抽油機(jī)自動(dòng)平衡裝置的應(yīng)用與認(rèn)識(shí)

王飛虎（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

抽油機(jī)平衡率對(duì)機(jī)采系統(tǒng)能耗影響較大，目前衡量抽油機(jī)是否平衡最簡(jiǎn)單也最常用的方法是電流平衡法[1]。抽油機(jī)不平衡會(huì)對(duì)機(jī)采設(shè)備造成損害，比如對(duì)減速箱會(huì)造成背面沖擊。從耗電方面來(lái)看，在上沖程中，電流的增大會(huì)造成輸出功率急劇增加，下沖程抽油機(jī)反而帶著電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)造成功率浪費(fèi)，降低電動(dòng)機(jī)的效率和減少壽命；從系統(tǒng)效率方面來(lái)看，平衡較好的抽油機(jī)與平衡差的抽油機(jī)相比較，可減少耗電量4.5%以上。因此，抽油機(jī)平衡調(diào)整工作是抽油機(jī)節(jié)能工作的重要部分。但隨著開(kāi)采時(shí)間增加、井下產(chǎn)液量的變化等因素的影響，抽油機(jī)平衡率會(huì)不斷發(fā)生變化，所以，抽油機(jī)調(diào)平衡工作是采油隊(duì)長(zhǎng)期進(jìn)行的一項(xiàng)工作，但每次調(diào)整費(fèi)時(shí)費(fèi)力，安裝抽油機(jī)自動(dòng)調(diào)平衡裝置可以減少工作量，并能夠滿(mǎn)足節(jié)能降耗和生產(chǎn)要求。

1 抽油機(jī)平衡率概念

1.1 抽油機(jī)平衡率的定義

抽油機(jī)平衡率是抽油機(jī)下沖程對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)最大輸入電流與抽油機(jī)上沖程對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)最大輸入電流之比。

1.2 抽油機(jī)平衡率的計(jì)算公式

式中： B 為平衡率； I上、 I下分別為驢頭上、下沖程時(shí)所測(cè)得電流。

2 自動(dòng)平衡裝置的技術(shù)原理

2.1 原理

游梁式抽油機(jī)自動(dòng)平衡裝置在設(shè)計(jì)中，運(yùn)用天平原理與游梁式抽油機(jī)的杠桿原理相結(jié)合，在游梁尾部增設(shè)了鐘擺式自動(dòng)平衡裝置。當(dāng)抽油機(jī)運(yùn)行時(shí)，自動(dòng)平衡裝置的平衡錘受地心引力及慣性力影響，隨著抽油機(jī)游梁上、下運(yùn)動(dòng)而前、后自由擺動(dòng)，加深抽油機(jī)的平衡，從而降低了抽油機(jī)主電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)行功率，達(dá)到高效節(jié)能的目的，自動(dòng)平衡裝置結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 自動(dòng)平衡裝置結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 主要功能

根據(jù)游梁式抽油機(jī)運(yùn)行平衡度要求，自動(dòng)平衡裝置設(shè)計(jì)有兩種功能：

1）自由擺動(dòng)。當(dāng)游梁式抽油機(jī)運(yùn)行平衡度在80%~100%之間時(shí)，平衡錘受地心引力及慣性力影響，隨著抽油機(jī)游梁上、下運(yùn)動(dòng)而前、后自由擺動(dòng)，加深抽油機(jī)的平衡。

表1 自動(dòng)平衡裝置安裝后效果

2）定置擺動(dòng)。當(dāng)游梁式抽油機(jī)運(yùn)行平衡度小于80%時(shí)，通過(guò)平衡裝置的控制系統(tǒng)，搖控調(diào)整平衡錘角度，使抽油機(jī)運(yùn)行平衡度達(dá)到80%以上；當(dāng)游梁式抽油機(jī)運(yùn)行平衡度大于100%時(shí)，通過(guò)平衡裝置的控制系統(tǒng)，搖控調(diào)整平衡錘角度，使抽油機(jī)運(yùn)行平衡度達(dá)到100%以下。

用定置擺動(dòng)功能可降低抽油機(jī)曲柄平衡塊調(diào)整難度，改為遙控調(diào)整平衡度，降低了工人調(diào)整平衡度的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高作業(yè)安全及工作效率，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗的目的。

2.3 應(yīng)用注意事項(xiàng)

1）嚴(yán)禁靠近運(yùn)動(dòng)平衡錘，對(duì)于影響運(yùn)轉(zhuǎn)及安全的閑置物品移至遠(yuǎn)處。

2）電器原件和電纜應(yīng)有保護(hù)措施，防止日曬、雨淋、碰傷，并裝好接地線，以防止電氣事故。

3）抽油機(jī)維修時(shí)，如換中、尾軸等操作，先切斷進(jìn)線電源，拔下電纜插頭。自動(dòng)平衡裝置在不通電的情況下，平衡錘是制動(dòng)狀態(tài)，即平衡錘是不動(dòng)的。

3 自動(dòng)平衡裝置的應(yīng)用效果及經(jīng)濟(jì)效益

3.1 應(yīng)用效果

2012年我礦在采油三隊(duì)、采油四隊(duì)20口井上安裝自動(dòng)平衡裝置，通過(guò)安裝前后測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比，系統(tǒng)效率平均提高6.19%，平均日節(jié)電44.43kW h，綜合節(jié)電率為14.92%，見(jiàn)表1。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

游梁式抽油機(jī)應(yīng)用自動(dòng)平衡裝置后，應(yīng)用前平均日耗電297.75 kW h，應(yīng)用后平均日耗電量為253.32 kW h，單井月節(jié)電量為1377 kW h，電費(fèi)為0.64元/kW h計(jì)算，節(jié)約費(fèi)用為881.82元。

一臺(tái)抽油機(jī)自動(dòng)平衡裝置的費(fèi)用為5.8萬(wàn)元，投資回收期為66個(gè)月。

4 幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

1）應(yīng)用抽油機(jī)自動(dòng)平衡裝置后，節(jié)能效果明顯，平均綜合節(jié)電率為14.92%，日平均單井節(jié)電44.43kW h，平均單井提高系統(tǒng)效率6.19%。

2）從單井效果表可以看出，雖然該技術(shù)平均單井節(jié)電效果較好，但是，由于井況的不同，有的節(jié)電多達(dá)115.15 kW h/d，有的只有10.97kW h/d。這主要由該井負(fù)載狀況和節(jié)能潛力狀況決定，已經(jīng)沒(méi)有潛力的井效果相對(duì)要差一些。因此，在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用過(guò)程中，要針對(duì)不同的井況來(lái)實(shí)施。

3）通過(guò)對(duì)在采油二礦應(yīng)用的下偏杠鈴和抽油機(jī)自動(dòng)平衡裝置的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況跟蹤、能耗測(cè)試及綜合效益評(píng)價(jià)，認(rèn)為抽油機(jī)自動(dòng)平衡裝置與下偏杠鈴改造技術(shù)相比較，具有節(jié)電率高，回收期短的優(yōu)點(diǎn)。

[1]王翠.抽油機(jī)合理平衡率的再認(rèn)識(shí)[J].油氣田地面工程.2010,29(7):30-31.