抽油机调平衡简易方法

单秀华，高书香

(承德石油高等专科学校石油工程系，河北承德 067000)

抽油机调平衡简易方法

单秀华，高书香

(承德石油高等专科学校石油工程系，河北承德 067000)

电流法、时间法判断抽油机平衡误差较大，对抽油机的节能降耗不利。功率法、扭矩法判断抽油机平衡不简便。用上下冲程耗电量的比值来表示抽油机的平衡率，其值域为［0，1］。测量出电机在上下冲程的耗电量，即可通过相关计算式得到调整数值。给出了平衡块的调整距离及其质量增减量的计算式。

抽油机;平衡;调整;耗电量

抽油机采油仍是当前石油企业采用的主要生产方式。由于井筒产量、压力、含水、设备摩擦等因素随时变化，导致抽油机经常在不平衡状态下运行。对于游梁式抽油机，其平衡方式主要有曲柄平衡、游梁平衡、复合平衡;对于无游梁式抽油机，其平衡方式主要有曲柄平衡、重力平衡、复合平衡等。

在矿场生产中为了有效维护设备、提高系统效率、节约电量，需要一种简单准确的平衡判断方法，可随时随地利用简单工具进行有效判断。这里仅就曲柄平衡型和重力平衡型抽油机的平衡调整简易方法进行分析说明。

1 判断平衡的依据

矿场上常用的判定抽油机是否平衡的简便方法有电流法、时间法等。但大量实践已经证明，电流法、时间法误差较大，且在能耗最低点附近的平衡率并不是最高值［1］。因此，油田为了节能降耗，急需改变惯用的电流法判断平衡的做法。

行业企业标准中多是以扭矩来判断平衡。根据石油天然气行业标准SYT5044-2003《游梁式抽油机》，判断抽油机是否平衡的原则有三个:上、下冲程电动机做功相等;上、下冲程中减速器曲柄的最大净扭矩相等;使减速器曲柄轴瞬时切线力与平均切线力的偏差平方和最小［2］。中石油企业标准QSY1233-2009《游梁式抽油机平衡及操作规范》中规定，抽油机的平衡按均方根扭矩最小法则或上下冲程中最大扭矩相等的法则确定［3］。但在矿场实践中，扭矩的测量非常不便，且判断时需要大量计算，故在基层矿场实践中难以推广。

抽油机平衡的原则之一是上、下冲程电动机做功相等。根据这一原则，可以通过测量电机分别在上、下冲程中的做功值判断抽油机的平衡状况，进而调整抽油机平衡。

判断抽油机的平衡程度时，需要测量电机在上、下冲程的耗电量值。若两电量值相等，则抽油机平衡;若不等，则用小值除以大值得到抽油机的平衡率，即:如此，则平衡率的值域为［0，1］。若上冲程的电量值较小，则平衡过重;反之则平衡不足。

2 曲柄平衡型抽油机的调整

在中石油企业标准QSY1233-2009《游梁式抽油机平衡及操作规范》中，平衡块的调整距离计算采用的是电机的输出功率，且假定上下冲程时间相等［3］。因此，方法既不方便也不准确。

曲柄平衡型抽油机多数情况下只需改变平衡块的位置即可达到平衡。这样对抽油机系统而言，调整前后只改变了平衡块的位置。故存在下述关系式:

式中，A上是调平衡前上冲程的耗电量，A下是调平衡前下冲程的耗电量，M是单侧曲柄上被移动的平衡块质量，g是重力加速度，Δr是平衡块的调整距离。如果Δr为负，则平衡块向内移动;若Δr为正，则平衡块向外移动。因此，移动距离可用下式计算:

调整抽油机平衡时，M为已知量;只需测出A上和A下，就可通过简单计算得到移动距离Δr。

如果调整平衡时，仅通过移动平衡块无法实现平衡，还需要增减平衡块的质量，则可利用虚拟平衡的方法，即把不准备移动的平衡块视为曲柄的一部分，把新增加的平衡块视为已安装在曲柄销中心处。这样可同理得到新安装平衡块的位置:

式中，Δr'为新安装的平衡块与曲柄销中心的距离，即安装位置;m为新安装平衡块的质量;其它符号意义同前。

3 重力平衡型抽油机的调整

对于重力平衡型抽油机，其平衡是通过改变平衡块的质量来调整的。因此，调整前后只改变了平衡块的质量，故存在下述关系式:

式中，s为光杆冲程，Δm为平衡块的质量改变量，其它符号意义同前。Δm为正，则增加平衡块质量;反之则减少。

调整抽油机平衡时，s为已知量;只需测出A上和A下，就可通过简单计算得到平衡块的质量改变量Δm。

4 结论

1)电流法、时间法判断抽油机平衡误差较大，对抽油机的节能降耗不利。

2)在基层矿场实践中，功率法、扭矩法判断抽油机平衡不简便。

3)抽油机的平衡率可用上下冲程耗电量的比值来表示，其值域为［0，1］。

4)只需测量电机在上下冲程的耗电量，即可通过相关计算式得到调整数值。

［1］王翠.抽油机合理平衡率的再认识［J］.油气田地面工程，2010，29(7):30-31.

［2］中国石油天然气集团公司勘探与生产专业标准化技术委员会.Q/SY 1233—2009游梁式抽油机平衡及操作规范［S］.北京:石油工业出版社，2009.

［3］全国石油钻采设备和工具标准化技术委员会.SY/T 5044—2003游梁式抽油机［S］.北京:石油工业出版社，2003.

Simple Method for Pumping Unit Balance Adjustment

SHAN Xiu-hua，GAO Shu-xiang

(Department of Petroleum Engineering，Chengde Petroleum College，Chengde 067000，Hebei，China)

It is inaccurate using electric current or stroke time in pumping unit balance adjustment，and harmful to energy conservation in pumping unit system.It is inconvenient to use power and torsion to adjust pumping unit balance.Balance rate can be indicated by the specific value of power consumptions in up and down stroke，and the range is［0，1］.The adjustment can be carried out using the given relationship after the measurement of power consumptions.

pumping unit;balance;adjustment;power consumption

TE933.1

B

1008-9446(2013)03-0024-03

2013-05-02

单秀华(1985-)，女，山东潍坊人，承德石油高等专科学校石油工程系助教，硕士，从事石油工程技术专业的教学及科研工作。