游梁抽油機(jī)功率平衡法分析計(jì)算與調(diào)整方法

張春玲

【摘 要】 在抽油機(jī)管理中電流平衡率常用于判斷抽油機(jī)是否平衡。實(shí)際上，電流平衡不能保證抽油機(jī)一定平衡，電流不平衡的抽油機(jī)也有可能是平衡的。電流法抽油機(jī)平衡測(cè)試方法在理論和實(shí)際操作上有著很大的缺陷，準(zhǔn)確度較差，存在虛假平衡問題。利用這種方法對(duì)抽油機(jī)平衡度進(jìn)行改善，效果較差，并且出現(xiàn)抽油機(jī)能耗增大的情況，為了克服電流法所存在的這些不足之處，更準(zhǔn)確的測(cè)定抽油機(jī)的平衡，本文提出功率法調(diào)平衡一次到位的新方法，該方法依據(jù)能量守恒原理，以游梁式抽油機(jī)為研究對(duì)象，嚴(yán)格地以平衡定義為基礎(chǔ)，綜合考慮到了抽油機(jī)平衡的各個(gè)要素。該方法理論推導(dǎo)過程嚴(yán)謹(jǐn)，誤差較小，精確度較高，便于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】游梁式抽油機(jī)；調(diào)平衡；一次到位

抽油機(jī)的平衡，就是指抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)在上、下沖程所做的功相等。相對(duì)平衡的檢驗(yàn)，以往采用的是電流法，即取電動(dòng)機(jī)在上、下沖程中的電流峰值之比-平衡比來判斷。顯然，它不能全面反映電動(dòng)機(jī)的做功情況，對(duì)平衡的判斷也是片面的，這在實(shí)際中已得到了證實(shí)。目前，出現(xiàn)一種從功的角度判斷平衡的方法，它可以直接反映出電動(dòng)機(jī)做功的具體數(shù)值。但是這種方法只能讓人們知道抽油機(jī)是否平衡，即上、下沖程中電動(dòng)機(jī)做功之比-平衡比是多少，而缺少計(jì)算平衡位置的方法。本文根據(jù)能量守恒原理，提出一種功率法調(diào)平衡一次到位的計(jì)算公式。

1 研究方法

抽油機(jī)工作時(shí)，其負(fù)荷是交變的。當(dāng)抽油機(jī)處于欠平衡狀態(tài)時(shí)，在上沖程中，驢頭懸點(diǎn)需提起抽油桿柱和液柱，電動(dòng)機(jī)必須做很大功才能使驢頭上行；下沖程中，抽油桿柱靠其自身重量便可下落，此時(shí)桿柱轉(zhuǎn)而對(duì)電動(dòng)機(jī)做功。這時(shí)就必須調(diào)好抽油機(jī)的平衡，使上、下沖程中電動(dòng)

機(jī)做功相等。功率法調(diào)平衡一次到位是利用能量守恒原理，把電動(dòng)機(jī)上、下沖程中所付出的電量與平衡塊在曲柄上的位置建立起函數(shù)關(guān)系，通過電動(dòng)機(jī)上、下沖程的電量變化直接計(jì)算出平衡位置，達(dá)到一次到位的目的。具體思路是：把平衡塊看做一個(gè)整體， 把平衡塊以外的其他參與做功的部分看做一個(gè)整體， 就是把平衡塊做功與其他部分做功作為兩大部分，認(rèn)為在抽油機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)下，電動(dòng)機(jī)對(duì)四連桿機(jī)構(gòu)、變速箱、抽油桿柱、液柱等做功， 但是電量的重新分配只是平衡塊位置變化的結(jié)果。例如， 不平衡時(shí)電動(dòng)機(jī)付出的電量是80.0kWh，改變平衡塊位置，其平衡后付出的電量是75.0kWh，那么電量從80.0kWh到75.0kWh這5.0kWh的變化僅僅是平衡塊改變的結(jié)果。其中的四連桿機(jī)構(gòu)、桿柱、液柱等各部分在調(diào)平衡前后做功保持不變。上沖程時(shí)，電動(dòng)機(jī)做功和平衡塊釋放能量提拉桿柱、液柱等做功，這兩部分做功之和等于其他部分做功的代數(shù)和，即：

2 研究結(jié)果

（4）公式反應(yīng)了影響平衡塊移動(dòng)距離的因素以及移動(dòng)距離與這些因素的關(guān)系，為了形象的說明調(diào)節(jié)距離與各個(gè)因素的關(guān)系，驗(yàn)證本公式，對(duì)幾口井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該公式的計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致，存在較小誤差。如表所示。

3、結(jié)論與認(rèn)識(shí)

3.1本方法可以與測(cè)功儀配合，運(yùn)用能量守恒原理，從功的角度計(jì)算平衡半徑，克服了電流法的片面性。

3.2 本文應(yīng)用隔離法推導(dǎo)公式，把調(diào)平衡前后運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的部分作為一個(gè)研究對(duì)象，減少了帶有誤差的變量數(shù)量，簡(jiǎn)化了公式，提高了公式的精確度。

3.3本公式具有形式簡(jiǎn)單、計(jì)算方便的優(yōu)點(diǎn)，計(jì)算結(jié)果在誤差允許范圍之內(nèi)，便于在現(xiàn)場(chǎng)推廣應(yīng)用。

3.4 游梁式抽油機(jī)是原油生產(chǎn)的主要設(shè)備，占抽油機(jī)總量的90%以上，其設(shè)備成本和耗電量占油田生產(chǎn)成本的比重非常大。采用本方法調(diào)平衡一次到位，既可延長(zhǎng)抽油機(jī)的使用壽命，又可節(jié)約大量電能。

參考文獻(xiàn)

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