抽油機游碼式平衡調整裝置研究與應用

郭文川

(中油遼河油田公司金馬油田開發公司，遼寧盤錦 124010)

黃沙坨油田地處遼寧省臺安縣黃沙坨鎮東北約3公里處，構造位置屬于遼河盆地東部凹陷中段鐵匠爐構造西側，南部與歐利坨子油田接壤。構造位置屬于遼河盆地東部凹陷中段黃沙坨構造帶，主體含油部位為沙河街組沙三下段，巖性為粗面巖。含油井段介于2750－3300m之間，屬于受構造及巖性雙重因素控制的邊底水塊狀裂縫性粗面巖油藏。油藏成因:主要是在深成條件下，經過構造作用和溶蝕作用等因素形成的(多數火山巖、變質巖油藏儲層是經過風化淋濾等表生作用形成的)。黃沙坨油田地質儲量為2744×104t，在國內火山巖油藏中儲量規模位于第三位，黃沙坨油田于2000年投入開發，截止目前，已累計生產原油144.44×104t，采出程度5.3%。

1.黃沙坨油田抽油機井平衡現狀

黃沙坨油田2000年投入開發，2005年6月轉入注水開發，截止目前，共有油井62口，注水井16口，其中:油井開井42口，日產液475m3，日產油65m3，日產水410m3，綜合含水86.3%。

抽油機平衡分氣動平衡和機械平衡兩種方式，在機械平衡中，按照平衡裝置安裝的位置不同，分為游梁平衡、曲柄平衡和復合平衡3種。黃沙坨油田使用的抽油機均為12型游梁式抽油機，采用的平衡方式均為曲柄平衡。由于油井的供液能力較差，油井動液面大多在1500米以上，因此下泵深度在1800米以下，造成了抽油機懸點載荷較大，使得抽油機把平衡塊調到末端仍不能滿足抽油機平衡度在0.8－1.1之間，此種原因造成的不平衡油井有10口，油田抽油機平衡率為71.4%，遠低于指標90%。不平衡的油井抽油機在運轉過程中，部分油井電動機上行電流在100－120A之間，超過電機額定電流，極易燒毀電動機。抽油機不平衡造成負荷極不均勻，會使抽油機發生激烈震動，影響抽油裝置的壽命，破壞了曲柄旋轉速度的均勻性，從而影響抽油桿和泵的正常工作。且抽油機平衡塊已無調整空間，抽油機平衡率無法達標，故需要額外增加抽油機平衡重，改善抽油機平衡狀況，降低電機電流，確保設備正常運轉。

2.游碼式平衡調整裝置的研究

抽油機游碼式游梁平衡調整裝置是在抽油機游梁尾部調節游梁平衡配重和中軸之間的距離從而改變平衡力臂，使游梁式抽油機達到理想平衡的裝置。針對游梁式抽油機上行電流較大，前后載荷不平衡的現象進行針對式調節，使游梁式抽油機達到最大節能功效(見圖1 所示)。該裝置安裝方便，對抽油機自身改動少，只需要在原游梁上焊接擋板、墊塊，并在游梁尾部開孔，使用安全銷軸即可穩固游碼式游梁平衡調整裝置，安全可靠，適合各種型號的游梁式抽油機改造。

圖1 游碼式平衡調整裝置結構示意圖

2.1 工作原理

電機工作帶動減速器驅動絲杠旋轉，通過游碼式配重內浮動螺母帶動游碼式配重在掛梁自鎖軌道上運動，游碼式配重在位置1 與位置2 間移動改變平衡力臂調整平衡，從而使抽油機達到理想可靠平衡效果。游碼式配重在絲桿不轉動時與掛梁通過自鎖裝置鎖死，安全可靠。

2.2 性能和特點

1.平衡力矩范圍大，使用機型廣，平衡力矩范圍4kN·m～16kN·m。

2.可減小抽油機減速器峰值扭矩，降低電機機座號。

3.可減小尾軸、連桿、曲柄銷軸受力，延長受力件和軸承使用壽命。

4.方便調整平衡，只需操作控制箱按鈕便可在線調整抽油機平衡，簡潔、精確、方便、省時省力確保油井產量。

2.3 使用方法

1.本產品安裝后可根據井況變化通過電機上下行運行電流進行配重游碼位置調節，使抽油機始終保持電機上下行電流趨于平衡狀態實現節能最大化。

2.游碼調節方便，通過控制箱控制電機帶動絲杠調節游碼位置，只需按動上下行按鈕即可調節，調到平衡位置后在需要時需鎖緊限位角鋼(加強游碼的安全穩定性)。

3.游碼式平衡調整裝置現場應用情況

2012年4月首先在小12－20 井安裝了游碼式游梁平衡調整裝置進行試驗，小12－20 井的抽油機為大慶12 型游梁式抽油機，型號為CYJY12－3－53HB，泵徑44mm，下泵深度1821 米，沖程4 米，沖次3.4 次/min，日產液量 15.2t/d，日產油 2t/d，含水87%，上下行電流為64A/49A，平衡度為76.6%。試驗前后油井生產數據對比見表1。試驗前后電機運行參數對比見表2。

表1 小12－20 井試驗前后油井生產參數對比表

表2 小12－20 井試驗前后電機運行參數對比表

小12－20 在措施后，平衡率由原來的76.6%上升到96.6%，達到了生產指標要求。單井日耗電由原來的141 度下降到118 度，日節電23 度。從實施效果看，安裝游碼式平衡調整裝置可以有效的改善抽油機不平衡的狀態，降低電機輸入功率，具有良好的節能效果。

4.結論及建議

(1)游碼式平衡調整裝置使用方便，只需要操作控制箱按鈕即可調節平衡配重的位置，使抽油機處于平衡狀態，避免了過去靠人力調整平衡塊位置來調整平衡的缺陷，消除了安全隱患。

(2)針對游梁式抽油機自身無法在進行平衡調整的油井，采用游碼式平衡調整裝置能夠有效解決抽油機油井平衡問題，節省了電能，避免了能源的浪費。

(3)下步計劃在黃沙坨油田小13－13、小11－10、小17－31、小38－28 和小12－6 井繼續安裝使用游碼式平衡調整裝置。

［1］ 姜杰，馬強.抽油機井系統效率評價與管理標準的研究［J］.承德石油高等?？茖W校學報，2009，11(1)

［2］ 馬強.塔架式長沖程抽油機原理及應用［J］.石油礦場機械，2008，37(1)