抽油机平衡测试方法的研究与改进

游梁式抽油机上、下冲程载荷的平衡与否对原油的生产至关重要。目前各油田测试抽油机平衡的主要判别方法是采用上、下冲程峰值电流的比值法,由于这种测试方法受各种因素制约,抽油机的平衡度改善效果较差,甚至出现抽油机能耗增大。据此,提出了一种可在实际中应用的计量抽油机上。下冲程电能的测试方法。这种方法能有效地测试抽油机的平衡度,测试调整平衡后,抽油机的平衡度平均达９２．５％,比调整平衡前节能１２．５％。     

数字化抽油机在安塞油田现场应用与实践

通过对现场应用的数字化抽油机进行数据控制平衡电机和变频器进行自动调平衡和冲次的调节,适当降低电机转速,减少冲次,使得抽油机始终在一个正常的平衡度范围内运行,从而通过数据的测试对比,使数字化抽油机能够在现场应用中减小故障率、提高正常工作时间、增加产液量,实现数字化抽油机的控制与优化。     

功率法抽油机井平衡分析仪的设计与应用

抽油机平衡的评价标准通常采用电流法。由于钳形电流表无法判断电流方向, 电流法会出现“假平衡”现象, 即误判抽油机为平衡状态。功率法测平衡能够不受电流方向干扰, 但测量计算较电流法复杂。为了方便现场应用功率法判断抽油机井的平衡状况, 开发了抽油机井功率法平衡分析仪。该仪器能够便捷地测量功率曲线, 计算分析平衡度, 并提出平衡调整建议。使用该平衡分析仪对抽油机井的平衡状况进行了测试, 并与电流法的同步测试结果进行了对比, 功率法较电流法能清晰地反映平衡变化情况,较准确地计算真实的平衡度, 可以避免因抽油机不平衡而造成不必要的设备损耗、耗电量增大、设备安全隐患等问题。     

太阳能储能自平衡抽油机

为解决油田游梁式抽油机长期处于不平衡状态且人工调整抽油机平衡度费时费力的问题,研发设计了自动调平衡抽油机。在常规游梁式抽油机尾部挂接一个尾游梁,尾游梁上有依靠太阳能储能驱动的游标式配重体,控制系统实时、自动检测抽油机平衡度并进行判断,应用无线控制的方式控制配重游标向前或向后移动,从而实现抽油机平衡度的自动调整。该产品具有环境适应能力强、安全平稳可靠、平衡度调节范围大、模块化与插接式设计、自动化程度高、组装维护方便、现场改造工作量小等技术特点,为油田提高现场管理水平和节能降耗起到积极的推动作用。     

盘式电机驱动自平衡游梁抽油机设计

针对常规游梁式抽油机的驱动系统效率提升空间有限,能耗整体偏高等问题,提出了盘式电机驱动自平衡游梁式抽油机的结构方案。采用盘式永磁电机直接驱动减速器,不需要皮带传动,从而提高地面系统效率; 利用永磁电机的变频调速特性,并结合游梁尾部设计的自动调平衡装置,形成了一套自平衡式抽油机控制方案。根据直驱抽油机对电机尺寸和效率的要求,对盘式电机结构进行优化设计,电机效率可达93.8%。提出 “粗精结合”的自平衡调节方案,以曲柄平衡调节为主、游梁自动平衡调节为辅,建立了根据功率平衡度自动调节平衡的控制策略,实现了抽油机无极调速。电机测试和抽油机现场试验表明:运行过程中盘式永磁电机性能稳定,带动抽油机整体运行平稳可靠,日耗电量下降19.5%,具有良好的节能效果。     

抽油机效率测试评价模拟装置的研制与应用

根据抽油系统的测试要求,建立了抽油机效率测试评价模拟装置。该装置能准确模拟并能人工调节生产井的工作状况,准确测试抽油井各项运行参数,能细分测试环节测试不同类型抽油机的各项运行参数,自动采集、分析数据,计算各环节运行效率,可以完全按照SY/T5266—1996的规定对抽油机性能进行测试评价。测试结果表明:调径变矩抽油机整体表现最好,地面效率最高;自变功率电动机的运行效率略高于Y系列电动机;影响抽油机效率的主要因素是抽油机的平衡度。该装置不仅能测试评价抽油机地面系统各环节的运行效率,在安装部分仪表后还可以模拟测试抽油系统井下部分的运行效率。     

抽油机系统节能措施分析

稠油井井况复杂多变，使抽油机系统效率偏低。通过对抽油机井系统能量的损失过程进行系统分析和数据对比、现场调整和对比测试，确定了合理调参、优化管杆组合、合理调整平衡度、合理选择抽油机的拖动设备、减少管杆摩擦损失等措施提高稠油井系统效率的可行性。现场应用结果表明，平均系统效率由18.7%提高到24.2%。     

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。     

抽油机平衡测试的新方法与典型实例分析

提出一种用抽油机上下冲程所耗电能来进行抽油机平衡测试的新方法。此方法严格地以抽油机平衡的定义为基础，综合考虑了反映抽油机平衡的各个基础，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，现场实验证明新方法完全克服了目前电流法所存在的虚假平衡问题。     

泵充满程度对抽油机平衡判断的影响

本文根据一口抽油机井的两种不同测试结果，分析了泵的充满程度对用电功率判断抽油机平衡的影响。指出了单独用电功率曲线判断抽油机平衡的不足，并提出了用电功率曲线结合示功图综合判断抽油机平衡的方法。     

抽油机平衡度实时测量技术

抽油机平衡度的好坏直接影响抽油机的寿命和电机的耗电量。准确地测量出抽油机的平衡度,及时调节抽油机的平衡,对抽油机安全生产、节能降耗有重要意义。提出一种基于示功仪和电能表的抽油机平衡度实时测量技术,该技术利用电能表实时采集抽油机的功率曲线,示功仪测量抽油机的冲次,采用GPRS无线传输,后台接收数据计算并分析平衡度,克服了电流法测量平衡度误差大的缺点,能够达到实时、准确监测抽油机的平衡状态的目的。该技术在胜利油田河口采油厂进行试验,取得了较好的效果。     

自平衡智能抽油机的研发及应用

针对游梁式抽油机不能随油井工况自动调整平衡度和冲次,且调整不方便,造成油田设备日常管理难度较大,不利于节能工作开展的现象,研发了一种自平衡智能抽油机。该抽油机在常规机的基础上设计了一套平衡调节装置和特制悬绳器,嵌入了传感器,配套了具有特殊功能的智能控制柜,具有油井功图和电参数的采集和传输,以及根据油井工况变化自动调抽油机平衡度和冲次的功能。现场应用结果表明,该自平衡智能抽油机具有装机功率低、自动化程度高、调参方便可靠的优点,自动优化模式与工频运行模式相比,平均吨液百米耗电量由1.559 kW·h下降到1.250 kW·h,降低19.7%;平均系统效率由18.07%提高到22.54%。     

链条式抽油机平衡度与能耗的关系探讨

链条式抽油机平衡度的大小将直接影响抽油机的能耗和工作状态。为了分析链条式抽油机的平衡度与能耗的定量关系,使链条式抽油机工作在最佳平衡状态,对链条式抽油机的平衡机构进行运动学和动力学建模,分析计算了链轮净转矩与链轮转过角度的函数关系式。建立了链条式抽油机的转矩曲线计算模型,提出了链条式抽油机平衡度及能耗的判据。通过平衡坐标分析能耗随平衡度的变化趋势及函数关系式。实例计算表明,欠平衡与过平衡状态下能耗的变化曲线基本关于完全平衡状态对称,完全平衡时链条式抽油机处于最佳节能状态,越接近平衡状态,能耗波动越小;并分析计算出链条式抽油机的最佳平衡区间。现场测试结果验证了理论计算的正确性。     

游梁式抽油机自动调平衡装置的设计及应用

针对抽油机平衡条件变差,要进行平衡的二次调节的问题,研制了一种游梁式抽油机自动调平衡装置,设计思路是将一平衡重放在游梁上,通过检测抽油机的功率变化来自动调节平衡重的位置而达到平衡。通过理论计算选取平衡重为0.5t,并用有限元方法对支架的安全性进行了分析。其由电气智能控制系统和机械系统两部分构成。将该装置应用到某油田的8口井,通过测试平均平衡度调节到了91.37%,平均综合节电率为9.37%,达到了预期的效果。     

调径变矩抽油机在长庆油田的应用

调径变矩抽油机是在前置式游梁抽油机的基础上采用新型平衡方案的一种节能型抽油机。根据该抽油机的结构特点和运动特征,推导出其悬点速度、加速度及曲柄扭矩等计算模型。利用该模型,对CYJ8-3—26HY型调径变矩抽油机与CYJ8—3—48B型常规游梁式抽油机在冲程3m、冲次5．5次·min^-1工况下的悬点速度、加速度及曲柄轴扭矩进行了模拟计算和对比。调径变矩抽油机与常规抽油机相比,具有速度变化平稳、悬点加速度相对较小、在相同的抽汲工况下峰值扭矩小、均方根扭矩小、且消除了负扭矩等特点,其平衡效果远好于常规抽油机,可有效地延长抽油机和驱动电机的寿命,其装配电机功率小于常规抽油机。同时介绍了调径变矩抽油机在现场采油中的应用情况。为检验调径变矩抽油机现场使用效果,对常规抽油机、复合平衡抽油机及调径变矩抽油机的使用参数进行了测试,认为该型抽油机节电效率高,具有推广使用价值。     

新型自平衡游梁式抽油机智能控制系统设计与开发

针对传统游梁式抽油机平衡调整困难、智能化水平低的问题,为提高平衡度达标率和电机实际工作效率,研发了基于STM32的自平衡游梁式抽油机智能控制系统。该系统整合了传统电流法、平均功率法等平衡度计算调整方法,提出了一种基于“最小功率”的平衡度自动调整方法,此方法可以满足现场不断变化工况的节能调整需求。系统PC端的监控软件可以实现数据展示、数据存储和命令发送等功能。该系统经现场测试,验证了系统数据采集的准确性和稳定性,且证实了该系统可以有效地实现自平衡游梁式抽油机的平衡自动调整,减小了抽油机机械系统的损耗。     

抽油机平衡测试新方法

目前油田所广泛使用的抽油机平衡测试方法在理论和实际操作上有着很大的缺陷，准确度较差，存在虚假平衡问题。据此，根据抽油机平衡的定义，首次提出了用测量抽油机上下冲程所耗电能的比值作为平衡率的新方法。该方法综合考虑了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，完全克服了原电流法存在的虚假平衡问题。现场应用表明，该测试方法和判定标准准确可靠，是抽油机平衡测试的理想方法。     

抽油机平衡度与能耗的关系

大庆油田采油九厂应用节能电机后,部分井平衡度不能调整到规定的范围内.针对影响机采管理指标的实际问题,根据标准井抽油机平衡度与能耗测试结果,运用数学和统计学的方法,开展小电流抽油机井平衡判定标准现场测试试验,摸索应用节能电机后,抽油机电流平衡度与能耗之间的关系.通过试验,归纳出平衡度与能耗的数学关系以及较小电流井的平衡标准,进而说明平衡度调整对节能降耗工作重要性.     

智能软件提高抽油机平衡工效——抽油机井智能调平衡技术的研究与应用

抽油机调平衡是机采基础管理的一项重要工作,抽油机是否平衡影响抽油机的平稳运行,同时也制约生产能耗,如何及时、快速、准确地调整抽油机平衡一直是我们攻坚的课题,而智能调平衡技术则以地面功图为基础,结合抽油机运动几何参数,应用实时动态仿真平衡调节系统,进行抽油机地面调平衡节能分析优化,给出设计方案,指导现场施工,使抽油机达到低能耗工作状态。     

抽油机自调微平衡装置的研制与应用

在油田开发过程中,针对游梁式抽油机调平衡存在的问题,研制了抽油机自调微平衡装置,该装置由导轨、调节结构、行走结构、锁紧装置、平衡结构、控制系统组成。该装置不需借助吊装设备即可完成微平衡的调节。现场试验和应用结果表明:抽油机的平均平衡度由64.1%提高到94.9%,节能效果良好。