抽油機自動平衡裝置的應用與認識

王飛虎（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

抽油機平衡率對機采系統(tǒng)能耗影響較大，目前衡量抽油機是否平衡最簡單也最常用的方法是電流平衡法[1]。抽油機不平衡會對機采設備造成損害，比如對減速箱會造成背面沖擊。從耗電方面來看，在上沖程中，電流的增大會造成輸出功率急劇增加，下沖程抽油機反而帶著電動機運轉，會造成功率浪費，降低電動機的效率和減少壽命；從系統(tǒng)效率方面來看，平衡較好的抽油機與平衡差的抽油機相比較，可減少耗電量4.5%以上。因此，抽油機平衡調整工作是抽油機節(jié)能工作的重要部分。但隨著開采時間增加、井下產液量的變化等因素的影響，抽油機平衡率會不斷發(fā)生變化，所以，抽油機調平衡工作是采油隊長期進行的一項工作，但每次調整費時費力，安裝抽油機自動調平衡裝置可以減少工作量，并能夠滿足節(jié)能降耗和生產要求。

1 抽油機平衡率概念

1.1 抽油機平衡率的定義

抽油機平衡率是抽油機下沖程對應的電動機最大輸入電流與抽油機上沖程對應的電動機最大輸入電流之比。

1.2 抽油機平衡率的計算公式

式中： B 為平衡率； I上、 I下分別為驢頭上、下沖程時所測得電流。

2 自動平衡裝置的技術原理

2.1 原理

游梁式抽油機自動平衡裝置在設計中，運用天平原理與游梁式抽油機的杠桿原理相結合，在游梁尾部增設了鐘擺式自動平衡裝置。當抽油機運行時，自動平衡裝置的平衡錘受地心引力及慣性力影響，隨著抽油機游梁上、下運動而前、后自由擺動，加深抽油機的平衡，從而降低了抽油機主電動機啟動和運行功率，達到高效節(jié)能的目的，自動平衡裝置結構見圖1。

圖1 自動平衡裝置結構示意圖

2.2 主要功能

根據游梁式抽油機運行平衡度要求，自動平衡裝置設計有兩種功能：

1）自由擺動。當游梁式抽油機運行平衡度在80%~100%之間時，平衡錘受地心引力及慣性力影響，隨著抽油機游梁上、下運動而前、后自由擺動，加深抽油機的平衡。

表1 自動平衡裝置安裝后效果

2）定置擺動。當游梁式抽油機運行平衡度小于80%時，通過平衡裝置的控制系統(tǒng)，搖控調整平衡錘角度，使抽油機運行平衡度達到80%以上；當游梁式抽油機運行平衡度大于100%時，通過平衡裝置的控制系統(tǒng)，搖控調整平衡錘角度，使抽油機運行平衡度達到100%以下。

用定置擺動功能可降低抽油機曲柄平衡塊調整難度，改為遙控調整平衡度，降低了工人調整平衡度的勞動強度，提高作業(yè)安全及工作效率，實現(xiàn)了節(jié)能降耗的目的。

2.3 應用注意事項

1）嚴禁靠近運動平衡錘，對于影響運轉及安全的閑置物品移至遠處。

2）電器原件和電纜應有保護措施，防止日曬、雨淋、碰傷，并裝好接地線，以防止電氣事故。

3）抽油機維修時，如換中、尾軸等操作，先切斷進線電源，拔下電纜插頭。自動平衡裝置在不通電的情況下，平衡錘是制動狀態(tài)，即平衡錘是不動的。

3 自動平衡裝置的應用效果及經濟效益

3.1 應用效果

2012年我礦在采油三隊、采油四隊20口井上安裝自動平衡裝置，通過安裝前后測試數(shù)據對比，系統(tǒng)效率平均提高6.19%，平均日節(jié)電44.43kW h，綜合節(jié)電率為14.92%，見表1。

3.2 經濟效益

游梁式抽油機應用自動平衡裝置后，應用前平均日耗電297.75 kW h，應用后平均日耗電量為253.32 kW h，單井月節(jié)電量為1377 kW h，電費為0.64元/kW h計算，節(jié)約費用為881.82元。

一臺抽油機自動平衡裝置的費用為5.8萬元，投資回收期為66個月。

4 幾點認識

1）應用抽油機自動平衡裝置后，節(jié)能效果明顯，平均綜合節(jié)電率為14.92%，日平均單井節(jié)電44.43kW h，平均單井提高系統(tǒng)效率6.19%。

2）從單井效果表可以看出，雖然該技術平均單井節(jié)電效果較好，但是，由于井況的不同，有的節(jié)電多達115.15 kW h/d，有的只有10.97kW h/d。這主要由該井負載狀況和節(jié)能潛力狀況決定，已經沒有潛力的井效果相對要差一些。因此，在現(xiàn)場運用過程中，要針對不同的井況來實施。

3）通過對在采油二礦應用的下偏杠鈴和抽油機自動平衡裝置的現(xiàn)場應用情況跟蹤、能耗測試及綜合效益評價，認為抽油機自動平衡裝置與下偏杠鈴改造技術相比較，具有節(jié)電率高，回收期短的優(yōu)點。

[1]王翠.抽油機合理平衡率的再認識[J].油氣田地面工程.2010,29(7):30-31.