抽油机游梁平衡负重调节装置设计

抽油机游梁平衡负重调节装置设计

由于抽油机在生产一段时间以后，产液量、沉没度等情况发生变化，抽油机载荷也会随之变化，部分游梁式抽油机平衡度不能及时调整到规定的范围内。针对影响机采管理指标的实际问题及节能降耗的理念，通过在游梁式抽油机的游梁上增加可调节式负重块，通过数字化模块信息实现井况等变化时抽油机不停机自动调节平衡，实现了抽油机的节能降耗。

标签：抽油机；平衡率；自动调节；技术改造

游梁式抽油机在国内外油田机械采油系统中普遍应用，抽油机平衡率是检验抽油机运行状态好坏的一个重要指标，在抽油机管理中，通常将电流平衡作为衡量抽油机是否平衡的标准。游梁式抽油机具有结构简单、工作可靠等特点，然而由于抽油井在不断生产过程中，产液量、沉没度的变化，抽油机平衡将被打破，导致上下平衡效果较差，抽油机四连杆机构运动性能、电机和减速箱的系统效率及使用寿命都直接受抽油机平衡状态的影响，如果运转不平衡，将直接影响抽油机的工作效率，导致电动机功率因数降低、能耗增加、使用寿命缩短。另外，抽油机运转不平衡，也会造成抽油机出现振动等问题，严重时甚至会导致抽油机翻转的恶性事故。所以，平衡系统的优劣将对抽油机的使用寿命和节能效果产生直接的影响。

1 技术分析

1.1 游梁平衡自动调节装置技术原理

游梁平衡自动调节装置（如图1），由安装游梁上的电机、传动绳索、负重块、端头滑轮组成。电机安装在游梁上，传动绳索安装在电机上，传动绳索绕过电机和端头滑轮与负重块连接，传动绳索的两端分别与负重块的两端连接构成闭环，电机可控制负重块的位置，实现负重块不同位置的移动，适应不同的石油单次提取量，提高设备整体的稳定性。这种装置无需停机人工操作，它通过数字化信息对井况变化进行动态跟踪，通过电机调节抽油机的平衡负重块的位置，对载荷进行自动补偿，以实现抽油机的最佳平衡状态。在设计中，根据悬点载荷的变化，计算載荷扭矩，信息传递给电机控制装置，电机自动调节负重块位置，形成不同的平衡转矩，以满足抽油机在井况变化过程中悬点载荷变化的需求。

1.2 负重可调节式装置结构及特点

负重调节机构设计方案组成为：电机、传动绳索、负重块、端头滑轮组合。游梁的上端面设置有负重块，负重块与游梁组合形式为契合式，负重块的两端连接着传动绳索，传动绳索绕过电机和端头滑轮与负重块连接，传动绳索的两端分别与负重块的两端连接构成的闭环组合。当电动机转动时，电动机的输出轴带动传动绳索移动，传动绳索牵引负重块在游梁上做横向运动，利用杠杆原理，抽油工作电机的输出功率会发生变化，达到节能降耗，维持抽油机设备稳定的效果。

2 游梁平衡自动调节系统的工作模式

通过设置在悬绳器上的示功仪采集抽油机实际工况示功图及上下冲程的最大载荷，通过控制柜的RTU远程终端单元，将测得的状态或信号转换成可在通信媒体上发送的数据格式，发送到中央计算机。利用现有的A11项目建立的抽油机优化模型，对抽油机的运动和动力性能以及抽油机能耗进行分析、诊断、评价，给出优化后的指导方案。中央计算机将优化指导方案发送到RTU远程终端单元，RTU将数据转换成命令，通过电机控制装置控制电机调整负重块的位置，实现负重块不同位置的移动，适应不同的石油单次提取量，实现对抽油机平衡的实时调节，提高设备整体的稳定性。

3 应用前景及优势

与常规调平衡方法相比，该设计具有以下几方面优势：①游梁平衡自动调节装置技术能较好地、迅速得解决抽油机在生产运行过程中存在的不平衡和效率低等问题，提高了抽油机系统的整体工作效率，节能效果显著；②设备振动时间减少，噪音降低。抽油机应用该装置及时调整抽油机平衡，减少人为发现及上报调整的时间。电动机和减速箱的振动及噪音产生时间明显下降，有效降低了电机及减速箱的磨损，延长了抽油机设备的使用寿命。

4 结论

该设计能迅速通过一系列数字化计算分析，不用停机直接通过电机自动调节平衡，有效延长了抽油机的使用寿命，而且由于故障率的降低，减少了设备投资，节约了维修费用，降低了由于电动机停机所带来的各种负面影响。在实现抽油机的节能降耗，降低设备损耗的同时，为数字化抽油机的研究也提供了很好的设计方案。

参考文献：

[1]杨胡坤，秦丽丰，卢玉，王慧.常规游梁式抽油机电流平衡调整方法研究[J].石油矿场机械，2013（06）：1-6.

[2]赵亚杰，黄华，王卫刚，赵伟.抽油机游梁平衡自动调节机构设计[J].石油矿场机械，2013（11）：38-41.