游梁式抽油机平衡度与耗电量的关系

一、 前言
　　
　　在我国的石油开采中，大部分油田要靠注水压油入井，再靠抽油机把油从地层中提升上来。以水换油、以电换油是我国油田的现实，机械采油井占绝大多数，其中有杆采油（有杆抽油井）占总机械采油的90%以上。全国产油量70%以上靠有杆抽油机来完成。其能耗已占油田能耗的三分之一。游梁式抽油机是一种变形的四连杆机构，其整机结构特点像一架天平，一端是抽油载荷，另一端是平衡配重载荷。对于支架来说，如果抽油载荷和平衡载荷形成的扭矩相等或变化一致，那么用很小的动力就可以使抽油机连续不间断地工作。在平衡率为100％时电动机提供的动力仅用于提起1/2液柱重量和克服摩擦力等，平衡率越低，则需要电动机提供的动力越大。因为抽油载荷是每时每刻都在变化的，而平衡配重不可能和抽油载荷作完全一致的变化，才使得游梁式抽油机的节能技术变得十分复杂。绝大部分抽油机的配重严重不平衡，且抽油机的起动扭矩很大，惯性也很大，从而造成较大的冲击电流，冲击电流不仅浪费掉大量的电能，而且严重威胁到设备的安全。
　　目前，我河南油田采油一厂江河油矿采油六队，通过对游梁式抽有机单井耗电量计量，采取不断调整其平衡度的实验，来观察游梁式抽油机平衡度与耗电量的关系，下面主要介绍一下我们的做法。
　　
　　二、游梁式抽油机工作原理
　　
　　它的.动作原理是由交流电动机恒速运转拖动抽油泵，沿着重力作用方向进行往复运动，从而把原油从数百至数千米的井下抽到地面。分析其负载特性可知其惯量较大，而不同的油井的粘度大小又很不同，当油的粘度较大时，泵的效率也变低，往往启动也很困难。该负载又是周期负载，上升、下降行程负载性质亦不同，下降时尚带有位势负载性质。为适应这些复杂的工况，抽油机的配置及其实际工作状态往往只能是大马拉小车。游梁式抽油机运动为反复上下提升，一个冲程提升一次，其动力来自电动机带动的两个重量相当大的钢质滑块，当滑块提升时，类似杠杆作用，将采油机杆送入井中；滑块下降时，采油杆提出带油至井口，当抽油机工作时，整个过程中负载是变化的。工作分为两个冲程，抽油机上冲程时，驴头悬点需提起抽油杆柱和液柱，在抽油机未平衡的条件下，电动机就要作出很大的功，这时电动机处于驱动状态。在下冲过程时，抽油机杆柱转拉动对电动机做功，使电动机处于类似发电机的运行状态。抽油机未平衡时，上、下冲程的负载极度不均匀，这样将严重地影响抽油机的连杆机构、减速箱和电动机的效率和寿命，恶化抽油杆的工作条件，增加它的断裂可能性。为了消除这些缺点，一般在抽油机的游梁尾部或曲柄上或两处都加上平衡配重。这样一来，在悬点下冲程时，要把平衡重从低处抬到高处，增加平衡配重的位能。为了抬高平衡配重，除了依靠抽油杆柱下落所释放的位能外，还要电动机付出部分能量。在上冲程时，平衡重由高处下落，把下冲程时储存的位能释放出来，帮助电动机提升抽油杆和液柱，减少了电动机在上冲程时所需给出的能量。目前使用较多的游梁式抽油机，都采用了加平衡配重的工作方式，为了保证足够大的启动转矩，抽油机电机正常运行时负荷率很低，一般在20％－30%.低负荷率运行，造成功率因数低，效率低，电能浪费大。
　　
　　三、实验内容（实验过程略）
　　
　　四、目前还存在的问题
　　
　　1、部分游梁式抽油机平衡轻，且四个平衡块已经调到外头，无法达到平衡度100％。
　　2、部分游梁式抽油机平衡重，且四个平衡块已经调到里头，无法达到平衡度100％。
　　3、平衡块不能灵活滑动，自行调整。
　　4、现在我队取电流的方式还是依靠站上职工用钳形电流表取上下冲程中电流峰值,由于电流表自身的影响和人工目测很难读准的数值从而产生不平衡的井报为平衡的问题和平衡度失真的问题。