淺析影響抽油機不平衡因素及平衡調整

趙 麗，周 松，李 強

（1.河南油田油服中心工程維修大隊采油維修1隊，河南南陽 473132；2.河南油田采油一廠江河采油管理區，河南南陽 473132；3.中國石化河南油田分公司采油氣技術服務中心，河南南陽 473132）

淺析影響抽油機不平衡因素及平衡調整

趙 麗1，周 松2，李 強3

（1.河南油田油服中心工程維修大隊采油維修1隊，河南南陽 473132；2.河南油田采油一廠江河采油管理區，河南南陽 473132；3.中國石化河南油田分公司采油氣技術服務中心，河南南陽 473132）

在游梁式抽油機的工作過程中，抽油機驢頭懸點承受著交變載荷，當交變載荷變化不均勻，引起電動機在上下沖程中所作的功不相等，勢必造成抽油機在上下沖程中的不平衡。而抽油機平衡與否直接影響其效能，為了提高抽油機系統效率，要及時調整平衡，減少電機無功功率。抽油機在調平衡前要充分考慮到影響抽油機不平衡的因素，主要從地面設備問題、井下工況問題兩方面著手，先分析井下工況問題，如桿管之間摩擦的改變，含水量改變，沉沒度的升降等，排除完井下故障，再針對平衡配重不合理，電動機匹配不合理等問題，進行抽油機平衡調整，確保在同一工作制度下，通過對抽油機進行平衡調整，電動機上下沖程做功相等，從而提高系統效率達到節能目的。

抽油機；不平衡因素；交變載荷；井下工況；平衡配重；平衡調整

1 抽油機井不平衡原因

當游梁式抽油機工作時，抽油機驢頭懸點承受著交變載荷。上沖程時，驢頭懸點主要承受抽油桿柱和液柱的重量，在抽油機未進行平衡的條件下，電動機做有用功，使驢頭上行。下沖程時，驢頭懸點只承受抽油桿柱在液體中的重量，需要克服液體浮力，這時電動機做負功，這就造成抽油機在上、下沖程中出現不平衡現象，我們把這種現象，即作功不相等稱為抽油機的不平衡。

2 抽油機不平衡影響因素分析

影響抽油機不平衡的因素，主要從地面設備問題、井下工況問題兩方面著手，先分析井下工況問題，排除完井下故障，再進行抽油機平衡調整。結合現場實際分析認為主要有以下六個方面的影響因素：

1）由于地質條件和開采因素影響，導致油井液量、含水量、壓力、動液面等資料發生變化，油井生產參數不匹配時就會產生抽油機不平衡，即使通過機械平衡調整達到平衡，但不能動態跟蹤調整，運行過程中依然會產生不平衡，使抽油機的系統效率過低。

2）油井結蠟嚴重，增加了液流阻力，液體摩擦引起摩擦載荷影響抽油設備的正常工作。生產中采用井口套管加藥，但由于存在加藥制度不完善，加藥周期執行不到位等因素，導致油井易結蠟、結垢，增加抽油機載荷。

3）油井出砂使地面和井下設備磨蝕，砂卡，增加了抽油機上下沖程運行載荷，嚴重的甚至泵卡死，沖砂檢泵維修工作量劇增。

4）抽油機井在檢泵作業前后其動液面、產液量、泵效、生產參數等情況都會發生一定變化，抽油機上下行程電流變化也會很大，由于打破了抽油機原有的平衡，若上下沖程電流差異大，抽油機井在作業后啟抽時甚至啟動不起來。

5）抽油機改變工作制度，原有的抽油機平衡被破壞，如抽油機沖程、沖次發生變化，電動機所做的功會變化，其電流在上下行程中也變化，抽油機上下行程的載荷也會隨之發生變化。尤其是在調大參數后，對電動機的上下行程的電流影響更明顯。

6）抽油機是在變負荷條件下運行，曲柄軸上的扭矩在整個工作過程中是變化的，且只在上下沖程的某個瞬間達到最大值，為了克服抽油機較大的啟動轉矩，必須選擇大功率電機，導致大馬拉小車，使電機在大部分時間內不能滿載工作，其效率和功率因數都不高，電能利用不充分。

3 采取的對策

1）做好油井工況分析，通過油井出液情況、泵效、電流、示功圖等資料的對比分析，若是斷脫、漏失等井下故障，無需調整抽油機的平衡，待油井正常生產時再采取措施。

2）油井結蠟，需完善熱洗加藥管理制度，嚴格執行加藥周期，減少蠟沉積問題。

3）油井出砂，需制定合理的油井工作制度，在保證油井正常生產前提下控制生產壓差，減小流體對油層砂巖的沖刷力。采用合理防砂工藝如機械防砂、化學防砂等來保障油藏正常生產。

4）對油井檢泵、調參后生產情況進行密切跟蹤，及時進行參數前后對比，發現抽油機原有平衡破壞，需要在24h 內調整抽油機平衡，等井下恢復平穩時，根據需要再重新調整抽油機的平衡。

5）抽油機在變負荷條件下，不僅要根據計算出的電動機功率選擇電動機，還應注意電動機的轉數與皮帶輪直徑和沖次的配合，以及電動機的超載能力和啟動特性。

2016年4 月雙河油田集中調整不平衡井12口，平衡率上升15.4%，平均單井日節電16kW ·h。例如 ：某油井同一工作制度下，平衡率提高 19.0%，有功功率下降 2.11kW，日節電50.69kW·h。通過對比，該井進行平衡調整后，達到節能目的。

4 結束語

經多次實踐和研究表明：抽油機平衡率控制在85%～115%，電能利用率最合理。抽油機在調平衡前要充分考慮到影響抽油機不平衡的因素，主要從地面設備問題、井下工況問題兩方面著手，先分析井下工況問題，排除完井下故障，再針對平衡配重不合理，電動機匹配不合理等問題，我們應用電流法判斷出抽油機平衡率，根據曲柄平衡重的調節簡易公式計算調整距離，并采用抽油機游梁復合平衡技術加以調整，以達到最終的節能目的。

[1] 張琪 .采油工程原理與設計 [M].中國石油大學出版社，2006.

[2] 顏廷虎 .淺析井下桿管泵等因素對抽油機電流不平衡的影響 [J].科技與企業，2013，（20）：363-363.

Analysis on Factors Influencing Unbalance of Pumping Unit and Balance Adjustment

Zhao Li，Zhou Song，Li Qiang

During the working process of the beam pumping unit，the hanging head of the pumping unit is subjected to the alternating load.When the alternating load is not uniform，the work done by the motor in the upper and lower stroke is not equal，The imbalance of the engine in the up and down stroke.The pumping unit balance directly affects its performance，in order to improve the eff i ciency of the pumping unit system，we have to adjust the balance in time to reduce the motor reactive power.Pumping machine in the balance before the balance to take full account of the factors that affect the pumping unit imbalance，mainly from the ground equipment problems，downhole conditions to start two aspects of the fi rst analysis of underground conditions，such as friction between the rod changes，Water content changes，sinking degree of lifting，etc.，to eliminate the completion of the fault，and then for the balance weight unreasonable，the motor match unreasonable and other issues，and then pumping unit balance adjustment to ensure that the same working system，To balance the adjustment，the motor up and down the stroke to do the same work，so as to improve the eff i ciency of the system to achieve energy saving purposes.

pumping unit；unbalance factor；alternating load ；downhole conditions ；balanced weight；balance adjustment

TE933

：B

：1003–6490（2017）07–0066–02

2017–05–22

趙麗（1978—），女，河南南陽人，技師，主要從事采油技師工作。