抽油机游码式平衡调整装置研究与应用

2012-10-09郭文川

河北能源职业技术学院学报 2012年4期

郭文川

(中油辽河油田公司金马油田开发公司，辽宁盘锦 124010)

黄沙坨油田地处辽宁省台安县黄沙坨镇东北约3公里处，构造位置属于辽河盆地东部凹陷中段铁匠炉构造西侧，南部与欧利坨子油田接壤。构造位置属于辽河盆地东部凹陷中段黄沙坨构造带，主体含油部位为沙河街组沙三下段，岩性为粗面岩。含油井段介于2750－3300m之间，属于受构造及岩性双重因素控制的边底水块状裂缝性粗面岩油藏。油藏成因:主要是在深成条件下，经过构造作用和溶蚀作用等因素形成的(多数火山岩、变质岩油藏储层是经过风化淋滤等表生作用形成的)。黄沙坨油田地质储量为2744×104t，在国内火山岩油藏中储量规模位于第三位，黄沙坨油田于2000年投入开发，截止目前，已累计生产原油144.44×104t，采出程度5.3%。

1.黄沙坨油田抽油机井平衡现状

黄沙坨油田2000年投入开发，2005年6月转入注水开发，截止目前，共有油井62口，注水井16口，其中:油井开井42口，日产液475m3，日产油65m3，日产水410m3，综合含水86.3%。

抽油机平衡分气动平衡和机械平衡两种方式，在机械平衡中，按照平衡装置安装的位置不同，分为游梁平衡、曲柄平衡和复合平衡3种。黄沙坨油田使用的抽油机均为12型游梁式抽油机，采用的平衡方式均为曲柄平衡。由于油井的供液能力较差，油井动液面大多在1500米以上，因此下泵深度在1800米以下，造成了抽油机悬点载荷较大，使得抽油机把平衡块调到末端仍不能满足抽油机平衡度在0.8－1.1之间，此种原因造成的不平衡油井有10口，油田抽油机平衡率为71.4%，远低于指标90%。不平衡的油井抽油机在运转过程中，部分油井电动机上行电流在100－120A之间，超过电机额定电流，极易烧毁电动机。抽油机不平衡造成负荷极不均匀，会使抽油机发生激烈震动，影响抽油装置的寿命，破坏了曲柄旋转速度的均匀性，从而影响抽油杆和泵的正常工作。且抽油机平衡块已无调整空间，抽油机平衡率无法达标，故需要额外增加抽油机平衡重，改善抽油机平衡状况，降低电机电流，确保设备正常运转。

2.游码式平衡调整装置的研究

抽油机游码式游梁平衡调整装置是在抽油机游梁尾部调节游梁平衡配重和中轴之间的距离从而改变平衡力臂，使游梁式抽油机达到理想平衡的装置。针对游梁式抽油机上行电流较大，前后载荷不平衡的现象进行针对式调节，使游梁式抽油机达到最大节能功效(见图1 所示)。该装置安装方便，对抽油机自身改动少，只需要在原游梁上焊接挡板、垫块，并在游梁尾部开孔，使用安全销轴即可稳固游码式游梁平衡调整装置，安全可靠，适合各种型号的游梁式抽油机改造。

图1 游码式平衡调整装置结构示意图

2.1 工作原理

电机工作带动减速器驱动丝杠旋转，通过游码式配重内浮动螺母带动游码式配重在挂梁自锁轨道上运动，游码式配重在位置1 与位置2 间移动改变平衡力臂调整平衡，从而使抽油机达到理想可靠平衡效果。游码式配重在丝杆不转动时与挂梁通过自锁装置锁死，安全可靠。

2.2 性能和特点

1.平衡力矩范围大，使用机型广，平衡力矩范围4kN·m～16kN·m。

2.可减小抽油机减速器峰值扭矩，降低电机机座号。

3.可减小尾轴、连杆、曲柄销轴受力，延长受力件和轴承使用寿命。

4.方便调整平衡，只需操作控制箱按钮便可在线调整抽油机平衡，简洁、精确、方便、省时省力确保油井产量。

2.3 使用方法

1.本产品安装后可根据井况变化通过电机上下行运行电流进行配重游码位置调节，使抽油机始终保持电机上下行电流趋于平衡状态实现节能最大化。

2.游码调节方便，通过控制箱控制电机带动丝杠调节游码位置，只需按动上下行按钮即可调节，调到平衡位置后在需要时需锁紧限位角钢(加强游码的安全稳定性)。

3.游码式平衡调整装置现场应用情况

2012年4月首先在小12－20 井安装了游码式游梁平衡调整装置进行试验，小12－20 井的抽油机为大庆12 型游梁式抽油机，型号为CYJY12－3－53HB，泵径44mm，下泵深度1821 米，冲程4 米，冲次3.4 次/min，日产液量 15.2t/d，日产油 2t/d，含水87%，上下行电流为64A/49A，平衡度为76.6%。试验前后油井生产数据对比见表1。试验前后电机运行参数对比见表2。