3-3 游梁式抽油机的平衡_图文.ppt
浅谈游梁式抽油机调平衡的调整与判定
浅谈游梁式抽油机调平衡的调整与判定关键词:游梁式抽油机调平衡平衡率平衡率判定一、抽油机井平衡率抽油机井平衡率是日常生产管理中的一项重要指标，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，下冲程载荷较小，这样就会造成上冲程电动机做功很大，下冲程电机做负功，即悬点拉着电机施转口因此也就会造成抽油机不平衡，根据《QSY1233-2009游梁式抽油机平衡及操作规范》。
由于不平衡会对抽油机造成一系列的危害:（1）是上冲程过程中电机承受着极大的载荷，下冲程抽油机反而带者电动机运转做功，从而造成电能的浪费，降低电机的效率和使用寿命。
（2）是由于承受的载荷极不均匀，会使抽油机发生激烈振动，从而影响设备的使用寿命。
（3）是会破坏曲柄旋转速度的均匀性，使驴头上F摆动不均匀，影响抽油杆和泵的正常工作，进而影响油井的产量及检泵率，抽油机在正常运转时必须采用调平衡的方式保证单井平衡率在85%以上。
二、抽油机不平衡的原因：1、原因:抽油机的工作特点是承受交变负荷，上冲程，抽油机驴头承受作用在活塞截面上的液拄重量和抽油杆拄在液体中的重量以及摩擦、惯性、振动等负荷。
下冲程时，抽油机驴头只承受抽油杆拄在液体的重量。
上下冲程的负荷差别很大，抽油机无法正常工作，电机也容易烧坏。
在抽油机正常工作时改变抽油参数或泵挂深度以及井中含水的变化都可能使抽油机不平衡。
2、抽油机不平衡:抽油机在上下行程的负荷差异也就是电机做的功不相等叫不平衡。
三、抽油机不平衡造成的危害：1、对电机:由于抽油机不平衡引起电机负荷不均匀，造成功率浪费和效率降低，缩短电机寿命。
2、对抽油机:由于抽油机曲柄运转不平衡，使抽油机发生振动，导致各连接螺丝松动，易出现故障，影响抽油机装置的使用寿命。
3、对抽油泵及抽油杆:由于运转不平衡，影响了抽油杆和泵的正常工作。
四、抽油机的平衡原理由示意图分析：抽油机平衡原理:配重保证电动机在上、下冲程中作的功相等。
既:计算平衡率1、平衡率合格范围: B=85%~100%.2、平衡率计算公式: B=I下/I上x100%。
采油工高级工调整游梁式抽油机曲柄平衡操作
1.严格执行操作规程； 2.严禁设备运转过程触碰皮带和皮带轮； 3. 女工必须戴工帽，并将头发盘入工帽内，防止活 动设备缠绕头发。
1.检查电线连接部位，检查接地体是否合格； 2.用试电笔对设备进行验电，检查电器是否有漏电 现象。
侧身合空气开关，避免配电部位发生故障时放出电弧 发生电灼伤。
第十四页，共37页。
调整游梁式抽油机曲柄平衡操作－操作步骤
4.9 卸掉平衡块锁块的固定螺丝
第十五页，共37页。
调整游梁式抽油机曲柄平衡操作－操作步骤
4.10 从低到高依次卸松平衡块固定螺丝
第十六页，共37页。
调整游梁式抽油机曲柄平衡操作－操作步骤
4.11 用撬杠或专用摇把平稳移动平衡块到预定位置
第二页，共37页。
二、风险分析 调整游梁式抽油机曲柄平衡操作
操 序作 号部
位
风险点源
1井 口
2流 程
3
油气泄漏 设备磕碰
4 悬绳器脱落
5
6
光 防掉卡子脱落
7
杆
8
其他 9
危害状态
风险削减措施
喷溅伤 烫伤 中毒
磕碰伤 设备脱落伤
挤压伤 磕碰伤 挤压伤 磕碰伤 挤压伤
拉伤
按照先开后关的原则，倒通正常生产流程。辩明风向，确定 躲避方位。 行走在安全操作区内，将突出物用防护用品包裹。 侧身开关阀门，侧身操作活动设备。
4.15 启抽检测：检查抽油机周围无障碍物
第二十一页，共37页。
调整游梁式抽油机曲柄平衡操作－操作步骤
4.16 松刹车
第二十二页，共37页。
调整游梁式抽油机曲柄平衡操作－操作步骤
4.17 侧身合空气开关
3.3 抽油机的平衡、扭矩与
当抽油机运转不平衡时，实际产生的有效平衡值可利用于云琦推导的公式计算：
I d Pmax I u Pmin Ce Iu Id
（三）计算最大扭矩的经验方法
苏联公式： M max 300s 0.236s( Pmax Pmin )
中国公式：M max 1800s 0.202s( Pmax Pmin ) 实践证明近似公式和苏联公式计算结果偏小， 而中国公式计算结果比较符合中国的油井情 况。
Nr 0.1136106 Qt l L(0.355 )K
四、抽油机井的系统效率 在抽油机井的生产中，要力求投入最小的成本，获得最 大的利益，这就要求抽油机井的系统效率要高。抽油机井的 系统效率是抽油机井做的有用功率与输入功率的比值，这个 值越高，抽油机井的效益越好。 （一）抽油机井的有用功率 有用功率或称有效功率，也称为水力功率NH, 是指在一定时 间内，将一定量的液体提升一定的距离所需要的功率：
实 际 上， 一 般 不 用 这 种 方 法
2．判断及计算平衡
（二）计算扭矩的近似方法 将悬点的运动简化为简谐运动如 图所示，对曲柄轴O′取力矩平衡得：
FP r sin M Wc r sin
对支架轴取力矩平衡得
： aP bFP
M a rP sin Wcr sin b
Wb c (Wr
l
2
) X uc
2．曲柄平衡方式计算 如图所示，曲柄平衡方式的平衡重装在曲柄上，适用于大型抽油
机。
在下冲程中，曲柄平衡重 Wcb 上升的高度为2R，曲柄自重 Wc 上升的高度为 2 Rc ，抽油机本身不平衡值 X ub 上升的高度 为 2 r ，则平衡系统在下冲程中储存的能量，或实际产生的平 衡功为： Aw 2RWcb 2RcWc 2rX ub
游梁式抽油机的详解PPT幻灯片课件
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(10)电机：电机是动力的来源，一般采用感应 式三相交流电动机。它固定在电机座上由皮带 传送动力至减速器大皮带轮。前后对上有两条 顶丝可调节皮带的松紧度。
（8）检查三角皮带，应无损伤。皮带 松紧合适。
（9）检查电器部分及配电箱。
25
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二、 抽油泵：抽油泵 也称深井泵．它是有杆 机械采油的一种专用设 备，泵在油井井筒中动 液面以下一定深度，依 靠抽油杆传递抽油机动 力，将原油抽出地面．
1、分类：按泵在井
内安装的方式，分为管
式泵和杆式泵两种。
(11)刹车装置：刹车也叫制动器，它是由手 柄、刹车中间座、拉杆、锁死弹簧、刹车轮、 刹车片等部件组成。刹车片与刹车轮接触时发 生摩擦而起到制动作用，所以也叫制动器。
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(12)大皮带轮：电动机把旋转的动力传给皮带，再由 皮带传给大皮带轮，由大皮带轮带动输入轴，它是减 速器做功的桥梁。
(13)尾轴承：它起着尾梁和游梁相连的作用，减小摩 擦使游梁上下运动较轻便。
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(2)曲柄平衡 是将平衡块加在曲柄上，适用于10吨(也叫10型)以上重 型抽油机。这种干衡方式减小了游梁平衡引起的抽油机摆 动，调整比较方便。但是，曲柄上有很大的负荷和离心力。 (3)复合平衡 在一台抽油机上同时使用游梁平衡和曲柄平衡。特点： 小范围调整时，可调整游梁平衡，大范围调整时，则调整 曲柄平衡块．这种平衡方式适用于中深井。 (4)气动平衡 利用气体的可压缩性来储存和释放能量达到平衡的目的， 可用于10吨以上重型抽油机，这种平衡方式减少了抽油机 的动负荷及震动，但其装置精度要求高，加工麻烦。
游梁式抽油机调平衡(韩刚)
准确测量电 流后，通过 公式计算出， 平衡块需要 调整的距离。
根据操作需 要和相关规 定，把抽油 机曲柄停在 一定的位置 上。
严格按照操 作步骤，进 行调平衡操 作，一定要 保证安全。
查
1、测量电流。 2、计算三相电流平均值：
算 I上 (I上1 I上2 I上3)/3 I下 (I下1 I下2 I下3) /3
调 26、、人测站电高流位，侧检身查用是摇否把平或衡撬，杠如将不平平衡衡块再缓重慢复移继动续
到调预整定，位直置到，调装整好合曲格柄。防滑锁块，穿入螺杆；按 先7、紧抽高油位机、运后转紧正低常位后的，顺收序拾拧工紧具平，衡清块理固现定场螺，母填 及写备报帽表，。再将曲柄防滑锁块螺母上紧。 3、用同样方法将另一侧平衡块移至相同位置。
法；
目
规范抽油机调平衡的操作；
的
通过实际演练来演示并接收反馈。
风险提示及防范措施
人身伤害 设备损坏
人身伤害
设备损坏
设备损坏
设备损坏
劳保用品穿戴整齐
劳保用品穿戴整齐
工具、用具、材料
操作步骤
查
算
停
调
对井口、抽 油机、刹车、 流程、电流 表等进行检 查。
注 意 事 项
经验分享
调平衡的意义
抽油机在工作中由于交变载荷引起减 速箱扭矩和电机负载不均匀，为此需要借 助平衡块来调节驴头上下冲程时电动机的 负荷，使电动机平稳运行，延长电动机和 抽油机及井下杆柱的寿命;但随着开采时 间及井下产液量的变化，原来处于平衡状 态的抽油机会不断发生变化，因此调整抽 油机平衡是采油生产中经常进行的一项操 作。
游梁式抽油机调平衡
采油作业四区
明确抽油机调平衡的意义;
抽油机平衡计算本讲稿PPT44页
• （三）平衡计算
• 上冲程中悬点作的功： Au (W 'r W 'l ) S • 下冲程中悬点作的功： Ad W 'r S
• （注）：由于惯性载荷，在上下冲程中，所作的功等 于零，所以在Au和Ad中没有考虑惯性力，若按四连杆机 构分析计算，作正功和作负功正好抵消，所以为零。
• 将Au和Ad代入（3-59）得：
a c
xc
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•式中： •
xc —抽油杆本身的不平衡值，是折
算到游梁重心位置的附加平衡力，可查抽油机出厂说
明书（具体计算见魏一书p65）
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2、曲柄平衡 下冲程中储存的位能：
平衡重位能
Aw 2RWcb 2RWc SB X b
曲柄重位能
抽油机不平衡附加 位能
2RWcb 2RcWc 2rX b
• 该电动机特点：构造简单，坚固，易于 修理。
• 电动机选择的内容：1）确定适合于抽油 机工作特点的类型。2）确定适合于各型 抽油机工作能力的电动机的容量（即功 率）。
• （下面就着重讨论2）问题。）
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• 1、电动机功率与传到减速箱曲柄轴的扭矩关 系式为：
M 9549 Nr 9549 Nri ——（3-67）
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• 抽油机所配的减速箱都有允许的最大扭矩， 它既限制油井生产时所采用的最大抽汲系数Fp 、 S、n及L，同时又限制着为了保证大参数生产 所需要的电动机功率，因此了解抽油机在运转 过程中产生的最大扭矩，是分析抽油机设备工 作状况的重要内容。下面介绍在实际工作中所 采用的扭矩计算法——扭矩近似计算法。
• [注]：对某一型号的抽油机a、b、Wcb、Wc、 Q、xμb均为已知常数，将这些数值代入 式（3-62）就可得该型抽油机的计算公 式。（见书P105例题）
调整游梁式抽油机曲柄平衡
调整游梁式抽油机曲柄平衡
一、准备工作
1、穿戴好劳保用品
2、选择工具、用具：专用死扳手，375、300mm活动扳手各一把，375千克
锤子一把，1000mm撬杠2根，钳形电流表1块，绝缘手套1副。
二、操作步骤
1、带绝缘手套用钳形电流表测量上下冲程电流值，通过测得电流情况，可
确定调整的方向，经差值计算定出移动后的具体位置。
2、停机：将抽油机曲柄停在水平位置，向内调整可使曲柄上翘5度，刹车，
带绝缘手套侧身拉下空气开关。
3、卸松平衡块固定螺栓，有开口销的螺栓，应先拔掉开口销，不准全部卸
掉螺母，以防滑脱出事故，卸掉所快点固定螺栓，拿掉锁块。
4、擦净曲柄平面：一个人在后面用撬杠撬动平衡块，另一个人站在内侧减
速箱上，边撬边晃动配重块，不可用力过猛，以破坏曲柄上刷的
漆面使曲柄和配重块紧密接触，直至移动预定位置。
5、上紧锁块的固定螺栓，上紧配重块的固定螺栓及开口销，调完一侧再同
样调另一侧，要求四块平衡块的中心在一个刻度。
6、启抽：检查周围有无障碍物，松刹车，带绝缘手套侧身合上空气开关，
利用惯性启动抽油机。
运转一段时间后，测电流核对平衡率是否
在85%以上。
7、收拾工具，清理现场。
8、将有关数据填入报表。
调整游梁式抽油机井曲柄平衡
5、开 抽
检查抽油机周围无障碍物，缓慢松刹车。合上铁 壳开关，用试电笔检测电控柜外壳，确认安全， 侧身合闸送电。 利用惯性启抽。 检查平衡块紧固无松动，用同样的方法调整另一 侧平衡块。 记录开抽时间，待抽油机生产正常后，测电流， 检查平衡效果。否则，需继续调整。
收拾工具、用具，将有关数Ⅰ上：29A Ⅰ下：40A 平衡率：B= Ⅰ小/ Ⅰ大 ×100%=73%<85% 调整距离：h=|1-B|=| 1-0.73|=0.27 m 调整方向：平衡块应向曲柄轴心(向 内)方向移动.
3、停抽
用试电笔检测电控柜外壳确认 安全，打开电控柜门。 按停止按钮，使曲柄末端略高 于水平位置,夹角小于5度,刹 紧刹车. 〖注意:若向外调时, 曲柄末端低于水平位置且曲柄 与水平夹角小于5度.〗 侧身拉闸断电,关好电控柜门, 断开铁壳开关,记录停抽时间. 检查刹车,以刹车锁块在其行 程范围的1/2～2/3之间,各部 件连接完好为宜.
技术要求及注意事项
停抽后必须切断电源
站位要合适，平衡块前进方向不许站人 大锤的运动方向应避开人体 在抽油机上进行的任何操作都必须在停机
刹车的状态下进行 调整后平衡率大于或等于85%为合格
一、准备工作
1、穿戴好劳保用品 2、准备工具、用具：
专用摇把，5kg大锤、M55专用扳手、M30套筒扳手、 600mm管钳、375mm 、300mm活动扳手各1把、绝缘 手套1只、试电笔1支、数字钳型电流表1块、扁铲、 300mm钢板尺各1把，黄油、细纱布若干、画线笔、记 录纸、笔，计算器、班报表。
采油工技能操作项目
调整游梁式抽油机曲柄平衡
XXX
前 言
• 游梁式抽油机是石油矿场进行石油开采的主 要设备，由于抽油机在上下冲程中所承受的负荷 不同，导致电动机在抽油机上、下冲程承受的负 荷不均衡，造成电能浪费，降低电动机的效率， 缩短电机的使用寿命，影响机、杆、泵的正常工 作。因此，可通过调整游梁式抽油机曲柄平衡块 的位置来达到电机负荷平衡的目的，确保抽油设 备的平稳运行。
采油工程—— 游梁式抽油机的平衡
第三章有杆泵采油第三节游梁式抽油机的平衡一、抽油机平衡原理（一）抽油机不平衡的原因：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，下冲程载荷较小，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。
（二）抽油机不平衡的危害：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。
因此抽油机必须利用平衡装置调节达到运转平衡。
（三）平衡原理1．平衡原则及平衡条件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。
抽油平衡原理，如图3-31所示：在抽油机游梁后端加一重物，在下冲程中电机和下冲程的悬点载荷一起对重A：物做功，把重物升高储存位能w,md d w A A A +=则得到电机在下冲程中做的功为：d w md A A A -=式中 w A —— 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；d A —— 悬点在下冲程中做的功； md A —— 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： mu w u A A A += 则得电机在上冲程中做的功为：W u mu A A A -= 式中 u A —— 悬点在上冲程中做的功；mu A —— 电机在上冲程中做的功。
根据第一条平衡原则： md mu A A = 即w u d w A A A A -=-可得到平衡系统在下冲程中应储存的能量为：2du w A A A +=（3-50） 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。
2．平衡系统要达到平衡需要的平衡功当只考虑静载荷做功时，悬点在上冲程中做的功为：s W W A L r u )('+'=；下冲程做的功为：s W A r d '=。
平衡型节能抽油机-3型
华北石油华艺技术开发有限公司
汇报提纲
一、概况
二、国内外现状
三、研究内容、技术关键及创新点
四、指标和特点、开发前景
五、市场预测
一、概况
（一）、游梁式抽油机
（二）、无游梁式抽油机 （三）、目前抽油机存在的问题
（一）、游梁式抽油机
游梁式抽油机是通过曲柄半径，经旋转实现上下往复运 动的,因其结构简单经久耐用 ；是目前各油田采油工艺 技术中的主要设备。
3、 6 、 9 2.5 3.5
最大平衡重量 T 整机重量 TLeabharlann 三、研究内容、技术关键及创新点
（五）、净扭矩曲线分析
扭矩计算公式
（平衡型抽油机）
1-净扭矩 2-油井负荷扭矩 3-配重平衡扭矩
三、研究内容、技术关键及创新点
（六）、净扭矩曲线分析
扭矩计算公式
(常规型抽油机）
1-净扭矩 2-油井负荷扭矩 3-曲柄平衡扭矩
六、预算
经计算每节约1kW的电量，一年可 节约5000元钱。 而本抽油机与常规抽油机相比节电 率可达30%，所以在油田使用4年左右， 节省的电费,油田既可收回本机的购置 成本。
七、市场预测
经调研延长油田每年小型抽油机需 求量在300—500台； 华北油田山西煤气田一年抽油机的 需求量在200台左右； 长庆油田也在300台左右； 加上其它油田就小型抽油机的需求 量只少在1000台以上。
游梁式抽油机四连杆机构决定了悬点运动轨律的不均匀 性。悬点运动加速度大，震动载荷大。增大冲程时，系 统运行的稳定性差。因而游梁式抽油机的冲程长度受到 一定限制。另外需配备较大的动力。 特点：经久耐用 缺点：耗电量大
（二）、无游梁式抽油机
1、无游梁式抽油机由于不受四连杆机构 的限制可使其具有长冲程的优点。无游 梁式抽油机主要以链条式抽油机为代表。 2、目前以链条宽带抽油机较多，但在油 田使用范围不大， 特点：重量轻、冲程长、平衡效果好、 节电。 缺点：故障率高，不耐用。
游梁式抽油机调平横
二、操 作 步 骤
1、检查钳形电流表应完好无损、钳口清洁、闭合状况良
好，是否有校验标签。
二、操 作 步 骤
2、测电流、用公式计算平衡率，判断调整的方向、位置 平衡率=下行电流峰值/上行电流峰值×100% B =I下 / I上* 100% 判断调整方向： 当平衡率＜85%，说明偏轻，平衡块向远离输出轴的 方向调整（向外调） 当平衡率＞115%，说明偏重，平衡块向输出轴的方向 调整（向内调） 85%＜当平衡率＜115%符合平衡要求。 应调整距离为：H=︱1-B︱*100（cm） 计算另一组调整的距离：H1＝H×（I下1－I上1）/ （I下－I上）
二、操 作 步 骤
8、待运转正常后测电流检查调整情况，平衡率在85%～ 115%之间为合格，否则要重新调整。
二、操 作 步 骤
9、收拾工具、清理现场，将有关数据填入报表。
收 拾 工 具
清 理 现 场
填 写 报 表
1
2
3
三、技术要求及安全注意事项
1、调整后的平衡率在85%～115%之间为合格。 2、工具使用与摆放要合理，避免打滑或掉落伤人。
二、操 作 步 骤
3、用试点笔检测电控柜外壳确认安全，将抽油机停
在便于操作位置：外调曲柄停在水平位置右下方5° 或左下方5°，内调曲柄停在水平位置右上方或左上 方5°处，刹紧刹车，戴绝缘手套切断电源，锁紧刹 车锁片；
二、操 作 步 骤
4、先清理干净曲柄平面，画出预调整的距离，卸掉锁块 的固定螺栓拿掉锁块。
二、操 作 步 骤
5、按先低后高的顺序，卸掉平衡块固定螺丝备帽，卸 松固定螺丝，用专用摇把(或撬杠)将平衡块平稳移动 到预定位置。装平衡块固定螺丝，按先高后低的顺序 上紧平衡块固定螺丝和备帽。
游梁式抽油机的机械平衡
游梁式抽油机的机械平衡摘要：目前，国际油田开采中最常见的方式是采用常规型游梁式抽油机，占所有采油作业的60%之多。
这种抽油机的平衡方式分为机械平衡和气动平衡。
其中，机械平衡又分为曲柄平衡、游梁平衡以及复合平衡。
本文通过介绍机械平衡的原理、准则以及方式的选择几个方面，让大家对游梁式抽油机的机械平衡有个初步的了解。
关键词：游梁式抽油机；机械平衡方式；原理准则1.游梁式抽油机平衡的意义常规游梁式抽油机主要由动力系统（电动机）、机械传动系统（驴头、四连杆机构和减速箱）、抽油系统（抽油杆等）以及机架等组成。
抽油机是通过驴头的上下运动将原油采集到地面，在上冲程中，驴头上行，抽油杆柱和液柱被提起，电动机做正功；在下冲程中，驴头和抽油杆柱在重力的作用下自由下落，电动机做负功。
在这期间，直接由做正功变为做负功，电动机载荷非常不均，这严重影响了电动机本身以及其它相关机构的工作效率和使用寿命。
因此，抽油机需要采取合理的平衡方式来消除电动机做负功这一不利因素。
由于游梁式抽油机在所有采油作业中占了非常大的比例，所以如果能很好地解决这一问题，将会带来巨大的经济效益。
2.平衡的基本原理游梁式抽油机的平衡包括气动平衡和机械平衡。
其中，气动平衡因为保养和维护比较复杂，所以使用的机会较少。
抽油机的机械平衡是通过在抽油机的游梁或者曲柄中加入平衡重来实现的，在下冲程中，将平衡重从低处抬高，这一过程除了需要驴头和抽油杆自由下落释放势能，还需要电动机输出能量，由此来消除之前电动机做负功的现象，同时平衡重被抬高储存势能，这些势能在上冲程中被释放出来，减小电动机的做功，这样有利于缓解电动机载荷不均的现象。
机械平衡根据放置平衡重位置的不同，可以分为游梁平衡、曲柄平衡以及复合平衡。
在复合平衡方式中，上冲程时，游梁平衡重和曲柄平衡重都向下移动，二者释放势能和电动机一起做功，做功的大小与悬点载荷做功的大小相等。
同理下冲程时，电动机和悬点做功之与抬高平衡重增加的势能相等。