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游梁抽油机功率平衡法分析计算与调整方法

范文

张春玲

【摘要】在抽油机管理中电流平衡率常用于判断抽油机是否平衡。实际上，电流平衡不能保证抽油机一定平衡，电流不平衡的抽油机也有可能是平衡的。电流法抽油机平衡测试方法在理论和实际操作上有着很大的缺陷，准确度较差，存在虚假平衡问题。利用这种方法对抽油机平衡度进行改善，效果较差，并且出现抽油机能耗增大的情况，为了克服电流法所存在的这些不足之处，更准确的测定抽油机的平衡，本文提出功率法调平衡一次到位的新方法，该方法依据能量守恒原理，以游梁式抽油机为研究对象，严格地以平衡定义为基础，综合考虑到了抽油机平衡的各个要素。该方法理论推导过程严谨，误差较小，精确度较高，便于现场应用。

【关键词】游梁式抽油机；调平衡；一次到位

抽油机的平衡，就是指抽油机运转时，电动机在上、下冲程所做的功相等。相对平衡的检验，以往采用的是电流法，即取电动机在上、下冲程中的电流峰值之比-平衡比来判断。显然，它不能全面反映电动机的做功情况，对平衡的判断也是片面的，这在实际中已得到了证实。目前，出现一种从功的角度判断平衡的方法，它可以直接反映出电动机做功的具体数值。但是这种方法只能让人们知道抽油机是否平衡，即上、下冲程中电动机做功之比-平衡比是多少，而缺少计算平衡位置的方法。本文根据能量守恒原理，提出一种功率法调平衡一次到位的计算公式。

1 研究方法

抽油机工作时，其负荷是交變的。当抽油机处于欠平衡状态时，在上冲程中，驴头悬点需提起抽油杆柱和液柱，电动机必须做很大功才能使驴头上行；下冲程中，抽油杆柱靠其自身重量便可下落，此时杆柱转而对电动机做功。这时就必须调好抽油机的平衡，使上、下冲程中电动

机做功相等。功率法调平衡一次到位是利用能量守恒原理，把电动机上、下冲程中所付出的电量与平衡块在曲柄上的位置建立起函数关系，通过电动机上、下冲程的电量变化直接计算出平衡位置，达到一次到位的目的。具体思路是：把平衡块看做一个整体，把平衡块以外的其他参与做功的部分看做一个整体，就是把平衡块做功与其他部分做功作为两大部分，认为在抽油机正常运行状态下，电动机对四连杆机构、变速箱、抽油杆柱、液柱等做功，但是电量的重新分配只是平衡块位置变化的结果。例如，不平衡时电动机付出的电量是80.0kWh，改变平衡块位置，其平衡后付出的电量是75.0kWh，那么电量从80.0kWh到75.0kWh这5.0kWh的变化仅仅是平衡块改变的结果。其中的四连杆机构、杆柱、液柱等各部分在调平衡前后做功保持不变。上冲程时，电动机做功和平衡块释放能量提拉杆柱、液柱等做功，这两部分做功之和等于其他部分做功的代数和，即：

2 研究结果

（4）公式反应了影响平衡块移动距离的因素以及移动距离与这些因素的关系，为了形象的说明调节距离与各个因素的关系，验证本公式，对几口井进行了现场测试。结果发现，该公式的计算结果与实验结果基本一致，存在较小误差。如表所示。

3、结论与认识

3.1本方法可以与测功仪配合，运用能量守恒原理，从功的角度计算平衡半径，克服了电流法的片面性。

3.2 本文应用隔离法推导公式，把调平衡前后运动状态不变的部分作为一个研究对象，减少了带有误差的变量数量，简化了公式，提高了公式的精确度。

3.3本公式具有形式简单、计算方便的优点，计算结果在误差允许范围之内，便于在现场推广应用。

3.4 游梁式抽油机是原油生产的主要设备，占抽油机总量的90%以上，其设备成本和耗电量占油田生产成本的比重非常大。采用本方法调平衡一次到位，既可延长抽油机的使用寿命，又可节约大量电能。

参考文献

[1]《基于抽油机动力学仿真的转矩法调平衡》，大庆石油学院学报，2006年第6期，刘巨堡，张宏岩.

[2]《改进抽油机井“功率平衡”测试实现节能降耗》，油气田环境保护，2009年第4期，顾永强，周静，李玲，毕新忠，朱军，胡洪浩.

[3]《抽油机曲柄平衡的调整发法及效果预测》，石油矿场机械，2006年第2期，李炳超.

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