提高游梁式抽油機平衡率的措施探討

李默珂

【摘 要】游梁式抽油機是油田采油生產的主要設備。在游梁式抽油機的工作過程中，它的平衡率直接影響到其效能，也影響抽油機的正常運行。本文在總結現場抽油機運行情況的基礎上，找出了日常生產管理中影響抽油機井平衡率的諸因素，提出了提高平衡率的措施，取得了較好的效果。

【關鍵詞】抽油機；平衡原理；平衡率；因素分析；效果分析

孤東油田經過多年高速開發，目前已進入開發中后期，含水急劇上升，注水水質差，生產油井井況差，地層水礦化度高，注聚后后存在腐蝕、偏磨、地面管線結垢等一系列問題，導致近年來油井桿斷脫、管泵漏失率增高，檢泵維護頻繁，開井時率降低，作業占產大等一系列問題，油井管理面臨許多困難。而平衡率是衡量單井管理的重要指標，本文重點對如何提高油井平衡率展開論述。

一、影響抽油機平衡率的因素分析

影響抽油機井的平衡率有很多因素，但關鍵體現在功圖載荷的變化上，功圖上載荷增加，上電流增加；功圖下載荷增加，電流下降。油井在生產過程中的各種變化都會引起載荷的變化。正常水驅井的功圖載荷可能受到多因素的影響，導致油井電流的變化。電流變化大，則平衡變化大，不易調整。

1.1抽油井客觀因素的影響

抽油機井采聚濃度變化導致載荷變化，引起平衡率變化。隨著體系的注入，采出井采出液含聚濃度有很大的變化，濃度增加會使粘度變大，交變載荷增加，導致平衡率變化。

1.2結垢變化導致載荷變化

a、桿管泵結垢：功圖表現為上載荷上升、下載荷下降，交變載荷增加，此時，抽油機上下電流同時上升。

b、篩管結垢：泵進液通道堵塞，泵內充滿系數下降，功圖表現為供液不足，此時上載荷變化不明顯，下行程時，游動凡爾在活塞撞擊液面前不打開或打開慢，電流表現為上電流基本不變、下電流減小后突然增加到正常值。

c、凡爾結垢引起的漏失：功圖表現為上載荷下降、下載荷不變或上升，交變載荷減少，此時，抽油機上、下電流同時下降。結垢引起凡爾漏失井的比例很小，當油井結垢還未引起漏失時，基本上已經卡泵。結垢是導致抽油機井平衡率低的一個重要因素。

1.3管理因素

（1）部分井洗井周期不合理

洗井周期偏長，井內結蠟較多，引起上負荷增加、下負荷減小，從而導致平衡率變化，一般需要3個月左右的時間平衡率開始明顯變化。

（2）調整力度不夠：

由于井措施井較多，措施后需要及時調整平衡；同時，由于結構井數較多，全區抽油機井共發生結垢井次平衡率變化大，因此調平衡工作量很大，存在不平衡井不能及時調整現象，影響了平衡率。

二、提高抽油機平衡率措施及效果分析

2.1改變游梁的結構

按照平衡盡量靠近懸點的原則，同時，如果要求曲柄上的扭矩為常數，那么，驢頭在不同的位置時，由于懸點載荷的不同，所需要的平衡重也應該是不同的事實，人們設計了多種改變游梁結構的抽油機平衡結構，主要有：

2.1.1在游梁上安裝可移動的平衡系統

采用安裝在游梁上的可活動的平衡系統，對游梁式抽油機進行平衡或二次平衡，該平衡方式。該平衡方式，采用了靠近懸點的平衡結構，減少了連桿的受力，改善的曲柄銷的工作狀況，增加了曲柄銷的可靠性，有利于提高整機的壽命和可靠性。但是，由于增長了運動鏈，同時也是機構的可靠性有所下降。另外，如果只采用游梁平衡的方案，連桿將承受交變載荷，所需的平衡重量將大幅度的增加，不利用整機的優化，這種平衡方式，沒有在油田大面積推廣。

2.1.2在游梁上增加固定的半可調平衡系統

按照抽油機多變量優化設計的模型，抽油機的平衡系統包括曲柄平衡系統和游梁平衡系統兩部分，游梁平衡部分，通常稱為平衡部分。該技術是在游梁尾部的合適位置，裝配是個可調重量重塊，達到游梁復合平衡的目的。由于沒有增加任何活動構件，故該種平衡的抽油機和常規抽油機有著相同的可靠性和運動特性。由于平衡靠近井口，且部分按照示功圖的要求設計，可以較好的提高平衡效果，改善連桿和曲柄銷的受力，提高其可靠性和壽命。

要通過優化，選擇合理的游梁平衡重量和方位，在游梁上安裝適當的平衡重量，達到即改變平衡不足，又改變曲柄銷的工作狀況，降低減速箱上的峰值扭矩，節能降耗，提高整機效益和抽油機井系統效益的目的。實驗表明：不僅在欠平衡抽油機上使用該技術可以取得良好的節能效果，在能夠達到平衡的抽油機上使用，也有明顯的效果。

2.2改變曲柄平衡的結構

該類平衡技術是靠改變曲柄上平衡的結構或增加曲柄上的平衡裝置了實現平衡，達到減少減速箱上扭矩目的的。

2.2.1改變曲柄平衡結構

改變抽油機的平衡結構，如將曲柄重塊平衡，改為游梁重塊平衡。將曲柄重塊平衡，改為游梁氣動平衡等等，這些技術，由于改變了原抽油機基本的平衡方式，嚴格的說，不屬于平衡的范圍，但屬于平衡技術的改進，這里也作一簡單的評述。游梁式抽油機的游梁平衡技術，是原來小型抽油機普遍采用的平衡技術，平衡重靠近懸點，連桿受力減小，曲柄銷受力變優，有利于提高整機的可靠性。

2.2.2副平衡塊平衡法

該方法是在曲柄平衡塊的直線端面上加裝一副平衡塊，通過改變副平衡塊的位置，達到平衡的效果。該平衡方法結構簡單，可以改變平衡系統的偏置角，部分的降低曲柄上的扭矩，減少負扭矩，但由于副平衡塊的重量有限，調節的效果有限。同時，由于在曲柄平衡塊上增加了調節裝置，結構較為復雜，降低了系統的可靠性。同時，不能降低曲柄銷上的受力，因此，該種平衡方式沒能在油田大面積推廣。

2.3采取綜合措施

（1）加強熱洗管理，制定合理的周期，減少因結蠟引起不平衡井數；（2）認真分析每口并平衡變化的原因，調整平衡時應針對不同的原因采取不同的措施；（3）應用井口加藥提高防蠟效果；（4）加強管理及時調整不平衡井最終達到提高平衡率指標。2015年集中調整不平衡抽油機，平衡井率上升12.7%，平均單井日節電17kW·h。例如，某油井其它條件不變，平衡指數提高25.5%，系統效率提高13.9%。測試前后資料對比可以看出，在相同舉升高度和產液量的情況下，通過平衡調整，電機電流、有效功率都有下降，地面效率及系統效率都有提高。

三、結束語

由于井下負荷及抽油機工作狀態的不斷變化，平衡度也處于一個動態變化過程中。經多次實踐和研究表明，只有把抽油機平衡率控制在85-100%范圍內，電能損耗才最低。所以，抽油機平衡率具有很大的優化潛力和節能空間?，F場，我們應用電流表測算最大上行電流與最大下行電流之間的比值，從而判斷出抽油機乎衡率，及時加以調整，達到最終的節能目的。

【參考文獻】

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