抽油机调平衡计算模型
抽油机平衡率计算公式(教学备用)
抽油机井平衡合格率
1、抽油机井平衡度
抽油机井稳定运行过程中，下冲程时的最大电流与上冲程时最大电流比值。
（80-100%合理，小于80％欠平衡，大于100%超平衡）。
平衡度=(I下行峰值/I上行峰值) ×100%
采液用电单耗：油井采出每吨液的用电量，单位Kw.h/t
采液用电单耗＝W/Q
式中：W—油井日耗电量，Kw；Q—油井日产液量，t3/d
2、抽油机井平衡度合格率：
抽油机井平衡度达标的井数占总开井数的比值。
抽油机井平衡度合格率=(S合格/S总)×100%
式中：S合格—抽油机井平衡度达标的井数；
S总—抽油机开井总数。
三、抽油机井泵效
抽油机井的实际产液量与泵的理论排量的比值叫做泵效。
η=（Q实/Q理）×100%；
式中：η—泵效(%) Q实—指核实日产液量(m3/d)；
Q理—泵理论排液量(m3/d)；
其中：Q理=1.1304×10-3×S×N×D2
式中：S—冲程(m) N—冲数(n/m) D—泵径(mm)；
四、采液用电单耗
油井采出每吨液的用电量，单位Kw.h/t
采液用电单耗＝W/Q
式中：W—油井日耗电量，Kw；Q—油井日产液量，t3/d。
抽油机调平衡
抽油机调平衡抽油机调平衡一、报告，几号选手报道，请求检查工具，二、检查完毕，请求开始。
三、测电流：检查电流表钳口清洁闭合良好，带绝缘手套测量。
选择最大量程，检查电流表归零；由大到小选择合适档位，（档位转换要电流表脱离导线后再调，电流表钳口不得碰线，并且要垂直居中)检查电流表归零，测电流，电流表水平，被测导线与电流表垂直居中。
测量后关闭电流表四、计算平衡率：B=I下/I上*100% h=(1-B)*100（h小于100时向曲柄末端移动，大于100时向轴心移动），报告，调前平衡率为多少，不平衡（或平衡），需向轴向（或末端）调整多少厘米，下步操作请指示。
五、停抽①检查试电笔完好，试电笔检测配电箱外壳不带电，侧身按停止按钮停抽，拉紧刹车，检查刹车各部位连接可靠，刹车锁块在行程的1/2-2/3之间，侧身拉闸断电断开空气开关，关好门，记录停抽时间，挂警示牌，插上刹车锁六、移动平衡块到预定位置：①清理曲柄面的污物②测量预调距离，画好标记③卸掉锁块固定螺栓拿掉锁块，卸松平衡块固定螺栓及螺母，先低后高卸螺帽，不能卸掉螺母以防滑脱发生事故④检查平衡块移动前方无人，侧身使用摇把将平衡块移至标记位置，插上锁块，校正平衡块⑤先高后低的紧螺帽，对锁块螺栓和固定螺栓涂抹黄油进行保养（各紧固螺丝涂油防腐）七、启抽①检查抽油机周围无故障物，拔出安全销摘掉警示牌，松刹车，控制曲柄转速两次，验电侧身合闸送电，利用惯性启抽，关好配电箱门②检查平衡块螺丝紧固无松动八、检查调整情况①二次测电流（选择合适档位，检查电流表归零）②检测抽油机是否平衡，计算另一组平衡块调整距离（报告，调后平衡率为多少，仍不平衡（或平衡），如需调整，另一组平衡块需向轴向（末端）调整多少厘米）九、收拾工具，擦拭工具，将相关数据填入报表，报告，操作完毕。
红字是要说出来的话，绿字是要注意的事项。
第三章 第四节 抽油机的平衡、扭矩与功率计算
抽油机井生产系统优化设计水平。它是提高抽油机井系统效率的技
术依托。在一定油井条件和设备条件下，优化生产系统的工作制度， 将在一定程度上提高抽油设备的运行效率和油井的生产效率。
管理水平。高的管理水平是提高抽油机井生产系统效率的必要条件。
及时准确地分析油井及其设备的工作状况、调整工作制度等，都会 影响抽油机井的系统效率。
(2) 根据示功图绘制扭矩曲线准确计算光杆平均功率。 WlSn (3) 光杆功率计算的近似计算： HPPR 60 1000
9
三、电动机选择和功率计算
电动机效率
地面效率： 地面
HPPR Nm
皮带和减速箱效率
四连杆机构效率 盘根盒效率
HPH 井下效率： 井下 HPPR
抽油杆效率 抽油泵效率 管柱效率
增加抽油机的转动惯量。抽油机节能的另一个方法是增加抽
油机的转动惯量，充分发挥其动能均衡作用，降低电动机承受 扭矩的波动量，达到节能的目的，如节能蓄能器。
其它。如电机调压节能技术、电机调速节能技术
25
二、节能抽油设备与油井管理概述
抽油机井地面系统效率分析流程：
开 始 油井生产数据、设备 特性参数输入 解曲柄轴运动微分方程求曲柄旋转角速度 计算悬点速度、加速度 结 束 计算载荷扭矩和曲柄轴净扭矩
复合平衡
Aw 2 RWcb 2 RcWc 2r
c Wb X uc b
平衡半径公式:
W a r W c r R Wr l X uc Wb Rc c 2 b Wcb b Wcb Wcb
4
一、抽油机平衡计算
2)曲柄平衡 平衡半径公式：
8
三、电动机选择和功率计算
游梁式抽油机调平衡三种方法的计算与比较
游梁式抽油机调平衡三种方法的计算与比较摘要：目前江汉采油厂98%以上的油井，采用的是机械采油，而其中90%以上的机采井，使用的是游梁式抽油机（以下简称抽油机）。
确保抽油机在平衡状态下工作，不仅仅可以节约大量能耗，而且可以延长抽油机设备的寿命，优化井下工况，间接提高油井产量。
因此调整抽油机平衡是各采油站日常设备管理中的重点工作。
抽油机调平衡大致可分为电流法、电能法、示功图法、功率法、扭矩法。
本文提供了常用的电流法、扭矩法和功率法三种方法的计算和比较。
关键词：游梁式抽油机;平衡;电流法;扭矩法;功率法1、抽油机平衡基本原理、定义及判断抽油机下冲程过程中悬点载荷以及电动机所做的功储存起来，下冲程储存的能量释放出来帮助电动机带动悬点运动做功。
这就是抽油机平衡的基本原理。
根据《QSY1233-2009游梁式抽油机平衡及操作规范》中对抽油机的平衡状态的描述：指抽油机减速器扭矩最小的状态，也就是减速器扭矩均方值最小的状态，或者上、下冲程中减速器扭矩峰值最小的状态。
通俗地说抽油机平衡必然满足上、下冲程电机做功相等。
而抽油机在日常生产中由于自身的工况特点，其驴头悬点承受交变载荷，上冲程，抽油机驴头承受抽油泵活塞截面以上液体、抽油杆柱自身的重量、以及惯性、摩擦、振动等负荷。
下冲程时，抽油机驴头仅承受抽油杆柱在井液中的重量及少量的摩擦、惯性等负荷。
其上、下冲程负荷差别非常大，抽油机无法正常运行，为了保证抽油机正常运行，通常采用游梁平衡、曲柄平衡、复合平衡、气动平衡的方法。
而对大型抽油机常用曲柄平衡（本文所讲到平衡调整所针对的就是曲柄平衡游梁抽油机）。
对于是否平衡，判断主要依据有观察法、上下冲程时间法、电流法、扭矩法、功率法等，观察法、上、下冲程时间法虽可粗略地判断抽油机是否平衡，但无法给出调整平衡的具体数值。
电流法、扭矩法、功率法不仅能计算出当前抽油机的平衡率，而且还可以算出达到平衡条件所需要移动平衡块的距离，在现场得到广泛运用。
抽油机调平衡计算模型2资料全
上冲程最大功率、下冲程最大功率，最大功率对应曲柄转角的数值显示；
三、系统效率及功率的计算分析
1、有效功率计算 将井液体输送到地面所需要的功率为机械采油井的有效功率
① 已知数据：实际产液量 Q ，m3/d（调用示功图分析里的数据）； 含水率 fw ，%（已知数据）； 油的密度 0 ，t/ m3（已知数据）；
3、光杆功率
利用示功图面积进行折算。（调用示功图分析里的数据）
60
P光杆 地面示功图面积/T ；
T n
n 为冲次
4、泵功率
由泵功图面积折算。（调用示功图分析里的数据）
.word 版.
P泵 泵功图面积/T ；
T 60 n
n 为冲次
5、地面损失功率 ①数据 电机空载功率 P电机空载 ，kw；光杆一个周期的平均载荷 F ，KN；冲程 s ， m / 次 ； 地面传动系数 k ，（1 或-1）； n —冲次，min-1。 ②模型
水的密度 w ，t/m3（已知数据）。
井液密度 ，t/m3（若不能测得，利用 fww 1 fw o 计算）；
.word 版.
重力加速度 g （=9.81），m/s2； 动液面深度 H ，m（采用软件中的数据）；
油压 p t ；套压 p c ，Mpa（传感器测量得到的数据）；
抽油机系统的有效功率
P地面损 P电机空载 2Fsnk 式中， P电机空载 为电机铭牌空载功率，kw；
F 为光杆一个周期的平均载荷，KN（调用示功图分析里的数据）； s 为冲程， m / 次 ； n ，冲次； k 为地面传动系数（为 1 或-1），U 为电机输入电 压，V。 6、抽油机地面效率 ①数据 电机输入电流 I ，A；电机输入电压 U ，V；功率因数 cos ；（调用电参数曲线图 里的数据） 光杆功率 P光杆 ，kw；利用示功图面积进行折算。（调用示功图分析里的数据） 冲程 s ， m ；冲次 n ，min-1。
峰值功率法游梁式抽油机游梁平衡重调整量计算模型
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｄｕ ｅ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｉ ｍｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｔ ｈ ａ ｔ ｃ ｒ ａ ｎ ｋ ｃ ｏ ｕ ｎ ｔ ｅ ｒ ｂ ａ １ ａ ｎ ｃ ｅ ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｌ ａ ｙ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｏ ｉ ｌ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｐ ｒ ｏ —
２０１ ５ 钲 第
４ ４卷 第 ４ 期 第 ２矿 场 机 械 Ｅ ＱＵＩ Ｐ Ｍ ＥＮＴ
２ ０ １ ５， ４ ４ （ ４ ） ： ２ ９ — ３ ２
ｏ
ｏ
文章 编 号 ： １ ００ １ — ３ ４ ８ ２（ ２ ０１ ５） ０ ４ — ０ ０２ ９ ０ ４
论指导。
关 键词 ： 抽 油机 ； 游 梁平衡 ； 平衡 重 ； 峰 值 功率 ； 平衡 准则 ； 调 整量 中 图分类 号 ： Ｔ Ｅ ９ ３ ３ ． １ 文献标 识 码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ Ｏ Ｏ １ － ３ ４ ８ ２ ． ２ ０ ｌ ５ ． ０ ４ ． ０ ０ ７
峰值 功 率 法 游 梁 式 抽 油 机游 梁 平衡 重 调 整 量 计 算 模 型
岑 学齐 ， 吴晓东 ， 葛 磊 ， 王 磊 ， 李 辉
（ 中 国 石油 大 学 （ 北京）石油工程教育部重点实验室 ， 北京 １ ０ ２ ２ ４ ９ ）
摘要 ： 抽 油机调 平衡 是 油田生 产 管理 中一项 重要 的 工作 ， 针 对 游梁平衡 抽 油机展 开 了峰值 功 率法调 平 衡研 究 。根据 悬点 上 、 下冲程 中减 速 箱 曲柄 轴峰 值 转矩 相 等 的 准则 ， 提 出悬 点上 、 下 冲程 中电机
应用电流载荷公式法调节抽油机平衡率
应用电流载荷公式法调节抽油机平衡率摘要：以曲柄平衡抽油机为例，遵从抽油机电动机在上下冲程中做功相等的平衡原则，利用上、下电流和测井仪现场所得最大载荷、最小载荷，应用所推导的简便公式，便可计算得出使抽油机平衡的平衡块位移量。
关键词：抽油机调平衡，电流，载荷，位移量一、抽油机平衡原理及条件抽油机在工作过程中悬点承受的是不对称的脉动载荷，上冲程载荷很大，下冲程载荷很小，这样就会造成上冲程电动机做功很大，下冲程电机做负功，即悬点拉着电机旋转。
因此也就会造成抽油机不平衡。
抽油机运转不平衡，影响电机的工作效率，使电机的功率因数降低，加大电机的功率损耗，减小电机的寿命；抽油机运转不平衡会使抽油机发生振动，严重时会造成翻抽油机的恶性事故，影响抽油机的寿命；破坏曲柄旋转速度的均匀性，影响抽油杆和泵正常工作。
因此抽油机必需利用平衡装置调节达到运转平衡。
（1）平衡原则[1]：电动机在上下冲程中做功相等；上、下冲程中电机的电流峰值相等；上、下冲程中的曲柄轴峰值扭矩相等。
（2）条件。
在抽油机游梁后段加一重物，在下冲程中电机和下冲程的悬点载荷一起对重物做功，把重物升高储存位能：，（1）则得到电机在下冲程中做的功为：，（2）式中—下冲程中悬点载荷和电机对平衡系统做的功，即平衡系统储存的能量；—悬点在下冲程中做的功；—电机在下冲程中做的功。
在上冲程中平衡系统放出能量，帮助电机对悬点做功：，（3）则得到电机在上冲程中做的功：，（4）式中：—悬点在上冲程中做的功；—电机在上冲程中做的功。
根据第一条平衡原则：，即，（5）可得到平衡系统在下冲程中应储存的能量为：，（6）上式说明抽油机的平衡条件为：平衡系统下冲程中储存的能量要等于悬点在上、下冲程中做功之和的一半。
二、利用电流、载荷计算平衡块位移量公式的推导各种抽油机在运行过程中，曲柄轴上承受的扭矩，包括由悬点载荷所形成的负荷扭矩和由平衡重所形成的平衡扭矩，这两项叠加形成静扭矩，即曲柄轴上实际承受的扭矩。
第三章 抽油机平衡计算
表3-5 钢制抽油杆的奥金格折算应力
(2)API最大许用应力强度条件
强度条件:
（3-97）
（修正Goodman应力方 法）
2．抽油杆柱设计
确定杆柱的材质、长度和直径的组合。 普通抽油杆分为C、D和K三个级别。 钢制抽油杆柱分单级和多级两种结构。多级杆 柱有利于减轻杆柱自重，节省钢材和能量。 在进行组合抽油杆强度设计中，要求在满足强 度条件的前提下，使抽油杆柱最轻。因此，形成了 多个强度设计方案。
常规型和前置型抽油机的扭矩因数可根据抽油 机的几何尺寸进行计算。
利用实测悬点载荷数据(示功图)
M w ( ) TF ( )W ( )
得到悬点载 荷扭矩曲线
悬点扭矩Mw 平衡扭矩MC 净扭矩M
2．扭矩曲线计算的基本公式
对于游梁平衡抽油机 对于曲柄平衡抽油机
（3-62）
B—抽油机结构不平衡值。
对于复合平衡抽油机
机械因素(硬件):泵(结构、质量、材料、安装 、泵隙、抗腐性、耐磨性）；抽油杆（尺寸、 强度）等。
工作方式(软件)： 泵深、抽汲参数(D、S、n)、套压控制等。
1、 使用油管锚减少冲程损失 =r+t t=0 =r
２、调小防冲距 为了防止碰泵，要求活塞下死点与
固定凡尔有一定的距离，叫防冲距。 防冲距越小，Vs越小， K ， 反之，防冲距越大，越保险。
（3-63） （3-64）
Wc—折算重量,曲柄平衡重折算到r点
Wcr=WcbR+WcRc
Wc=(WcbR+WcRc)/r
Wc—曲柄重；
Rc—曲柄重心半径；
Wcb —曲柄平衡块总重；R—曲柄平衡半径。
Mc=Wcrsin(+)=(WcbR+WcRc)sin(+) Mc—曲柄及其平衡重在曲柄上造成的扭矩。
采油工程3-4 抽油机的平衡 扭矩与功率计算
则由前式得理论上需要的平衡功为：
A A W u d l A ( W ) s w r 2 2
(四)抽油机平衡计算
游梁式抽油机的机械平衡方式 游梁平衡：游梁尾部加平衡重 机械平衡 曲柄平衡(旋转平衡)：平衡块加在曲柄上 复合平衡(混合平衡)：游梁尾部和曲柄上 都有平衡重。
1.游梁平衡方式计算
QHg NH 86400
Q—— 油井产液量，t/d； H— 泵对液体的有效提升高度，m； NH—— 抽油机井的有效功率，kw。
2、光杆功率
光杆功率即是抽油机悬点载荷做功的功率，是提升液体 和克服井下消耗所需要的功率。 可用示功图的面积计算：
AsnC Np 600 l
由于计算示功图麻烦，常近似地按理论静载荷计算悬点 做功：
③破坏曲柄旋转速度的均匀性，影响抽油杆和泵正
常工作。
(三) 平衡原理
抽油机达到平衡的原则是 （1）电动机在上下冲程中做功相等； （2）上、下冲程中电机的电流峰值相等； （3）上、下冲程中的曲柄轴峰值扭矩相等。 抽油机平 衡装置的作用： 是在下冲程把 悬点和电机的 能量储存起来， 在上冲程放出， 帮助电机对悬 点做功。
W l sn Np 4 610
3、抽油机井的效率
(1) 抽油机的效率：光杆功率与电动机功率之比。它表达 了抽油机工作状况好坏及功率利用程度
p
(2) 油井效率
N
p
Nr
：是有效功率与光杆功率之比
H
NH Np
(3) 抽油机井系统效率： 为本抽油机井输出功率与输入功率之比
NH t Nr
第四节 抽油机的平衡、扭矩与功率计算
一、 抽油机的平衡
（一） 不平衡原因
上下冲程中悬点载荷不同，造成电动机在上、下冲 程中所做的功不相等。
抽油机调平衡计算模型(2)
游梁式抽油机井效率分析与平衡优化软件的功能规划和计算模型一、软件实现的功能（1）示功图、电流、功率等数据的采集，电参数等曲线的实时显示；（2）抽油机井系统效率计算分析；（3）抽油机平衡状态诊断与平衡调节；二、软件结构1、抽油机井示功图分析从示功图取点求得产液量、上下冲程时间、平均载荷，最大、最小载荷，冲程，冲次、功图面积、工况分析。
（分析示功图，得到计算系统效率及调平衡所需要的重要数据）由示功图推算上下冲程时间的方法： 抽油机一个冲程周期的计算公式：60T n；n 为冲次上冲程和下冲程的具体时间，根据示功图上位移点进行推导，判断准则是： 上冲程判断准则：如果（If ）某一点的位移为最小，那么（Then ）该点为上冲程起点。
（若位移为最小的点有多点，以首次出现的最小点为准）；如果（If ）某一点位移为最大，那么（Then ）该点为上冲程结束点。
（若位移为最大的点有多个，以首次出现的位移最大点为准）。
计算从首次出现最小点到首次出现位移最大点的点数和，此值与示功图总点数的比值，再与一个冲程周期相乘，即为上冲程时间。
设总数是N ，推算得到的上冲程点数为n 上，下冲程点数为n 下，上冲程时间为：n t T N =⨯上上， t T t =-下上平均载荷的计算是利用仪器采集的各点的载荷的平均值， 其他的参数利用已有软件即可得到。
2、电参数曲线分析电流、电压、有功功率、功率因数曲线显示，上冲程最大电流、下冲程最大电流，上冲程最大功率、下冲程最大功率，最大功率对应曲柄转角的数值显示；三、系统效率及功率的计算分析1、有效功率计算将井内液体输送到地面所需要的功率为机械采油井的有效功率 ① 已知数据：实际产液量Q ，m 3/d （调用示功图分析里的数据）； 含水率wf ，%（已知数据）；油的密度0ρ，t/ m 3（已知数据）；水的密度w ρ，t/m 3（已知数据）。
井液密度ρ，t/m 3（若不能测得，利用()ow w w f f ρρρ-+=1计算）；重力加速度g （=9.81），m/s 2；动液面深度H ，m （采用软件中的数据）；油压p t ；套压pc，Mpa （传感器测量得到的数据）；抽油机系统的有效功率86400Q gP ρ⨯⨯=⨯有效（()1000t c p p H g ρ-⨯+⨯）2、抽油机井系统的输入功率拖动抽油机的电机输入功率为抽油机输入功率。
抽油机调平衡计算模型-(2)
游梁式抽油机井效率分析与平衡优化软件的功能规划和计算模型一、软件实现的功能（1）示功图、电流、功率等数据的采集，电参数等曲线的实时显示；（2）抽油机井系统效率计算分析；（3）抽油机平衡状态诊断与平衡调节；二、软件结构1、抽油机井示功图分析从示功图取点求得产液量、上下冲程时间、平均载荷，最大、最小载荷，冲程，冲次、功图面积、工况分析。
（分析示功图，得到计算系统效率及调平衡所需要的重要数据）由示功图推算上下冲程时间的方法： 抽油机一个冲程周期的计算公式：60T n =；n 为冲次上冲程和下冲程的具体时间，根据示功图上位移点进行推导，判断准则是： 上冲程判断准则：如果（If ）某一点的位移为最小，那么（Then ）该点为上冲程起点。
（若位移为最小的点有多点，以首次出现的最小点为准）；如果（If ）某一点位移为最大，那么（Then ）该点为上冲程结束点。
（若位移为最大的点有多个，以首次出现的位移最大点为准）。
计算从首次出现最小点到首次出现位移最大点的点数和，此值与示功图总点数的比值，再与一个冲程周期相乘，即为上冲程时间。
设总数是N ，推算得到的上冲程点数为n 上，下冲程点数为n 下，上冲程时间为：n t T N =⨯上上， t T t =-下上平均载荷的计算是利用仪器采集的各点的载荷的平均值， 其他的参数利用已有软件即可得到。
2、电参数曲线分析电流、电压、有功功率、功率因数曲线显示，上冲程最大电流、下冲程最大电流，上冲程最大功率、下冲程最大功率，最大功率对应曲柄转角的数值显示；三、系统效率及功率的计算分析1、有效功率计算将井液体输送到地面所需要的功率为机械采油井的有效功率 ① 已知数据：实际产液量Q ，m 3/d （调用示功图分析里的数据）； 含水率wf ，%（已知数据）；油的密度0ρ，t/ m 3（已知数据）；水的密度w ρ，t/m 3（已知数据）。
井液密度ρ，t/m 3（若不能测得，利用()ow w w f f ρρρ-+=1计算）；重力加速度g （=9.81），m/s 2；动液面深度H ，m （采用软件中的数据）； 油压p t ；套压pc，Mpa （传感器测量得到的数据）；抽油机系统的有效功率86400Q g P ρ⨯⨯=⨯有效（()1000t c p p H g ρ-⨯+⨯）2、抽油机井系统的输入功率拖动抽油机的电机输入功率为抽油机输入功率。
新型抽油机载荷、扭矩计算公式
新型抽油机载荷、扭矩计算公式及平衡调整方法一、抽油机载荷、扭矩计算公式1、双驴头抽油机:悬点最大载荷：P max =(P’液+ P’杆)×(1+Sn2/2390) kN悬点最小载荷：P min =P’杆（1-Sn2/1470）kN减速器曲柄轴最大扭矩：M max =0.22S（P max-P min）kN.m2、高原皮带式抽油机:悬点最大载荷：P max= P’液+ P’杆kN悬点最小载荷：P min = P’杆kN减速器输出轴最大扭矩：M max= 0.5R(P max-P min)=0.5R P’液kN.m平衡箱总配重：P配= 0.5(P max+P min) kN式中：P’液—抽油泵柱塞全断面上的液柱重力（沉没度太大时要考虑动液面深度），kN；☆P’液=ρf gLA Qρf—井液密度，t/m3；g—重力加速度（=9.81m/s2）；A Q—柱塞全断面积，m2；L——下泵深度，m；P’杆—抽油杆在井液中的重力，kN；☆P’杆=9.81×10-3L P杆（1-ρf/ρr）P杆—每米抽油杆在空气中的重量，kgρr—抽油杆密度（对钢杆ρr=7.85t/m3）ArrayS—冲程长度，m；n—冲程次数, min-1R—悬绳器驱动摩擦轮节圆半径，m；二、双驴头抽油机平衡调整双驴头抽油机安装前应根据油井井况和抽油机工况，初步估算平衡块的组合和平衡块的位置，以避免出现严重的不平衡现象。
投产后，应根据曲柄轴实际净扭矩情况，调整平衡，以保证抽油机在最佳状态下工作，现介绍两种平衡调整的计算方法。
1、安装前初步估算平衡（1）估算所需的平衡力矩M平（据已有数据选用三式之一）M平＝0.47×（P＇杆－B＋P＇液/2）×S千牛吨·米M平＝0.235×S×（Pmax+Pmin）千牛吨·米M平＝0.51×（|M上max|+|M下min|）千牛吨·米式中：P＇杆——抽油杆在油液中的重量（千牛吨）P＇液——动液面以上，泵柱塞全断面上液柱的重量（千牛吨）S——所用冲程长度（米）M上max，M下min分别为上、下冲程悬点负荷在曲柄轴上产生的载荷扭矩代数和的最大、最小值（千牛顿·米）P′杆＝q′LP′液＝r·F·e·g Pmax·M上max＝［Pmax －B］·TF100·M下min＝［Pmin －B］·TF280·式中：q′—每米抽油杆在油液中的重量（千牛顿）L—泵挂深度（米）r—油液密度（千克/米3）e—动液面至井口的深度（米）F—泵柱塞断面积（米2）g—重力加速度值：取g=9.8米/秒2B—抽油机结构不平衡力(千牛顿)，查抽油机铭牌或说明书的平衡力矩图解。
抽油机调平衡计算模型 (2)
游梁式抽油机井效率分析与平衡优化软件的功能规划和计算模型一、软件实现的功能（1）示功图、电流、功率等数据的采集，电参数等曲线的实时显示；（2）抽油机井系统效率计算分析；（3）抽油机平衡状态诊断与平衡调节；二、软件结构1、抽油机井示功图分析从示功图取点求得产液量、上下冲程时间、平均载荷，最大、最小载荷，冲程，冲次、功图面积、工况分析。
（分析示功图，得到计算系统效率及调平衡所需要的重要数据）由示功图推算上下冲程时间的方法： 抽油机一个冲程周期的计算公式：60T n =；n 为冲次上冲程和下冲程的具体时间，根据示功图上位移点进行推导，判断准则是： 上冲程判断准则：如果（If ）某一点的位移为最小，那么（Then ）该点为上冲程起点。
（若位移为最小的点有多点，以首次出现的最小点为准）；如果（If ）某一点位移为最大，那么（Then ）该点为上冲程结束点。
（若位移为最大的点有多个，以首次出现的位移最大点为准）。
计算从首次出现最小点到首次出现位移最大点的点数和，此值与示功图总点数的比值，再与一个冲程周期相乘，即为上冲程时间。
设总数是N ，推算得到的上冲程点数为n 上，下冲程点数为n 下，上冲程时间为：n t TN =⨯上上， t T t =-下上 平均载荷的计算是利用仪器采集的各点的载荷的平均值， 其他的参数利用已有软件即可得到。
2、电参数曲线分析电流、电压、有功功率、功率因数曲线显示，上冲程最大电流、下冲程最大电流，上冲程最大功率、下冲程最大功率，最大功率对应曲柄转角的数值显示；三、系统效率及功率的计算分析1、有效功率计算将井内液体输送到地面所需要的功率为机械采油井的有效功率 ① 已知数据：实际产液量Q ，m 3/d （调用示功图分析里的数据）； 含水率w f ，%（已知数据）；油的密度0ρ，t/ m 3（已知数据）；水的密度w ρ，t/m 3（已知数据）。
井液密度ρ，t/m 3（若不能测得，利用()ow w w f f ρρρ-+=1计算）；重力加速度g （=9.81），m/s 2；动液面深度H ，m （采用软件中的数据）； 油压p t ；套压pc，Mpa （传感器测量得到的数据）；抽油机系统的有效功率86400Q g P ρ⨯⨯=⨯有效（()1000t c p p H g ρ-⨯+⨯）2、抽油机井系统的输入功率拖动抽油机的电机输入功率为抽油机输入功率。
抽油机调平衡计算模型-(2)
游梁式抽油机井效率分析与平衡优化软件的功能规划和计算模型一、软件实现的功能（1）示功图、电流、功率等数据的采集，电参数等曲线的实时显示；（2）抽油机井系统效率计算分析；（3）抽油机平衡状态诊断与平衡调节；二、软件结构1、抽油机井示功图分析从示功图取点求得产液量、上下冲程时间、平均载荷，最大、最小载荷，冲程，冲次、功图面积、工况分析。
〔分析示功图，得到计算系统效率及调平衡所需要的重要数据〕由示功图推算上下冲程时间的方法： 抽油机一个冲程周期的计算公式：60T n；n 为冲次上冲程和下冲程的具体时间，根据示功图上位移点进行推导，判断准则是： 上冲程判断准则：如果〔If 〕某一点的位移为最小，那么〔Then 〕该点为上冲程起点。
〔假设位移为最小的点有多点，以首次出现的最小点为准〕；如果〔If 〕某一点位移为最大，那么〔Then 〕该点为上冲程结束点。
〔假设位移为最大的点有多个，以首次出现的位移最大点为准〕。
计算从首次出现最小点到首次出现位移最大点的点数和，此值与示功图总点数的比值，再与一个冲程周期相乘，即为上冲程时间。
设总数是N ，推算得到的上冲程点数为n 上，下冲程点数为n 下，上冲程时间为：n t TN =⨯上上， t T t =-下上 平均载荷的计算是利用仪器采集的各点的载荷的平均值， 其他的参数利用已有软件即可得到。
2、电参数曲线分析电流、电压、有功功率、功率因数曲线显示，上冲程最大电流、下冲程最大电流，上冲程最大功率、下冲程最大功率，最大功率对应曲柄转角的数值显示；三、系统效率及功率的计算分析1、有效功率计算将井内液体输送到地面所需要的功率为机械采油井的有效功率 ① 已知数据：实际产液量Q ，m 3/d 〔调用示功图分析里的数据〕；含水率w f ，%〔已知数据〕；油的密度0ρ，t/ m 3〔已知数据〕；水的密度w ρ，t/m 3〔已知数据〕。
井液密度ρ，t/m 3〔假设不能测得，利用()ow w w f f ρρρ-+=1计算〕；重力加速度g 〔〕，m/s 2；动液面深度H ，m 〔采用软件中的数据〕；油压p t ；套压pc，Mpa 〔传感器测量得到的数据〕；抽油机系统的有效功率86400Q gP ρ⨯⨯=⨯有效〔()1000t c p p H g ρ-⨯+⨯〕2、抽油机井系统的输入功率拖动抽油机的电机输入功率为抽油机输入功率。
抽油机调平衡(复合平衡)
抽油机调平衡（复合平衡）安全警示 程序提示 控制措施正确使用验电器高空作业时系好安全带，防止摔伤事故；使用工具时要固定牢靠，防止工具使用不当或工件固定不稳造成伤害站在安全距离处观察稳妥收拾工具；记录整洁，字迹工整人员要求：3人，持安全上岗证操作。
准备工作：1、劳保用品准备齐全，穿戴整齐；技术要求：1．调整后平衡率在85%—115%之间为合格；2．停抽油机时曲柄与水平位置的夹角不得大于5º；3．平衡块固定螺栓只能卸松不能卸掉，曲柄要擦净，移动平衡块时不能用力过猛；4．松平衡块螺栓顺序与平衡块移动方向相同，即平衡块移向哪个方向，就先卸哪个方向的螺栓。
操作步骤祥解：1．检查工作（2分钟）（1）检查井口流程是否正常，各连接部位有无渗漏；（2）检查抽油机运转是否正常，有无异常响声，刹车是否灵活可靠；（将抽油机曲柄停在水平位置，拉紧刹车，检查曲柄有无下滑现象。
）（3）用验电器检测开关箱，电机是否带电，检查电源线是否完好无老化、破损，接地是否牢固可靠。
（懂验电器的规格、型号，会验电器的正确使用。
检察钳形电流表的规格、型号、检验日期、钳口清洁、闭合状况良好。
检查线路时注意距离，防止发生触电事故。
）2．调平衡操作（15分钟）（1）用钳形电流表测驴头上、下行电流峰值；（测电流戴绝缘手套，选挡由大到小，钳口与被测导线垂直，被测导线居于钳口中央，更换档位时电流表必须脱离导线。
读数时眼睛、指针、刻度线三点成一条直线，取抽油机上下行的电流峰值。
分别测量三相导线电流，做好记录。
）（2）用公式计算平衡率：（将三相上行电流与三相下行电流取平均值，套入公式：B=I上/ I下*100%计算出平衡率，判断调整方向，计算调整距离：H= |1-B | *100 （cm））（3）按停止抽油机作业程序将抽油机停在合适位置：外调曲柄停在水平位置右下方5º或左下方5º，内调曲柄停在水平位置右上方5º或左上方5º处；（验电，检查配电箱是否带电。
基于平均功率法的游梁式抽油机功率曲线法调平衡模型
基于平均功率法的游梁式抽油机功率曲线法调平衡模型吴晓东;岑学齐;安永生;韩国庆【摘要】利用功率曲线数据进行游梁式抽油机调平衡的方法，是对电流法、示功图扭矩法等调平衡方法的补充。
随着功率测试的普及，该方法的研究越来越受到重视。
分析上、下冲程中曲柄平衡块对曲柄轴做功的平均平衡功率与曲柄平衡块位置的关系，结合平均电动机输出功率变化量与曲柄平衡块对曲柄轴做功的平均平衡功率变化量的关系，依据上、下冲程中平均电动机输出功率相等的平衡准则，建立了曲柄平衡抽油机平均功率法平衡调整量计算模型。
结合现场生产状况，对模型进行说明与应用拓展，进一步提高模型的实用性。
实例计算结果表明，该模型达到上、下冲程平均电机输出功率相等的要求，同时整个冲程中的电机均方根功率由9.4444 kW 减小到8.4237 kW，有利于抽油机节能运行。
%The use of power curve data for adjusting balance for beam-pumping unit is a supplement to balance adjustment methods like current method, indicator diagram torque method, etc. With the popularity of power testing, the research on this method has received more and more attention. Analysis was performed of the relationship between the average balance power of crank counterbalance working on crack shaft and the position of crank counterbalance during up and down stroke; and a calculation model was established for balance adjusting amount by average power method for crank balance pumping unit, in conjunction with the relationship between the average motor output power variation and the average balance power variation of crank counterbalance working on the crank shaft, and based on the balance criterion of equal average motor output power during upand down strokes. This model was explained and further applied with the field operation, in order to further improve its practicability. The practical calculation results show that the model meets the requirement that the average motor output powers should be equal during up and down strokes, and the root-mean-square power of motor during the whole stroke was reduced from 9.444 4 kW to 8.423 7 kW, which helps energy-saving.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】4页(P63-66)【关键词】游梁式抽油机;曲柄平衡;平衡块调整量;平衡准则;平均功率【作者】吴晓东;岑学齐;安永生;韩国庆【作者单位】中国石油大学石油工程教育部重点实验室，北京 102249;中国石油大学石油工程教育部重点实验室，北京 102249;中国石油大学石油工程教育部重点实验室，北京 102249;中国石油大学石油工程教育部重点实验室，北京 102249【正文语种】中文【中图分类】TE355.5游梁式抽油机调平衡是油田生产管理中一项重要的工作。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
游梁式抽油机井效率分析与平衡优化软件的功能规划和计算模型
一、软件实现的功能
（1）示功图、电流、功率等数据的采集，电参数等曲线的实时显示；
（2）抽油机井系统效率计算分析；
（3）抽油机平衡状态诊断与平衡调节；
二、软件结构
1、抽油机井示功图分析
从示功图取点求得产液量、上下冲程时间、平均载荷，最大、最小载荷，冲程，冲次、功图面积、工况分析。
（分析示功图，得到计算系统效率及调平衡所需要的重要数据）
由示功图推算上下冲程时间的方法：
抽油机一个冲程周期的计算公式：
60
T n =；n 为冲次
上冲程和下冲程的具体时间，根据示功图上位移点进行推导，判断准则是： 上冲程判断准则：
如果（If ）某一点的位移为最小，那么（Then ）该点为上冲程起点。
（若位移为最小的点有多点，以首次出现的最小点为准）；
如果（If ）某一点位移为最大，那么（Then ）该点为上冲程结束点。
（若位移为最大的点有多个，以首次出现的位移最大点为准）。
计算从首次出现最小点到首次出现位移最大点的点数和，此值与示功图总点数的比值，再与一个冲程周期相乘，即为上冲程时间。
设总数是N ，推算得到的上冲程点数为n 上，下冲程点数为n 下，上冲程时间为：
n t T N =⨯上上， t T t =-下上
平均载荷的计算是利用仪器采集的各点的载荷的平均值， 其他的参数利用已有软件即可得到。
2、电参数曲线分析
电流、电压、有功功率、功率因数曲线显示，上冲程最大电流、下冲程最大电流，上冲程最大功率、下冲程最大功率，最大功率对应曲柄转角的数值显示；
三、系统效率及功率的计算分析
1、有效功率计算
将井内液体输送到地面所需要的功率为机械采油井的有效功率
① 已知数据：实际产液量Q ，m 3/d （调用示功图分析里的数据）；
含水率w f ，%（已知数据）；
油的密度
0ρ，t/ m 3（已知数据）； 水的密度w ρ，t/m 3（已知数据）。
井液密度ρ，t/m 3（若不能测得，利用
()o w w w f f ρρρ-+=1计算）；
重力加速度g （=9.81），m/s 2
； 动液面深度H ，m （采用软件中的数据）；
油压p t ；套压p c ，Mpa （传感器测量得到的数据）；
抽油机系统的有效功率
86400Q g P ρ⨯⨯=⨯有效（()1000t c p p H g ρ-⨯+⨯）
2、抽油机井系统的输入功率
拖动抽油机的电机输入功率为抽油机输入功率。
cos /1000P ϕ=电机
式中， P 电机—电源输入功率，Kw;
U —定子线电压（可用采集电压），V ；
I —定子线电流（可用采集电流），A ；
ϕ—定子功率因数角，rad ；
3、光杆功率
利用示功图面积进行折算。
（调用示功图分析里的数据）
P =光杆地面示功图面积/T ； 60
T n = n 为冲次
4、泵功率
由泵功图面积折算。
（调用示功图分析里的数据）
P =泵泵功图面积/T ； 60
T n = n 为冲次
5、地面损失功率
①数据
电机空载功率P 电机空载，kw ；光杆一个周期的平均载荷F ，KN ；冲程s ，/m 次；地面传动系数k ，（1或-1）；n —冲次，min -1。
②模型
2P P Fsnk =+地面损电机空载
式中，P 电机空载为电机铭牌空载功率，kw ；
F 为光杆一个周期的平均载荷，KN （调用示功图分析里的数据）；
s 为冲程，/m 次；n ，冲次； k 为地面传动系数（为1或-1），U 为电机输入电压，V 。
6、抽油机地面效率
①数据
电机输入电流I ，A ；电机输入电压U ，V ；功率因数cos ϕ；（调用电参数曲线图里的数据）
光杆功率P 光杆，kw ；利用示功图面积进行折算。
（调用示功图分析里的数据） 冲程s ，m ；冲次n ，min -1。
② 模型
P P η=入地面光杆（P ）
7、抽油机系统井下效率
抽油机系统有效功率与光杆功率之比，/P P η=井下有效光杆。