抽油机功率法调平衡技术的重要性

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　　摘　要：在抽油机管理中电流平衡度常用于判断抽油机是否平衡。而实际上，测量电流时所采用的普通钳形电流表，只能反映电流的幅值，不能反映正负，因此电流平衡并不能反映抽油机一定平衡。本文提出的抽油机功率法调平衡技术，综合考虑了瞬时电流、电压、功率因数的影响，能够判断电机处于发电还是用电状态，从而真实的反应抽油机的平衡状况，克服了电流法存在的虚假平衡问题，同时也对油田生产的节能降耗具有重要意义。
　　关键词：抽油机　功率法　平衡
　　一、前言
　　游梁式抽油机是油田生产的主要设备，其平衡运行是抽油机安全和节能的基础。抽油机在不平衡状态运行时，易造成减速器损坏、减短皮带使用寿命、抽油杆断裂和电能浪费，给抽油机井的安全造成了潜在的威胁。目前，榆树林油田判断抽油机是否在平衡状态下运转的主要方法是采用钳形电流表，测量电动机上下冲程中的电流峰值，用下冲程电流峰值比上冲程电流峰值，当比值在0.85~1.15之间时，即认为达到了平衡状态，这种方法被称为电流法。电流法存在以下缺点：
　　一是在实际操作上，电流表数值变化较快等因素的影响，测试人员仅靠眼睛的目测很难读取准确的数值；三是某些严重不平衡的井，其下冲程(或上冲程)的电流在相位上已反相变成做负功的电流，而钳型电流表无法区分电流的相位。
　　由于上述原因，电流法从理论和实际操作上都存在着很大的缺陷，准确性较差，为此榆树林油田引进了功率法调平衡技术。
　　二、功率法调平衡技术原理
　　抽油机是否平衡，可以通过电动机在上下冲程中的输出电能与输入电能是否相等来加以判断，而电动机的输出电能与输入电能成正比。因此，又可以通过测试电动机在上下冲程的输入电能是否相等来加以判断。
　　此公式的意义实际上是指电机在上冲程的功率曲线所包围的面积与电机在下冲程的功率曲线所包围的面积相等。也就是说上冲程所耗电能与下冲程所耗电能相等。功率法调平衡就是分别测量运行中的电动机在驴头的上下冲程中所耗电能，用两值中的小者与大者相比，当比值大于0.5时，即认为达到了平衡状态。
　　三、功率法调平衡技术现场应用情况
　　1.调整方法
　　以树59-63井为例说明如何应用功率法对抽油机进行平衡调整，图1是此井调整之前测得的电能参数和电能参数曲线（由下死点开始测试），调整之前其功率平衡度为0.21。对比有功功率曲线（最下面一条曲线）也可以看出，抽油机上冲程（0°＜曲柄转角＜180°）有功功率明显大于下冲程（180°＜曲柄转角＜360°）有功功率，且下冲程时有倒发电现象，因此可以判断该井处于欠平衡状态。
　　经过调平衡分析软件分析（图2），该井位于平衡重心1.3米处的4个平衡块应向外移动0.25米，移至1.55米处。
　　2.现场应用情况
　　在2010年6月份，利用功率法对尚120-100等5口井进行了调平衡。调平衡后，按照电流平衡标准和功率平衡标准算都处于平衡状态，且平衡度均有所提高，平均电流平衡度由调前的1.09降至1.03，更接近于1；平均功率平衡度由调前的0.18增至0.75。同时这5口井的平均有功功率由调前的4.61kw降至4.3kw，平均有功节电率达到6.72%。
　　四、结论
　　1.普通钳形电流表只能测试电流幅值大小，不能测试电流的正负，因此利用电流法判断抽油机是否平衡有着明显的弊端；而利用功率法调平衡时，能够测试电功率的瞬时值，更能真实反应电机的工作状态，从而能很好的调节抽油机平衡。
　　2.功率法调平衡可以根据测试电能曲线，通过分析软件精确地计算平衡块调整量，一次调整到位，减轻了工人劳动强度。
　　3.使用功率调平衡法对抽油机进行平衡调整以后节电效果明显，有功节电率能达到7%左右。
　　参考文献
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　　[2]金伟、高增海、李平等.抽油机平衡测试方法的研究与改进.石油机械，2001.11（29）：26～27.
　　[3]赵继量.游梁式抽油机平衡及测试的新方法.应用科学：95～96.
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