功率平衡法与电流平衡法在抽油机井平衡计算中的对比分析

2014-08-13张朝晖大庆油田有限责任公司第二采油厂

石油石化节能 2014年10期

张朝晖（大庆油田有限责任公司第二采油厂）

目前常用的机采举升方式有三种，其中抽油机作为主要的举升方式之一，其应用数量占油田举升设备总数的90%以上[1]。抽油机的平衡状况直接影响抽油机连杆机构、减速箱和电动机的效率与寿命。在此通过改善抽油机的平衡状况来达到延长减速箱和电动机的使用寿命，提升其工作效率。由此引入的“上、下冲程电动机做功相等”平衡判断准则，给出了应用“功率平衡”测试结果来计算平衡半径调整的方法，并将其与“电流平衡”计算方法进行了比对，从而体现出“功率平衡”测试方法的优势。

1 两种平衡计算方法统计分析

依据不同的平衡判定准则可以导出不同的平衡计算方法。从简单方便的角度出发，多采用“使上、下冲程中减速器曲柄轴扭矩相等”准则中的“电流平衡”计算方法；在此依据“上、下冲程电动机做功相等”的平衡判断准则给出了“功率平衡”测试方法。

1.1 电流平衡法

测量电动机上、下冲程中的电流峰值，下电流与上电流的比值作为平衡率，可由公式（1）表示：

式中：

ηI——单井平衡率，%；

Idmax——抽油机下冲程最大电流，A ；

Iumax——抽油机上冲程最大电流，A 。

当比值在85%~100%之间即认为达到了平衡状态。

1.2 功率平衡法

功率法是用功率记录仪把电动机的功率变化曲线记录下来，以判断抽油机的平衡状况和调整平衡半径的方法[2]。利用单项功率表，依据“上、下冲程电动机做功相等”的平衡判断准则，通过测试其功率曲线，依据上、下冲程电动机平均功率的变化情况，给出平衡块的调整方法。

式中：

ηT——抽油机的机械传动效率；

Ns——光杆冲速，min-1；

Gq——单块曲柄平衡块的重力，kN；

k——安装的曲柄平衡块的数目。

2 两种平衡调整方法对比分析

为了检验电动机功率法判断和调整抽油机平衡半径的可靠性与实用性，进行了电流曲线法和电动机功率法的实测分析。两种方法分别测试调整了50口井。表1为其中两口井的测试数据。

表1 电流法与功率法测试结果统计

2.1 两种调整方法对比

通过2口井的测试数据表明电流平衡法是平衡的。为了更合理些，仍然做了调整。功率平衡法显示的平衡比是不平衡的，将现场数据输入功率法计算公式后，按照给出的建议，一次调整成功。两种平衡调整方法对比见表2。

表2 两种平衡调整方法对比

2.2 两种方法调整后综合对比

两种平衡调整方法调整后都使抽油机处于平衡状态，但是电流法工作量大，日耗电有所增加，而功率平衡法一次成功，日耗电量降低。电力及能耗测试结果表明，功率曲线和电流曲线较之前平缓了许多，但从调整次数、精确程度及能耗角度来讲，功率平衡法调整比电流法具有很大的优势。两种平衡法调整后综合统计见表3，两种平衡调整方法优缺点对比见表4。