常规游梁抽油机曲柄动态平衡方式探讨

常规游梁式抽油机的高耗能特征 ,是由于曲柄平衡装置的平衡量不随载荷量变化而变化 ,以及系统机械效率低而造成的。四连杆曲柄平衡装置是常规游梁抽油机的基本特征 ,要想使常规游梁抽油机降低能耗 ,就在于如何使曲柄平衡装置的平衡量随载荷量变化而变化。1　常规游梁式抽油机曲柄平衡方式现状现有曲柄平衡式抽油机的曲柄平衡装置 ,主要由曲柄和平衡块组成。曲柄平衡块力矩只能在停机时调整 ,运转时的平衡块相对曲柄为静止状态。因此 ,抽油机曲柄平衡块所产生的平衡力矩 ,是按固定的正弦曲线规律变化的 ,与抽油机载荷形成的力矩不能吻合 ,故…     

基于平均功率法的游梁式抽油机功率曲线法调平衡模型

利用功率曲线数据进行游梁式抽油机调平衡的方法,是对电流法、示功图扭矩法等调平衡方法的补充。随着功率测试的普及,该方法的研究越来越受到重视。分析上、下冲程中曲柄平衡块对曲柄轴做功的平均平衡功率与曲柄平衡块位置的关系,结合平均电动机输出功率变化量与曲柄平衡块对曲柄轴做功的平均平衡功率变化量的关系,依据上、下冲程中平均电动机输出功率相等的平衡准则,建立了曲柄平衡抽油机平均功率法平衡调整量计算模型。结合现场生产状况,对模型进行说明与应用拓展,进一步提高模型的实用性。实例计算结果表明,该模型达到上、下冲程平均电机输出功率相等的要求,同时整个冲程中的电机均方根功率由9.444 4 k W减小到8.423 7 k W,有利于抽油机节能运行。     

游梁式抽油机二次平衡节能技术在孤岛油田的应用

许多稠油井、注聚井游梁式抽油机因为油稠、负荷重,采用目前的曲柄平衡存在平衡不足(四块平衡均调到头),且其效果差,平衡率低,耗能增加。游梁式抽油机游梁复合平衡技术就是针对这一目标而进行的一种高耗井的节能装置,能改善游梁式抽油机的平衡效果,显著改善抽油机连杆和曲柄销的受力情况,提高抽油机的运行效率,改变减速器扭矩,降低电动机运行的均方根电流;既能达到提高平衡率的目的,又有明显的节能效果。     

双平衡游梁抽油机

双平衡游梁抽油机增加了下偏式游梁平衡 ,是常规型和异相型抽油机进行节能技术改造的最佳形式。该机调平衡的方式有 :①调曲柄平衡 ;②调节杆伸、缩 ;③增、减游梁平衡重重量。由于调平衡的范围广 ,可以极大地降低减速器峰值载荷 ,均衡电机负荷 ,具有很好的节能效果。1 基本结构在常规型或异相型抽油机上 ,增加平衡臂、平衡块和调节杆 ,就成为双平衡游梁抽油机 (图 1)。图 1　双平衡游梁抽油机1平衡臂 ;2平衡块 ;3调节杆在常规型或异相型抽油机的游梁尾部加装上Ｕ形槽挂轴座 ,在游梁底面加装调节杆座 ,再将驴头置于上止点 ,把平衡臂和平衡块…     

游梁平衡和复合平衡弯梁抽油机的性能分析

对游梁平衡和复合平衡2种平衡方式的弯梁抽油机的结构特点、性能以及动力计算等方面进行了对比分析。分析结果表明,这2种平衡方式的弯梁抽油机在同井况、同型号的情况下,游梁平衡抽油机比复合平衡抽油机的净扭矩最大值小6.5%;游梁平衡抽油机具有无曲柄平衡重、曲柄质量轻、节省钢材和造价低等特点,且在平衡效果和降低扭矩峰值方面好于复合平衡弯梁抽油机,更适合长庆油田低成本和低产量油井的使用与推广。     

游梁式抽油机的移动式游梁辅助平衡装置

游梁式抽油机的移动式游梁辅助平衡装置是在游梁上安装一个可移动的平衡块，通过抽油机连杆及辅助连杆（拉杆）带动平衡块沿游梁后臂往复运动，改变平衡块在游梁后臂上的位置，从而获得较好的平衡效呆。还对平衡机构的运动规律、平衡块受力及减速箱曲柄轴扭矩等进行了分析。理论计算及现场试验结果表明，该平衡装置具有降低曲柄轴扭矩峰值、减少曲柄轴扭矩波动及降低抽油机耗电等优点。     

游梁抽油机偏置复合平衡评价

以常规10型游梁抽油机实测工况为例,对抽油机偏置复合平衡的结构特点及曲柄净扭矩特性进行了评价,将游梁平衡重偏置一定角度,可在一定程度上改善抽油机扭矩特性的连杆等部件的受力状况,可用于在用旧抽油机的技术改造,当悬点负荷接近抽油机额定负荷时,曲柄平衡抽油机平衡效果受到曲柄平衡块回转半径的限制,各特性参数会负荷的增加而恶化,采用偏置平衡的方式可在一定牙改善抽油机在大负荷下的扭矩特性。     

常规式抽油机曲柄平衡偏置安装计算

根据抽油机平衡准则(3)——在每一转曲柄轴扭矩的均方差值最小的平衡准则,给出了常规式游梁抽油机曲柄平衡块偏置安装计算公式,并通过实例,分四种情况进行了计算,同时讨论了该四种情况下的平衡效果由好到差的顺序,也指出了在何种情况下需要平衡块偏置安装。文中给出的计算公式也可作为抽油机平衡改造设计的理论基础。     

功率法调整抽油机平衡方法初探

在抽油机管理中电流平衡率常用于判断抽油机是否平衡。实际上，电流平衡不能保证抽油机一定平衡，电流不平衡的抽油机也有可能是平衡的。抽油机功率曲线分析方法，在对抽油机的电耗测试以后，只需知道平衡块数目、重量及目前的位置三个参数，就能设计出平衡块的最佳安装位置，并能对调整后的电能参数、扭矩曲线及节能情况进行预测。     

抽油机曲柄自动调平衡系统的设计与实验研究

针对游梁式抽油机调平衡费时费力、精度不高等问题,设计了一种抽油机自动调平衡系统。文章详述了其核心部分曲柄自动调平衡机构的工作原理和具体结构,以曲柄扭矩均方根最小为准则推导了添加辅助平衡块后,平衡重半径的计算公式。通过可拆分式导电滑环,完成了动力和信号传输。设计了载荷模拟装置,在实验室完成了抽油机曲柄自动调平衡的相关试验。结果表明：曲柄自动调平衡机构结构紧凑、拆装方便,能够自锁,且能实时精准定位,平衡效果好。     

抽油机调平衡专用工具

用一个与抽油机曲柄齿条同型号齿型的齿轮一个，其内侧连接直径24毫米、长度为220毫米的短轴，短轴头部安装一个活动手摇柄，制作成抽油机调平衡专用工具。调平衡时，先将抽油机停在适当位置，按操作步骤卸松平衡块固定螺丝，卸下牙块、螺丝，安装上调整器，其齿轮与曲柄齿条啮合，操作者在机身内侧（变速箱上）摇动摇柄，     

基于SIMULINK的游梁抽油机曲柄扭矩分析

建立了抽油机曲柄扭矩的数学模型,考虑了游梁的不平衡重和游梁的惯性矩的影响,分析了游梁对高转差率抽油机和常规抽油机的影响规律.利用MATLAB软件中的动态仿真SIMU-LINK模块,建立了CYJY12-5-73HB型抽油机的仿真模型,实现了游梁不平衡重对抽油机曲柄扭矩的仿真研究.研究结果表明,游梁的不平衡重及其随驴头摆动的惯性矩对曲柄扭矩的影响很小.     

抽油机调平衡专用工具

用一个与抽油机曲柄齿条同型号齿型的齿轮一个,其内侧连接φ2 4mm、长度为2 2 0mm的短轴,短轴头部安装一个活动手摇柄,制作成一个抽油机调平衡专用工具。调平衡时,先将抽油机停在适当位置,按操作步骤卸松平衡块固定螺丝,卸下牙块、螺丝,安装上调整器,其齿轮与曲柄齿条啮合,操作者在机身内侧(变速箱上)摇动摇柄,带动齿轮旋转,利用齿轮与齿条运动产生的力传递,通过牙轮轴,推动平衡块向所需方向运行,移动到调平衡所需要的位置。抽油机调平衡专用工具@佘庆东     

折梁式抽油机的设计原理及评价

折梁式抽油机是由常规游梁抽油机衍生而来,它有一个后伸并下折的游梁,废弃了钢丝绳而增加了游梁平衡;由于平衡重的多块组合方式,使得平衡重很容易得到增减而方便平衡调节。文中分析了折梁式抽油机的设计基础,对平衡重、连杆力和净扭矩进行了分析与推导,将常规游梁平衡、纯曲柄平衡和曲柄游梁复合平衡与折梁式平衡进行了对比。分析认为,折梁式抽油机平衡效果好,节能显著,适应大型机小泵深抽作业,但杆油比小时,连杆力会产生     

常规抽油机节能改造新技术的研究和应用

为提高抽油机的电机利用率和功率因数，达到节能降耗的目的，常规游粱式抽油机改造的核心就是改变常规油粱式抽油机的平衡方式和合理改变曲柄配重的重量。实践证明常规抽油机实际功率利用率为30％～50％；两极平衡抽油机实际功率利用率为70％～80％，两极平衡抽油机其节能效果显著，提高常规抽油机的平衡效果和电机功率利用率是技术改造的核心所在。     

常规游梁式抽油机电流平衡调整方法研究

游梁式抽油机最佳的平衡方法是功率法,由于需要电动机功率分析仪,不便于现场实施,因此研究电流平衡法与功率平衡法的转化关系有重要意义.根据抽油机平衡原理建立动力学分析数学模型及电动机负载关系分析模型,确定了常规游梁式抽油机在功率平衡度为1的条件下,电流平衡度的最佳区间为0.65～0.75,同时在电流平衡法下研究了曲柄平衡重量化调整方法.现场试验表明:抽油机有功节电率可达1％以上,平衡重1次调整准确率100％.为电流法调整抽油机平衡提供了试验及理论依据.     

一种同轴二次曲柄平衡抽油机方案及性能分析

为了平抑电动机扭矩负荷曲线的波峰和波谷,减小配置电动机的额定功率,提高抽油机系统的工作效率,提出了一种同轴二次曲柄平衡游梁抽油机方案,在常规游梁抽油机一次曲柄平衡的基础上,增加一个同轴不同转速的二次曲柄平衡结构,不仅解决了二次平衡曲柄的安装空间问题,而且还能充分发挥二次平衡效果。对CYJ10-3—53HB型抽油机的计算表明,可以使输出轴峰值扭矩降低38％,节电33．7％。     

六杆游梁平衡抽油机

六杆游梁平衡抽油机是一种平衡方式为游梁平衡的抽油机。其主要结构是采用前置式曲柄驱动,游梁后部安装1对拉杆,带动安装在支架上的摆杆,摆杆末端安装平衡块。游梁摆动带动摆杆,使摆杆末端的平衡块重心相对于中轴位置发生变化,从而改变抽油机的平衡扭矩,达到改善平衡效果,提高电动机效率,节约能源的目的。该型抽油机节能效果好,结构简单、可靠性高,平衡块质量轻,维护简单方便,特别适合低冲次工况。     

游梁式抽油机改造成摆锤式复合平衡抽油机

介绍了将CYJY10—3—37HB异相型游梁式抽油机改造成CYJG10—3—37HB摆锤式复合平衡抽油机的设计方案和节能原理。即在常规抽油机的支架上增中1个小支架,小支架顶端连接1个摆杆,摆杆尾部安装平衡块,由于摆杆尾部装有滚轮,可使平衡块在游梁上滑动,实时改变平衡扭矩,降低曲柄扭矩峰值,使常规抽油机变成复合平衡节能抽油机。改造前后的测试结果表明,改造后抽油机平均节电20%。     

一般型的游梁式抽油机最优平衡计算

以异相式曲柄平衡抽油机为例,给出了一般型的游梁式曲柄平衡抽油机最优平衡计算公式,并给出了适用于常规式、前置式和异相式曲柄平衡抽油机最优平衡计算程序,且对现场检验平衡的方法做了初步讨论。