抽油机超越动平衡技术在锦州采油厂的应用

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摘 要：针对锦州采油厂抽油机井在运行过程出现的系统的运动惯性的动态不平衡状态，采取的抽油机超越动平衡技术，减轻井下液体脉动震荡对流动阻力的影响，使抽油机可以自动地适应井下阻力的变化，处于动态的平衡状态，达到节能降耗的作用，根据措施后油井综合电能的测试结果，7口井的平均有用功节电率为：23.55%；平均综合节电率：24.28%；7口井投资是20万元，若以有功节约电费计算投资回收期1.74年；若以综合节约电费计算投资回收期为1.8年。

关键词：锦州采油厂 超越动平衡 技术原理 现场应用 效果评价

游梁式抽油机目前仍是锦州采油厂占主导地位的机械采油设备。目前常规的抽油机采用三相异步交流电机驱动。一方面由于上下冲程驴头负荷呈正弦曲线变化，造成抽油机实际行程中大部分处于不平衡状态，无用功增加，系统效率下降，耗电量增加，另一方面，由于其往复式举升的工作方式，加剧地面驴头与抽油泵阀不同步的现象，加大了泵的脉动性，影响了抽油机井整体系统效率。通过采用抽油机超越动平衡技术，使抽油机的的动力和负荷达到自适应平衡状态。安装了该设备的抽油机可以充分利用系统的运动惯性，保持系统的动态平衡.

一、抽油机动态平衡技术原理

抽油机超越动平衡技术是在不改变抽油机原有工作制度、不改变其井下人工举升设备的条件下，达到提高机采系统效率的有效技术手段。依赖机械原理将具有磁力复位的多棘轮棘爪构成的飞轮系统—超越离合器加装在订制的电机皮带轮上，完成抽油机的超越动平衡改造。抽油机超越动平衡技术可以使原双向动力传动系统变为单向动力传动，不平衡负荷不再反拖电机发电，进而提高电机和皮带的传动效率；

二、节能增产机理讨论

是依托具有磁力复位的多棘爪式棘轮构成的飞轮系统——离合器，按照抽油机的运转特性加装在订制的电机端皮带轮上，使抽油机的电机驱动（主动部分）与减速箱、平衡块（从动部分）之间自动地脱开和无冲击的啮合连接。通过脱开时平衡块与抽油杆柱的超越，形成机电系统的瞬间脱离（电机空载），并自动地适应油井载荷和平衡块之间的实时变化，达到抽油机动态平衡的目的，最终实现抽油机的节能、增产——提高机采效率。

三、现场实施效果分析

经局监测中心，对锦州采油厂7口井中的4口井通过局监测中心测试后，与原工况相比，在考虑产液量变化的情况下，4口井平均有用功节电率为：23.55%；平均无用功节电率为：37.71%；平均综合节电率为：24.28%；平均系统效率提高5.27个百分点。

四、经济效益分析

该项目经过实测后，根据综合电能的测试结果，实施7口井的平均有用功节电率为：23.55%；平均综合节电率24.28%；开井时率按300天计算，电费0.53元/KW？h计算，则：7口井投资是20万元，若以有功节约电费计算投资回收期1.74年；若以综合节约电费计算投资回收期为1.8年。此外，通过超冲次作用离合器自动地适应了油井的平衡，改变了油井工况和柱塞泵的抽汲状态，使油井泵效得到提高。在节电基础上，相同工况下，有三口井明显增产，平均三口井累计日净增油5t/d。

五、结论及认识

通过7口井的现场试验证明，该技术投资回收期短，投入产出比高，说明抽油机超越动态平衡技术是比较成熟的、高效的，有着继续推广应用的潜力。

安装超越动平衡技术有助于系统传动效率的提高。同时，抽油机自身的动力传动特性与井下管组、泵、混相液体和地层能量等因素相互作用，使得超越离合器的功效不能简单地等同于节能，它对系统的最终目标有着积极的作用，现场试验和理论分析都证明：抽油机安装超越离合器有显著的节能和增产效果。

措施井前后测试数据对比表

措施井前后工作参数对比表

作者简介：孙立军（1968年4月），男（汉族），工程师，1991年毕业辽油职工大学，采油工程专业，2004年1月毕业于华东石油大学。已从事油田井下工具的研究与应用21年，现锦州采油厂，工艺研究所采油室，主要从事井下工具和油井举升的研究与应用。