QSY型抽油机智能平衡调整装置的设计

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1、万方数据石油天然气学报2012年7月第34卷第7期JournalofOilandGasTechnologyJul．2012V01．34No．7QSY型抽油机智能平衡调整装置的设计曾亚勤，王林平。刘一山(中石油长庆油田分公司油气工艺技术研究院，陕西西安710018)[摘要]常规游梁式抽油机在工作几年后，由于井身结构或者地层原油的不断开采造成产量和动液面的变化等原因，抽油机整个系统将会变得不平衡，并且该抽油机的平衡配重也不能够继续调节，而更换抽油机设备也不现实，因此研究一种经济而高效的自动调节抽油机平衡的装置就显得非常必要。结合功事法平衡诊断技术。利用智能功率检测模块检测

2、抽油机一个冲程周期的有功功率．从而得到抽油机的平衡度。据此平衡度来调节抽油机的平衡性。设计了相对应的QSY型抽油机平衡调整的机械装置和电气自动控制系统。现场试验表明，该装置能够全智能执行抽油机平衡诊断和调节，运行稳定、安全可靠。[关键词]游粱式抽油机；功率法；平衡调整；智能化．[中图分类号]TE933．1[文献标识码]A[文章编号]1000—9752《2012)07—0153—04在油田的日常生产工作中，衡量游梁式抽油机能耗和使用寿命的一个重要指标是抽油机的平衡状况，而抽油机在一个工作循环内载荷是不均匀的，抽油机在工作过程中或多或少会处在不平衡的状态下运行[1]，对于

3、已无法通过自身平衡配置来进行平衡调节的在役抽油机，则会通过在抽油机上安装平衡调节装置的方式来继续调节平衡。在油田的实际应用中，目前主要有3种平衡诊断的方法：电流法、扭矩法和功率法∞]。综合分析对比后可知电流法测平衡方法简单。但有可能诊断结果的准确性不够[21；扭矩法中没有直接测量扭矩的仪器，其实用性不够[33；而功率法计算的平衡度所采用的公式是根据严格的理论定义推导出来的，它综合考虑了反映抽油机平衡的各个要素，能够真实地反映抽油机的平衡状况n】，而且功率法应用简单。实用性较强。因此采用功率法来诊断平衡性或指导调平衡．是设计该游梁式抽油机自动调平衡装置所依据的原理。功率

4、法测平衡是目前多数文献所推崇的方法，在实际测平衡中常采用，2009年已形成了中国石油天然气集团公司企业标准，即Q／SYl233—2009标准，《游梁式抽油机平衡及操作规范》，它主要是利用抽油机上、下冲程中所消耗的有功功率平均值来定义抽油机的平衡度，先检测得到上、下冲程的平均功率P上、P下，并以较大值为分母，得到平衡度，即P小／P太，当比值大于50％即可认为抽油机处于平衡状态，否则抽油机处于不平衡状态。经调研分析，近十几年来，很多油田都研制了各种调平衡装置和工具来对在役常规游梁抽油机进行平衡调整以便节能和增加抽油机的使用寿命，而这些调平衡装置仅仅局限于机械方面的实现和调

5、平衡工具的优化，平衡调节仍需要人工操作来完成。针对该情况，依据力矩平衡原理和游梁式抽油机的平衡调节技术，结合机械理论和电气控制理论，研制了QSY型抽油机智能化平衡调整装置。该装置有效地提高了平衡调节的效率，实现了智能、安全、高效且精确的抽油机平衡调节，经过现场试验达到了良好的平衡调节效果，很大程度地减轻了抽油装置的负担，延长了它们的寿命。1装置原理及结构描述1．1工作原理·根据力矩平衡原理，通过抽油电机的功率监测模块，实时地获取抽油机上、下冲程的电流及电功率，运算控制电路根据电漉或电功率计算得到游梁式抽油机的平衡度，找出油井的不平衡性程度，适当C收稿日期】201l一1

6、2一05[作者简介】曾亚勤(1965一)。男。1984年江汉石油学院毕业，博士，高级工程师，现从事油气开采工艺技术研究与管理工作。万方数据石油天然气学报，石油机械工程2012年7月微调具有正、反转特性的电机进行旋转，从而带动配重任游梁上移动，通过改变配重的平衡力臂，使平衡扭矩变化曲线最大限度地符合负载扭矩曲线，从而得到平稳、低峰值的净扭矩曲线。使抽油机达到相对平衡的状态。装置由电气控制系统和机械执行系统两部分组成，电气控制系统一方面诊断抽油机平衡状态，另⋯方而智能调节配重在游梁臂卜的力矩，机械执行系统根据电7乇控制系统所选择的凋节方式进行配重的调节。1．2机械结构装置

7、的机械系统主要部件有带滑轮的平衡块和滚筒支撑座，装置的结构如图1所示。1)支撑座滚筒支撑座后视罔如

8、冬I2所示。电机转动带动滚筒旋转，进而带动缠绕在滚筒上的钢丝绳运转米拉动平衡块。如图3所示，滚筒一侧的中心孑L插入圆柱销固定，另一侧插入电机连接销固定，整个滚筒就可以在固定垂直平板中嵌入的2个轴承上滚动，电机转轴嵌入电机连接销孔内，让电机轴不承受纵向压力，圆柱销与电机连接销细节图如图4所示。连接销侧面的同定孔用于将连接销与滚筒相百同定而不产牛相对滑动。图I装置结构图滚筒圆柱销对接孔电机连接销嘲定孔电机连接销对接孔图3滚简结构图光杆穿孔固定销滑轮钢丝绳光