1、早節內谷游梁式抽油機的平衡授課類型講授教 學 目 的通過本部分學習主要讓學生掌握游梁式抽油機平衡原理及條件，不同 平衡方式的平衡計算；掌握抽油系統效率、抽油機效率、油井效率、水功 率、光桿功率等的概念及計算。重占八、與難 占八、重點：平衡條件、平衡計算及抽油系統效率、抽油機效率、油井效率、 水功率、光桿功率等的概念及計算。難點：平衡條件及平衡計算教具/、參考 資 料采油工游梁式抽油機的平衡一、抽油機平衡原理(一) 抽油機不平衡的原因：抽油機在工作過程中懸點承受的是不對稱的脈 動載荷，上沖程載荷很大，下沖程載荷較小，這樣就會造成上沖程電動機做功很 大，下沖程電機做負功，即懸點拉著電機旋轉。因此也

2、就會造成抽油機不平衡。(二) 抽油機不平衡的危害：抽油機運轉不平衡，影響電機的工作效率，使電機的功率因數降低，加大電機的功率損耗，減小電機的壽命；抽油機運轉不平衡會使抽油機發生振動，嚴重時會造成翻抽油機的惡性事故，影響抽油機的壽命。 因此抽油機必須利用平衡裝置調節達到運轉平衡。(三) 平衡原理1平衡原則及平衡條件抽油機達到平衡的原則是：(1) 電動機在上下沖程中做功相等；(2) 上、下沖程中電機的電流峰值相等；(3) 上、下沖程中的曲柄軸峰值扭矩相等。抽油平衡原理，如圖3-31所示：在抽油機游梁后端加一重物，在下沖程中電機和下沖程的懸點載荷一起對重 物做功，把重物升高儲存位能代:則得到電機在下

3、沖程中做的功為：Amd = Aw - Ad式中 Aw 下沖程中懸點載荷和電機對平衡系統做的功， 即平衡系統儲存的能量；Ad 懸點在下沖程中做的功；Amd電機在下沖程中做的功。在上沖程中平衡系統放出能量，幫助電機對懸點做功:=AwAmu則得電機在上沖程中做的功為： A =代-AW 式中 Au懸點在上沖程中做的功;Amu電機在上沖程中做的功根據第一條平衡原則:即 Aw Ad = Au Aw可得到平衡系統在下沖程中應儲存的能量為:AuAd(3-50)上式說明抽油機的平衡條件為：平衡系統下沖程中儲存的能量要等于懸點在 上、下沖程中做功之和的一半。2 平衡系統要達到平衡需要的平衡功當只考慮靜載荷做功時，

4、懸點在上沖程中做的功為：代二（WWl）s ;下沖程做的功為：Ai=Wrs則由（3- 50）得理論上需要的平衡功為:W2)s(3-51)、游梁式抽油機的機械平衡計算1 游梁平衡方式計算游梁平衡：是將平衡重裝在游梁后端；適用于小型抽油機，如圖3-31所示在下沖程中懸點向下運動了 s(m)，而平衡重Wb升高的距離sc為：cscs，a儲存的能量或稱實際產生的平衡功為：cAwsWba要達到平衡，實際產生的平衡功應等于需要的平衡功，即：c. WSWb= (WrL)Sa2可得游梁平衡重為：W-(W/ Wl)c2如果抽油機本身不平衡，設游梁后臂比前臂重 Xuc，相當于平衡重，則平衡重就可減小，這時游梁平衡重為

5、：Wb 二旦(Wr 吐)-Xuc(3-52)c22.曲柄平衡方式計算曲柄平衡:是指平衡重裝在曲柄上，適用于大型抽油機。如圖3-33所示。在下沖程中，曲柄平衡重 Wcb上升的高度為2R,曲柄自重Wc上升的高度為 2Rc，抽油機本身不平衡值Xub上升的高度為2r，則平衡系統在下沖程中儲存的 能量，或實際產生的平衡功為：Aw =2RW(b 2RcWc 2rXub，令其與需要的平衡功相等：Wl2RWtb 2RcWc 2rXub = (WrL)s，2可得到平衡半徑的計算公式為：.址)亠22WcbRcWcWcbrXubWcb(3-53)圖3-33 曲柄平衡3 復合平衡方式計算復合平衡：是以上兩種平衡方式的

6、組合，即在曲柄上和游梁后臂上都有平衡 重如圖3-34所示，適用于中型抽油機。同理可導出平衡半徑的計算公式：RcWcWeb-(Xue Wb)crbWeb(3-54)三、平衡測量與調整測電動機上、下沖程的電流峰值Iu和Id，若lu>I，平衡不足，lu<I，則平衡過重。在兩個電流中有一個小的，一個大的，若I小/1大-0.8時就認為是平衡了，否則就要重新計算平衡半徑或平衡重，重新調整平衡四、抽油機井的系統效率(一) 抽油機井的有用功率有用功率或稱有效功率，也稱為水力功率定量的液體提升一定的距離所需要的功率:NhQHg86400Nh,:是指在一定時間內，將一(3-73)式中 Q油井產液量，t

7、/d ；H泵對液體的有效提升高度，m;Nh抽油機井的有效功率，kw。泵對液體的有效提升高度計算如下:1如果忽略沉沒壓力和回壓的影響，有效提升高度等于下泵深度：H=L2考慮沉沒壓力和回壓的影響時，為了計算簡單，忽略氣柱重力和進泵阻力的影響，并認為環空中和油管中的液體密度相同，有效提升高度為:H " Pb 一巳 106（ 3-74）Rg式中 PB、Pc分別為回壓和套壓，MPa；八 井中液體密度，kg/m3。當上式中用相對密度，并且重力加速度取9.8時,H 二 Lf 102(PB -Pc)/ 匚。3.考慮環形空間中與油管中的液體密度不同時，有效提升高度為:=Lf106 hsof 譏S，l(

8、3-75)式中 hs泵的沉沒度，m（二）光桿功率光桿功率：即是抽油機懸點載荷做功的功率，是提升液體和克服井下消耗所需要的功率。可用示功圖的面積計算:(3-76)As nC600l式中 Np光桿功率，kw;A 示功圖載荷線包圍的面積，cm2;S光桿沖程，m；n沖數，r/min ；C動力儀力比，N/mm;l示功圖上沖程長度，mm；由于計算示功圖麻煩，常近似地按理論靜載荷計算懸點做功:(3-77)_ Wl sn_46 10式中 W一一轉移載荷，N ；s光桿沖程，m；n沖數，r/min ；（三）抽油機井的效率1抽油機的效率N，是光桿功率與電動機功率之比，它表達了抽油機工作狀況好壞及p Nr功率利用程度。2油井效率H =皿,是有效功率與光桿功率之比，主要表達了抽油泵工作狀況的好壞 Np及功率利用情況。即懸點做的功，除了提升液體做有效功外，還要克服井下摩擦、 桿柱振動、漏失等機械損失、水力損失和容積損失做無效功。3.抽油機井系統效率t二皿，為本抽油機井輸出功率與輸入功率之比，表達了該抽油機井的總體效Nr益和能量的綜合利用情況課堂小節通過學習使學生掌握抽油機不同平衡方式的平衡計算方法。掌握有關抽油系統效率、水功