游梁式抽油机平衡计算分析与优化调整

合集下载

抽油机调平衡计算模型

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。

优化抽油机平衡率调整方法

优化抽油机平衡率调整方法摘要：抽油机平衡率调整是抽油机节能的一项最有效快捷方法。

目前通用办法是移动曲柄平衡块位置来调整平衡，存在弊端:没有细化和挖掘节能潜力。

为此我们对抽油机功率曲线、地面示功图、利用平衡块重量、上行功率、下行功率、冲次四个参数，计算抽油机的平衡块调整尺度。

提高了工作效率，把抽油机节能达到了最大化。

前言研究并提供一种抽油机平衡率调整方法，包括：对抽油机进行实测以获取抽油机的功率曲线图和地面功图；通过抽油机的功率曲线图和地面功图，利用平衡块重量、上行功率、下行功率、冲次四个参数，计算抽油机的平衡块调整尺度。

上述技术方案提出了一种抽油机平衡率调整方法，能够更为根据平衡块重量、上行功率、下行功率、冲次四个参数计算抽油机的平衡块调整尺度，从而提高抽油机的工作效率，降低能耗。

石油在目前阶段还是不可替代的重要物质，因此石油开采技术和管理技术一直是研究重点。

国内的油田生产普遍具有地域分散、环境恶劣、设备运转时间长的特点，因此需要投入大量的人力物力进行设备维护，并试图对设备进行改进以提高设备的工作效率，达到最佳采油/能耗比。

其中游梁式抽油机是原油生产的主要设备，采用游梁式抽油机的油井数量是总采油井数量的82％，耗电量占采油井总耗电量的89％以上，由此可以看出提高游梁式抽油机的工作效率是当前油田设备升级的重要环节。

通过大量研究可以发现，现有的游梁式抽油机的平衡对游梁式抽油机的举升能耗的影响较大，因此游梁式抽油机的工作是否处于平衡状态对节能降耗具有非常重要的意义；其中平衡就是指电动机在上下行程中都做正功，且在上下行程中做功相等。

目前的研究中，对游梁式抽油机的平衡调节主要有电流法、扭矩曲线法、功率。

1、电流法使用电流法判断抽油机平衡的标准是利用抽油机井运动时下冲程电动机最大电流与上冲程最大电流的比，以百分数表示：Ψ＝I下max/I上max×100％，式中，Ψ为抽油机平衡度(％)，I下max为下冲程最大电流(A)，I上max为上冲程最大电流(A)。

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%。

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。

抽油机平衡系统分析与优化调整对策研究

工业技术
Ｉ ■
Ｃｈｉｎｅ．ｓｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｖｉ
抽油机平衡系统分析与优化调整对策研究
董军刘家军
（中石化胜利油田纯梁采油厂采油一矿２５６５００）
较好的提高平衡效果，改善连杆和曲柄销的受力，提高其可靠性和寿命。按照上面所述的设计理论和方法，对于新设计的抽油机，我们可以按照整体最优的
原则，合理的分配曲柄平衡重和游梁平衡重，达到即改善抽油机的平衡效果，降低曲柄销上承受的载荷，提高整机的节能性和可靠性，又不过大增加重量，提高整机重心的目的，实现综合意义上的优化，即所谓设计采用复合平衡技术
由于没有增加任何活动构件，故该种平衡的抽油机和常规抽油机有着相同的可靠性和运动特性。由于平衡靠近井口，且部分按照示功图的要求设计，可以
上、下冲程中所作的功不相等。工作时，理论平衡状态的抽油机是没有的，因为
生产过程中油层情况、油井情况及油井工作制度的改变都会破坏抽油机原来的平衡。因而在油井生产过程中要定期检查和及时调整抽油机的平衡，通常采油的检查方法有两种：一是测量驴头上下冲程的时间，二是测量上、下冲程中的电流。抽油机在平衡条件下工作时，上、下冲程的电流峰值应该相近。即：Ｉ上／Ｉ下＝１００％。如果上冲程的电流峰值大于下冲程的电流峰值，说明平衡不够，则应

游梁抽油机功率平衡法分析计算与调整方法

游梁抽油机功率平衡法分析计算与调整方法游梁抽油机功率平衡法分析计算与调整方法【摘要】在抽油机管理中电流平衡率常用于判断抽油机是否平衡。

实际上，电流平衡不能保证抽油机一定平衡，电流不平衡的抽油机也有可能是平衡的。

电流法抽油机平衡测试方法在理论和实际操作上有着很大的缺陷，准确度较差，存在虚假平衡问题。

利用这种方法对抽油机平衡度进行改善，效果较差，并且出现抽油机能耗增大的情况，为了克服电流法所存在的这些不足之处，更准确的测定抽油机的平衡，本文提出功率法调平衡一次到位的新方法，该方法依据能量守恒原理，以游梁式抽油机为研究对象，严格地以平衡定义为基础，综合考虑到了抽油机平衡的各个要素。

该方法理论推导过程严谨，误差较小，精确度较高，便于现场应用。

【关键词】游梁式抽油机；调平衡；一次到位抽油机的平衡，就是指抽油机运转时，电动机在上、下冲程所做的功相等。

相对平衡的检验，以往采用的是电流法，即取电动机在上、下冲程中的电流峰值之比-平衡比来判断。

显然，它不能全面反映电动机的做功情况，对平衡的判断也是片面的，这在实际中已得到了证实。

目前，出现一种从功的角度判断平衡的方法，它可以直接反映出电动机做功的具体数值。

但是这种方法只能让人们知道抽油机是否平衡，即上、下冲程中电动机做功之比-平衡比是多少，而缺少计算平衡位置的方法。

本文根据能量守恒原理，提出一种功率法调平衡一次到位的计算公式。

1 研究方法抽油机工作时，其负荷是交变的。

当抽油机处于欠平衡状态时，在上冲程中，驴头悬点需提起抽油杆柱和液柱，电动机必须做很大功才能使驴头上行；下冲程中，抽油杆柱靠其自身重量便可下落，此时杆柱转而对电动机做功。

这时就必须调好抽油机的平衡，使上、下冲程中电动机做功相等。

功率法调平衡一次到位是利用能量守恒原理，把电动机上、下冲程中所付出的电量与平衡块在曲柄上的位置建立起函数关系，通过电动机上、下冲程的电量变化直接计算出平衡位置，达到一次到位的目的。

游梁式抽油机调平衡操作

19
移动平衡块到预定位置
5移动平衡块注意事项：用摇把或撬杠时
要侧身平衡块移动时前
方不要站人
20
移动平衡块到预定位置
6装好平衡块锁块螺丝，校正平衡块，上紧固定螺丝，上紧锁块螺丝注意事项：固定螺丝要上紧上紧防滑块，防滑块啮合严密
21
移动平衡块到预定位置
7保养和清洁抽油机注意事项：平衡块固定螺丝
电器类工具
计算类工具
5
准备工具用具（5分）
机械类工具
辅助类工具（粉笔、钢圈尺）
6
安全帽（进入场地就戴好）背包（调整刹车的工具 250mm、600mm
管钳）
7
检查工用具
8
9
工用具的摆放
10
测电流（10分）
用试电笔试配电柜外壳、电机外壳是否带电（注意左手）
11
测电流
1检查电流表 2选择档位 3测取电流值
3判断调整方向，距离：距离=|1-平衡率|×100（cm）实际调整距离由裁判指定
14
停抽（5分）
1停抽，刹Байду номын сангаас，断电
15
停抽
2检查刹车，挂警示牌
3锁刹车
注意事项：带绝缘手套停抽位置符合要求刹紧刹车检查刹车（1/2~2/3）切断电源停抽，断电要背脸侧身操作顺序不要颠倒
16
锁块螺丝涂油防腐划好安全线操作顺序不要颠
倒
22
启动抽油机
1打开死刹注意事项：在打开死刹前说
用相同的方法调整另一侧平衡块，调整相同距离 2检查抽油机周围
23
启动抽油机
3送电，启抽注意事项：摘警示牌先松刹车再启动抽油机送电时带绝缘手套侧身抽油机要两次启动不要逆向启抽启动后检查抽油机连杆与曲柄之间是否有碰挂现象检查抽油机平衡块安全线关好配电柜门操作顺序不要颠倒

常规游梁式抽油机主要结构参数的优化设计

常规游梁式抽油机主要结构参数的优化设计摘要：游梁式抽油机是油田目前主要使用的抽油机类型之一，主要由了驴头—游梁—连杆—曲柄机构、减速箱、动力设备和辅助装备等四大部分组成。

本文试图用现代设计方法中的优化设计法，对CYJ8-3-48B常规性游梁式抽油机进行结构参数的优化，并提出了将最大关键字：游梁式抽油机优化设计数学模型第一章常规游梁式抽油机1.1常规游梁抽油机的介绍游梁式抽油机，也称梁式抽油机、游梁式曲柄平衡抽油机，指含有游梁，通过连杆机构换向，曲柄重块平衡的抽油机，俗称磕头机。

从采油方式上为有杆类采油设备（从采油方式上可分为两类，即有杆类采油设备和无杆类采油设备）。

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。

游梁式抽油机具有性能可靠、结构简单、操作维修方便等特点。

根据我国行业标准GB/T 29021《石油天然气工业——游梁式抽油机》，抽油机标准型号标注格式如下：游梁式抽油机类别代号：CYJ。

减速器齿轮齿形代号：无代号为渐开线齿形、H为点啮合双圆弧齿形。

平衡方式代号：Y为游梁平衡，B为曲柄平衡，F为复合平衡，Q为气动平衡。

游梁特征代号：直游梁不标注符号、Y为异相曲柄、S为双驴头、X为下偏杠铃、T为调径变矩、Q为前置型、W为弯游梁等。

示例：规格代号为8—3—37的常规型游梁式抽油机，减速器采用点啮合双圆弧齿轮，平衡方式为曲柄平衡，其型号为CYJ8—3—37HB。

抽油机工作时，电动机转速通过皮带传动到减速器，然后由减速器输出轴驱动曲柄、连杆、横梁、游梁（四连杆机构），把减速箱输出轴的旋转运动变为游梁与驴头的往复运动，并通过悬绳器带动抽油杆做上下往复的直线运动，实现对原油的抽汲。

如图1-1所示：1-悬绳器；2-底座；3-支架；4-支架轴；5-驴头；6-游梁；7-横梁；8-游梁平衡重；9-连杆；10-曲柄；11-减速器；12-电动机；13-刹车图1-1 常规型游梁式抽油机结构组成示意图1.2常规游梁式抽油机的几何参数间的关系为了方便计算我们将常规性游梁式抽油机简化为下图，如图1-2这其实是一个很典型的四连杆机构，其中R 为曲柄，当悬点处于下死点时，悬点位移为零，游梁后壁端点位于上死点，此时连杆P 与曲柄R 展开在一条直线上，我们将这一直线设为零度线，应用余弦定律，可得曲柄零度线与K 的夹角（曲柄初相角）Ф的解析式：Ф=])(2)(arccos[222R P K R P C K +++-且此时驴头在下死点位置的ψ角为：]2)(arccos[ψ222b CKR P K C +-+= 另外，当θ不等于0时，各几何参数关系如下：)cos(222φθ+++=KR R K J22H I K +=χ=)2arccos(222CJP J C -+ ᴘ=)]sin(arcsin[φθ+JR 所以ψ=χ+ᴘ另外驴头在上死点位置的ψ角为：]2)(arccos[ψ222t CKR P K C --+= 故悬点相对于下死点的位移是)ψψ(b -=A S A如图1-3，有瞬心法可得，3413314131P P P P ωω=即3413141313P P P P ωω= 且)ψsin()sin(1413---=βπαπR P P )ψsin(sin 3413--•=βπβCP P 所以βαωωsin sin 13C AR A v A =•=则对速度公式对时间t 求导，可得加速度：βββφθβαω321sin ψsin cos sin )sin(cos sin )(++-=C RCP ARK a A式中游梁后臂C 与连杆P 之间的夹角β，由C 、J 、P 构成的三角形余弦定理得：)2arccos(222CP J P C -+=β曲柄半径R 与连杆P 之间的夹角α：)(2φθψβπα+---=悬点位移对曲柄转角θ的变化率是抽油机减速器曲柄轴扭矩计算的重要特性参数，即扭矩因数，βαωθθsin sin )(C AR v d dS TF A A ===第二章常规游梁式抽油机的优化设计及数学模型2.1 优化设计优化设计是一门新兴学科，它是以电子计算机为工具，寻求最优设计参数和结构的现代设计方法之一。

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。

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、关于调整平衡的HSE经验分享：二、调整游梁式曲柄平衡的目的：游梁式抽油机是石油矿场开采石油的主要设备，由于抽油机在运转过程中，上下冲程所承受的负载不同，导致抽油机电动机上下冲程承受的负荷不均匀，造成电能浪费，电动机的效能降低，缩短电机的使用寿命，影响机、杆、泵的正常工作，因此通过测量抽油机上下冲程峰值电流，判断平衡块移动方向，计算移动距离，。

通过调整抽油机平衡块的位置，来达到电机负荷平衡的目的，确保抽油机设备的平稳运行。

本操作适用于游梁式曲柄平衡抽油机的操作。

三、安全风险识别和预防1、触电：开关井，测电流，2、机械伤害：设备运转，3、物体打击：工具使用不当，如使用榔头时戴手套4、高处坠落：保险带使用不当，5、滑跌：行走时注意力不集中，上操作台时四、操作前的准备和检查1、正确穿戴好劳保护具2、工用具准备A、检查抽油机各部件固定螺丝有无松动情况。

B、检查刹车部位是否灵活可靠，C、检查开关箱电气设备绝缘情况，电磁开关是否正常，线路规范。

D、检查保险带、检查校对电流表。

五、调平衡操作步骤：1、用数字电流表测上、下冲程电流峰值：（1）检查电流表:检查电流表钳口,电流表归零后开始测试（2）选调挡位：挡位由大到小正确选择（3）测电流：被测导线在电流表钳口中央，测试时钳形电流表要水平，测电流时带绝缘手套，转换挡位时电流表要脱离导线，钳形电流表测完后关闭，读表误差不超过±1A2、计算平衡率，准确计算和判断平衡块调整方向和移动距离。

（1）、平衡率合格范围：B=85%～115%;（2）、平衡率计算公式：B=I上/I下×100%（3）、判断调整一组（两块平衡块）方向、，上行程电流大，平衡块曲柄尾端移动，下行程电流大，平衡块向输出轴方向移动。

（4）、计算预调距离：H=∣1-B∣×100(cm)3、停机、刹车、断电、锁死刹车（1）正确使用试电笔检查配电箱是否带电，带绝缘手套侧身接触电器将抽油机停在规定的位置。

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 '=。

游梁式抽油机平衡计算分析与优化调整

游梁式抽油机平衡计算分析与优化调整摘要：游梁式抽油机的平衡方式是通过调整平衡块来消减抽油机上下冲程的负载差异，抽油机平衡状况直接影响抽油机四连杆机构、减速箱和电机的效率与寿命，对抽油机的工作状况亦影响很大。

目前油田广泛应用电流法调整平衡，当电流平衡比在85 %-100%之间为平衡，但通过现场测试，电流平衡井耗电并非最低，而且现场平衡调整只能定性调整操作。

为此开展抽油机平衡调整技术研究，通过理论研究和现场试验，确定抽油机最佳节能范围，编制平衡调整程序，定量实施现场平衡调整，提高游梁式抽油机平衡调整管理水平，提高工作效率、系统效率，降低举升单耗。

关键词：游梁式抽油机；平衡调整；标准；技术对策1游梁式抽油机平衡调整标准油田游梁式抽油机现场平衡标准执行企业标准中抽油机平衡中平衡电流法，平衡计算根据原则：上、下冲程中减速器曲柄的最大净扭矩相等。

而在现场测试过程中发现，电流平衡井耗电并非最低。

如根据该标准抽油机平衡中平均功率法，平衡计算根据原则使上、下冲程电动机做功相等，现场测试结果相比电流平衡井耗电低。

根据企业标准《游梁式抽油机平衡及操作规范》中抽油机的平衡状态指减速器扭矩均方根值最小的状态，平衡计算原则根据抽油机的平衡中的均方根扭矩最小法则或上、下冲程中最大扭矩相等的法则确定。

通过平衡调整，使平衡扭矩拟合悬点载荷扭矩的镜像，从而减少减速器扭矩的波动，使减速器的扭矩最小化。

平衡调整应优先保证减速器扭矩的峰值不超过减速器额定扭矩，在此基础上尽量使减速器扭矩的均方根值最小。

2游梁式抽油机平衡调整技术2.1电流平衡法由电流平衡法定义可知，当确定抽油机在上、下冲程过程中电流峰值的比值为某一值时，可以判断抽油机的平衡度，其表达式为：，目前现场执行标准为当电流平衡度在0.85-1之间时认为抽油机平衡、工作正常。

采用电流平衡法时，当IBF=1时，反映了抽油机电动机在上、下冲程过程中电动机负载峰值相等，或间接反映曲柄轴净扭矩在上、下冲程过程中峰值扭矩相等。

游梁式抽油机的平衡

游梁式抽油机的平衡
一、抽油机平衡的原理
（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。
（二）不平衡造成的后果
①上冲程中电动机承受着极大的负荷，下冲程中抽油机带着电动机运转，造成功率的浪费，降低电动机的效率和寿命；
②由于负荷极不均匀，会使抽油机发生激烈振动，而影响抽油装置的寿命。
利用 “上、下冲程电流峰值相等”来检测抽油机
的平衡情况。测电动机上、下冲程的电流峰值I u 和I d
I
＞I
u
d
平衡不足
I
＜I
u
d
平衡过重
在两个电流中有一个小的，一个大的，若 I小 / I大 0.8 时就认为是平衡了，否则就要重新计算平衡半径或平
衡重，重新调整平衡。
四、抽油机井的系统效率
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。
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：
1.平衡条件
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物做功，把重物升高储存位能 Aw
Aw Ad Amd
则得到电机在下冲程中做的功为：
Amd Aw Ad
1.平衡条件
在上冲程中平衡系统放出能量，帮助电机对悬点做功：
Np

AsnC 600l
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：
Np

Wl sn 6 104
(三)抽油机井的效率
1.抽油机的效率－－是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。

游梁式抽油机平衡检测及调整平衡的方法概述

游梁式抽油机平衡检测及调整平衡的方法概述作者：于洋来源：《中国科技博览》2016年第30期[摘要]目前在游梁式抽油机的平衡技术方面，主要有机械平衡和气动平衡两种平衡方式。

对于游梁式抽油机的上述两种平衡方式来讲，它们都有着相同的基本平衡原理，当抽油机在在下冲程过程中，抽油杆柱在油柱中的重量和抽油机拖动电机的驱动力矩一起作用来举升平衡系统，并且平衡系统将抽油杆柱释放出来的能量以及抽油机拖动电机所给出的能量以某种方式存储起来；当抽油机在上冲程过程中，抽油机的平衡系统将存储的能量释放出来，帮助抽油机的拖动电机做功，来举升抽油杆柱和油柱。

由游梁式抽油机的基本平衡原理可见，只要抽油机的平衡系统设计合理，就有可能使抽油机拖动电机在上下冲程过程中都对外做功，避免出现抽油机在负扭矩的情况下工作的现象[1]。

本文介绍几种抽油机调整平衡的方法及其优缺点。

中图分类号：TE933.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0007-011.电流曲线法电流曲线法判别平衡状态就是用电流记录仪记录下抽油机电机的电流变化曲线，根据此电流曲线来判断和调整抽油机的平衡，实际的油田生产中主要的测试抽油机平衡状态的方法是直接采用钳形电流表测出抽油机上下冲程中的最大电流进行比值，将该比值作为平衡率，即：当抽油机上下冲程的电流峰值比，即平衡率大于80%[2]时，则认为抽油机处于平衡状态，否则认为不平衡。

电流法调平衡简便、易用，但是用电流法判断抽油机平衡状态是否良好有很大的局限性：（1）抽油机电机空载时的电流就达到额定电流的30-40%，当负载开始增加时，电流变化并不大，而是功率因数在变化，所以对于大马拉小车的抽油机（油田抽油机上这种情况很普遍）或者抽油机电机负载低的时候，当抽油机不平衡时从电流上也看不出来，这种情况电流对抽油机的平衡状况不敏感；（2）电流法测的电流分不出正负，抽油机电机在发电状态和电动状态都会产生电流，一些严重不平衡的井在发电状态时产生一个很大的电流峰值，但从电流上看还相当平衡，产生虚假平衡的现象；（3）电流法调平衡很难准确读数，误差较大，而且该方法不能直接给出抽油机平衡块调整位置，需要反复测量、调整。

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。

抽油机调平衡计算模型(2)

（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。

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。

常规游梁式抽油机优化设计

常规游梁式抽油机优化设计摘要游梁式抽油机的优化设计必须充分考虑抽油机载荷的特殊性。

根据对所选择的各种目标函数优缺点的分析,提出了以有效扭矩作为目标函数,并通过约束条件对峰值扭矩及绝对值最大负扭矩进行限制的数学模型。

分析了按各种方案对冲程4.2m10型抽油机进行计算的结果,指出该模型可使抽油机整体设计达到最佳状态本文建立了以有效净扭矩为目标函数的游梁式抽油机的优化模型，并采用Matlab对优化模型进行求解。

通过对冲程 4.2m10型抽油机优化实例并与国、内外对比结果表明，文中优化设计方案有效可行。

关键词抽油机；游梁式抽油机；优化设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

抽油机调平衡计算模型 (2)

（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。