杆式空压机以其独有的特性，得到了更为广泛地应用，故本文为将围绕螺杆空压机展开论述。
1 电厂空压机实际运行分析
目前，电厂内空压机主要用于仪表控制和物料输送2个方面。按照《大中型火力发电厂设计规范》GB50660-2011中规定的“仪表与控制用气、检修用气和厂内除灰气力输送用压缩空气宜统一规划设计、集中布置，空压机宜统一配置，供气系统应分开设置”要求，电厂压缩空气系统设计一般都采用同形式、同容量的螺杆式空气压缩机。
仪表控制用气量一般与机组容量、控制水平和运行工况相关，机组容量越大和控制水平越高耗气量也越大，在机组调试运行和负荷变化时耗气量最大，从电厂实际运行的统计数据看，以2台600MW机组为例，耗气量一般在40-60Nm3/min。
物料（火力发电厂中主要指粉煤灰和干法脱硫用石灰石粉）输送用压缩空气耗量只与燃烧煤质和除灰系统设计有关，输灰系统耗气量受煤质变化影响最为明显。正因为这个特点，电厂考虑到国内电厂燃煤不可控制的实际情况，往往在工程设计时要求在空压机容量选择上留有足够裕量，以应对煤质变化后各输送系统的正常运行。空压机选型裕量大，从系统安全角度考虑是有利的，普通空压机都是出于恒速运转状态，当用户进气量减少时，但这也将随之带来一些负面的问题，实际中运行存在部分空压机长期可能处于减少进气的低负荷运行状态，也存在备用空压机长期空载运行和频繁加卸载的情况，运行效率低，电耗高，也影响设备的使用寿命。
2 定速、变频空压机技术特点比较
2.1 普通空压机技术特点
螺杆空压机属于容积式压缩机，通常是由一对相互平行啮合的阴阳转子在机体内做高速旋转运动，使阴阳转子齿槽和机体之间形成齿间容积随转子的回转不断地产生周期性的容积变化，空气则沿着转子轴线方向由吸入端送至输出端，实现螺杆空压机的吸气、压缩和排气的全过程。对空压机来说，在其设计范围内，吸、排气量和转速呈线性正比关系，当转速提高时排气量也随之加大。普通螺杆空压机是恒速运行，而电厂实际中，气量需求都处于变动状态，使得用户用气量小于额定排气量时，空压机出口管路压力上升，当压力达到设定的压力值时，机器自带的控制器将关闭进气阀，此时电机处于空在状态，由于用户仍在用气，稍后一段时间内，空压机出口供气管路压力会逐渐下降，其下降和再次上升速度主要取决于2个因素：
①用户实际用气量与空压机额定吸、排气量的比值k。k值越小压力下降速度越小，同时也表示卸载空压机的空载运行时间越长；反之，k值越大压力下降会越快，表示空压机在进入空载状态后会很快重新进入负载运行状态；当k值持续为1时，系统不会出现空载和加卸载交替出现的状态，会一直处于满负荷运行状态。
②空压机系统配套的储气罐和输气管道的尺寸和长度。储气罐容积越大，供气压力下降和再次上升的速率越慢，空压机由负载状态转为空载状态的频率会降低，从而降低了空压机因频繁满载和空载转换的转换带来的额外功率损耗。
综上所述，空压机运行方式一般就是从正常供气压力点运行，到超过正常压力设定点后关闭进气阀后空载运行，当供气压力低于正常压力点时再重新加载满负荷运行这么一个过程，如此循环往复。根据空压机设备的结构原理可得知，空压机运行压力与转矩正正比，管线压力越高，空压机电机轴功率消耗也会越大；而空压机空载时也会有30-40%的电机效率。
2.2 变频空压机技术特点
所谓变频空压机，就是通过改变电源的频率来改变空压机的运行转速，从而调节空气机的吸、排气量。目前，变频空压机的运行频率大多是由变频器根据系统需要的正常压力和供气端反馈的实时压力的差值进行自动调节。当供气端反馈压力超过正常压力时，变频器减小输出频率；反之，将增大输出频率；当供气端反馈压力与是正常值相吻合时，变频器将维持恒定的输出功率运行。变频空压机启动后，其输出频率平稳上升至额定频率，该过程为软启动，启动时间可以调节设定，然后维持频率的过程，排气量可以根据供气需要做到实时调节，确保气量达到一个动态平衡状态。
变频螺杆空压机与常规螺杆机从运行角度考虑有以下优点：①供气压力稳定。采用变频器无级调速控制，通过控制器或变频器内部的调节器能对供气量实时控制，达到供气压力稳定，比普通定速螺杆运行的上下限相比，气压稳定性更好。②节能更明显。尽管各空压机厂家都采取了不同的节能措施，如进气阀开度和螺杆螺距调节等，但变频空压机是根据实际用气需求实时调节，在用气量低的时候空压机可以自动休眠，可以大大节约电能消耗。③启动平稳。变频器是一种软启动装置，启动的电流最大是额定电流的2倍左右，与定速电机的启动电流为额定电流的6倍以上比，对供电系统和机械转动部件的启动冲击小得多。④运行噪音低。启动和低速连续运行时，机械噪音下降，机械磨损小。⑤对储气罐和管路尺寸要求低。
3 某2×600MW工程空压机变频运行的实施情况
根据计算，2台机组拟选择8台排气压力0.8MPa、吸气量为40m3/min、电机功率250kW的螺杆式空压机。由于电厂的空压机为集中统一配置，仪表控制用气在供气安全性方面远高于输送用气，所以在系统设计上，空压机出口母管上也设置2个电动门，分别布置在第5台空压机两侧。5台输送空压机，4运1备，4台运行空压机中其中1台为变频；3台仪用空压机，2运1备，2台运行空压机中其中1台为变频；输送备用空压机可以切换作为仪用空压机的备用。
电厂可根据运行实际情况开启或关闭此阀门，方便做到仪用气的单独供给，也可以有效地保证仪用气系统的稳定供给。也在仪用、输灰、检修用气上设置压力测点和压力保护值，当仪用压力低的保护值时，输灰或检修用气的电动门可自动关闭，以保证仪用气的母管的稳定性，可以实现仪用压缩空气优先。仪用储气罐的设计容积按满足机组故障失电时，维持5分钟的仪表控制耗气量考虑，以确保机组安全停机。
综合电厂实际运行情况和设备购置成本，空压机在火力发电厂全部采用变频的必要性不大，而且会导致设备投资大大增加，故全部采用变频方案不予以考虑。下面仅对“全部采用定速螺杆”（常规设计方案）以及“6台定速螺杆和2台变频螺杆相结合”两种方案，进行经济性分析。
4 本工程与常规设计方案经济比较
4.1 两种方案主要参数比较
4.2 两种方案的经济比较
本工程与常规设计方案的经济比较。
5 总结
从上述工程为例分析，空压机采用“定速螺杆和变频螺杆相结合”方案与火力发电厂“全部采用定速螺杆”的常规设计方案比较来看，虽然设备初投资略高，但年费用低，节能效果较好，3年左右就能收回投资成本。
随着国家对节能要求不断提高，新版《压缩空气站设计规范》也随之对空压机节能提出新的要求，条文中已经明确规定：“当负荷变化比较频繁时，宜选用1～2台变容或变频节能型调节气量的压缩机。”在这种情形下，在今后类似工程设计中应积极响应国家的节能政策，空压机可推荐采用定速和变频螺杆空压机结合运行方式。
参考文献：
1.引言
随着用电采集信息系统建设的逐渐深入，系统的运维工作也变得日益重要。用电信息采集终端可分为专变采集终端、集中抄表终端（包括集中器、采集器）、分布式能源监控终端等类型。
对专变用户用电信息进行采集的设备是专变采集终端。专变用户的特点是用电量大，需要对其进行负荷控制、电能量监控、预付费控制等。因此专变终端的运维工作非常重要。在终端的日常运维工作中，通信故障是一种常见的故障，本文对故障现象和故障处理方法进行了探讨。
2.230MHz终端通信故障
230MHz常见通信故障现象有：终端电台工作正常，终端无法收到主站信号；终端可以接受主站信号但无回应；终端有回应但主站不能接受信号等。终端通信系统是一个整体，可分为电源、主板、电台、调制解调器、天馈线等部分组成，故障的原因和这些要素有关。230MHz专变终端通信故障的故障原因及其对应处理方法见表1所示。
3.GPRS/CDMA终端通信故障
3.1 GPRS/CDMA终端通信故障及其处理方法
GPRS终端通信由于涉及到GPRS/CDMA网络、Radius系统认证等，当终端出现通信故障时，原因较复杂，可分为安装、移动网络、参数设置和终端设备等问题。GPRS/CDMA终端通信故障的及其处理方法见表2。
3.2 终端SIM卡的管理
GPRS/CDMA终端依赖网络服务商的服务，其中SIM卡是重要的通信元件。对SIM卡应将加强管理。
SIM卡要排专人负责管理及发放，对使用的SIM卡的手机号、卡号做好登记。发生SIM卡故障需要更换时，应在系统中进行换卡操作，并在记录台帐中及时更新。若SIM损坏或停用应进行记录并上报SIM卡管理部门。
SIM卡故障一部分由于电话卡芯片物理损坏，应对其予以更换。另一少部分则由于电话卡欠费、无线业务绑定错误或当地基站未开通GPRS业务引起，可通过拨打电话卡对应手机号码确认是否停机，或者利用开通GPRS/CDMA等无线上网业务的手机在终端安装现场登陆网络确定当地基站是否开通相关业务。
4.结语
提高运维现场工作质量，对于保证采集成功率具有重要意义。本文对用电信息采集系统专变终端的通信故障及其处理方法进行探讨，希望可以给终端安装和现场终端故障处理提供帮助。
