提高游梁式抽油机平衡率的措施探讨

李默珂

【摘 要】游梁式抽油机是油田采油生产的主要设备。在游梁式抽油机的工作过程中，它的平衡率直接影响到其效能，也影响抽油机的正常运行。本文在总结现场抽油机运行情况的基础上，找出了日常生产管理中影响抽油机井平衡率的诸因素，提出了提高平衡率的措施，取得了较好的效果。

【关键词】抽油机；平衡原理；平衡率；因素分析；效果分析

孤东油田经过多年高速开发，目前已进入开发中后期，含水急剧上升，注水水质差，生产油井井况差，地层水矿化度高，注聚后后存在腐蚀、偏磨、地面管线结垢等一系列问题，导致近年来油井杆断脱、管泵漏失率增高，检泵维护频繁，开井时率降低，作业占产大等一系列问题，油井管理面临许多困难。而平衡率是衡量单井管理的重要指标，本文重点对如何提高油井平衡率展开论述。

一、影响抽油机平衡率的因素分析

影响抽油机井的平衡率有很多因素，但关键体现在功图载荷的变化上，功图上载荷增加，上电流增加；功图下载荷增加，电流下降。油井在生产过程中的各种变化都会引起载荷的变化。正常水驱井的功图载荷可能受到多因素的影响，导致油井电流的变化。电流变化大，则平衡变化大，不易调整。

1.1抽油井客观因素的影响

抽油机井采聚浓度变化导致载荷变化，引起平衡率变化。随着体系的注入，采出井采出液含聚浓度有很大的变化，浓度增加会使粘度变大，交变载荷增加，导致平衡率变化。

1.2结垢变化导致载荷变化

a、杆管泵结垢：功图表现为上载荷上升、下载荷下降，交变载荷增加，此时，抽油机上下电流同时上升。

b、筛管结垢：泵进液通道堵塞，泵内充满系数下降，功图表现为供液不足，此时上载荷变化不明显，下行程时，游动凡尔在活塞撞击液面前不打开或打开慢，电流表现为上电流基本不变、下电流减小后突然增加到正常值。

c、凡尔结垢引起的漏失：功图表现为上载荷下降、下载荷不变或上升，交变载荷减少，此时，抽油机上、下电流同时下降。结垢引起凡尔漏失井的比例很小，当油井结垢还未引起漏失时，基本上已经卡泵。结垢是导致抽油机井平衡率低的一个重要因素。

1.3管理因素

（1）部分井洗井周期不合理

洗井周期偏长，井内结蜡较多，引起上负荷增加、下负荷减小，从而导致平衡率变化，一般需要3个月左右的时间平衡率开始明显变化。

（2）调整力度不够：

由于井措施井较多，措施后需要及时调整平衡；同时，由于结构井数较多，全区抽油机井共发生结垢井次平衡率变化大，因此调平衡工作量很大，存在不平衡井不能及时调整现象，影响了平衡率。

二、提高抽油机平衡率措施及效果分析

2.1改变游梁的结构

按照平衡尽量靠近悬点的原则，同时，如果要求曲柄上的扭矩为常数，那么，驴头在不同的位置时，由于悬点载荷的不同，所需要的平衡重也应该是不同的事实，人们设计了多种改变游梁结构的抽油机平衡结构，主要有：

2.1.1在游梁上安装可移动的平衡系统

采用安装在游梁上的可活动的平衡系统，对游梁式抽油机进行平衡或二次平衡，该平衡方式。该平衡方式，采用了靠近悬点的平衡结构，减少了连杆的受力，改善的曲柄销的工作状况，增加了曲柄销的可靠性，有利于提高整机的寿命和可靠性。但是，由于增长了运动链，同时也是机构的可靠性有所下降。另外，如果只采用游梁平衡的方案，连杆将承受交变载荷，所需的平衡重量将大幅度的增加，不利用整机的优化，这种平衡方式，没有在油田大面积推廣。

2.1.2在游梁上增加固定的半可调平衡系统

按照抽油机多变量优化设计的模型，抽油机的平衡系统包括曲柄平衡系统和游梁平衡系统两部分，游梁平衡部分，通常称为平衡部分。该技术是在游梁尾部的合适位置，装配是个可调重量重块，达到游梁复合平衡的目的。由于没有增加任何活动构件，故该种平衡的抽油机和常规抽油机有着相同的可靠性和运动特性。由于平衡靠近井口，且部分按照示功图的要求设计，可以较好的提高平衡效果，改善连杆和曲柄销的受力，提高其可靠性和寿命。

要通过优化，选择合理的游梁平衡重量和方位，在游梁上安装适当的平衡重量，达到即改变平衡不足，又改变曲柄销的工作状况，降低减速箱上的峰值扭矩，节能降耗，提高整机效益和抽油机井系统效益的目的。实验表明：不仅在欠平衡抽油机上使用该技术可以取得良好的节能效果，在能够达到平衡的抽油机上使用，也有明显的效果。

2.2改变曲柄平衡的结构

该类平衡技术是靠改变曲柄上平衡的结构或增加曲柄上的平衡装置了实现平衡，达到减少减速箱上扭矩目的的。

2.2.1改变曲柄平衡结构

改变抽油机的平衡结构，如将曲柄重块平衡，改为游梁重块平衡。将曲柄重块平衡，改为游梁气动平衡等等，这些技术，由于改变了原抽油机基本的平衡方式，严格的说，不属于平衡的范围，但属于平衡技术的改进，这里也作一简单的评述。游梁式抽油机的游梁平衡技术，是原来小型抽油机普遍采用的平衡技术，平衡重靠近悬点，连杆受力减小，曲柄销受力变优，有利于提高整机的可靠性。

2.2.2副平衡块平衡法

该方法是在曲柄平衡块的直线端面上加装一副平衡块，通过改变副平衡块的位置，达到平衡的效果。该平衡方法结构简单，可以改变平衡系统的偏置角，部分的降低曲柄上的扭矩，减少负扭矩，但由于副平衡块的重量有限，调节的效果有限。同时，由于在曲柄平衡块上增加了调节装置，结构较为复杂，降低了系统的可靠性。同时，不能降低曲柄销上的受力，因此，该种平衡方式没能在油田大面积推广。

2.3采取综合措施

（1）加强热洗管理，制定合理的周期，减少因结蜡引起不平衡井数；（2）认真分析每口并平衡变化的原因，调整平衡时应针对不同的原因采取不同的措施；（3）应用井口加药提高防蜡效果；（4）加强管理及时调整不平衡井最终达到提高平衡率指标。2015年集中调整不平衡抽油机，平衡井率上升12.7%，平均单井日节电17kW·h。例如，某油井其它条件不变，平衡指数提高25.5%，系统效率提高13.9%。测试前后资料对比可以看出，在相同举升高度和产液量的情况下，通过平衡调整，电机电流、有效功率都有下降，地面效率及系统效率都有提高。

三、结束语

由于井下负荷及抽油机工作状态的不断变化，平衡度也处于一个动态变化过程中。经多次实践和研究表明，只有把抽油机平衡率控制在85-100%范围内，电能损耗才最低。所以，抽油机平衡率具有很大的优化潜力和节能空间。现场，我们应用电流表测算最大上行电流与最大下行电流之间的比值，从而判断出抽油机乎衡率，及时加以调整，达到最终的节能目的。

【参考文献】

[1]叶利平等.抽油机采油技利【M】.北京：石油工业出版社，2004，3-s.

[2]陈水明：抽油机平衡度与能耗的关系[J]；油气田地面工程；2009年09期.