黄伯棠
【摘 要】根据游梁式抽油机曲柄平衡基本原理,导出了控制平衡重块的一种简易算法.以CYJ12-4.8-73HB型抽油机为例,利用驴头悬点上、下冲程测得的电流和SG7示功诊断仪测得示功图中的参数,计算并调整了曲柄平衡重块的位置.该方法计算简单,便于现场应用.电热丝打火机
【期刊名称】《长江大学学报（自然版）理工卷》
【年(卷),期】2004(001)002
【总页数】2页(P7-8)
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【关键词】游梁式抽油机;曲柄;平衡块;控制;示功图;算法未载入sso模块
【作 者】黄伯棠
【作者单位】长江大学机械工程学院,湖北,荆州,434023
【正文语种】中 文
【中图分类】TE933.102
滑步机在游梁式抽油机的机械平衡方式中，按照平衡重块安装的位置不同，分为游梁平衡、曲柄平衡和复合平衡3种。从目前各油田所使用的大型游梁式抽油机来看，大部分采用的是曲柄平衡装置，即在曲柄上安装平衡重块。现在的问题是，平衡重块的位置不是一成不变的，那么如何对它进行控制。文献[1～3]提供的控制方法比较复杂，难以据此调整好平衡重块位置。为此，笔者从游梁式抽油机曲柄平衡的基本原理出发，提出一种控制平衡重块的简易算法。
1 算法推导
游梁式抽油机采用曲柄平衡时，在悬点下冲程，要把平衡重块从低处抬到高处，增加它的位能，除了依靠抽油杆下落所释放的位能外，还要电动机付出部分能量，从而消除了下冲程时电动机接受能量的现象；在悬点上冲程，平衡重块由高处落下，释放位能，帮助电动机提升抽油杆柱和液柱，这就减少了电动机上冲程时所需要付出的能量。如果平衡重块选
择合适，可使得电动机上冲程时输出的能量等于下冲程时输出的能量，则上、下冲程时电动机所做的功相等。
游梁式抽油机起初所加曲柄平衡重块的大小和安装位置，是根据上、下冲程时电动机所做的功相等这一原理进行设计计算的。设I上max和I下min分别为驴头悬点上冲程和下冲程时用钳形电流表测得的最大、最小电流值，此时电动机电流值与减速箱曲柄轴扭矩间存在正比关系。因此，在抽油机平衡时，曲柄轴的最大扭矩值Mmax为：
Mmax=β(I上max+I下min)/2
(1)
式中，β为修正系数。为了使抽油机运行达到平衡，曲柄轴平衡重块上附加的平衡扭矩Mbal应为：
Mbal=β(I上max-I下min)/2
(2)
由式(1)，(2)得：
Mbal=Mmax(I上max-I下min)/(I上max+I下min)
(3)
平衡重块在曲柄上的位置刻度，就是离曲柄中心的距离，则有：
Mbal=AGbal
(4)
式中，A为曲柄平衡重块在目前位置应该移动的距离，m；Gbal为用来进行调节的曲柄平衡重块的总重量，N。于是由式(3)，(4)可以计算出A值：
A=Mbal/Gbal=(Mmax/Gbal)(I上max-I下min)/(I上max+I下min)
(5)
式中，Mmax可由拉玛扎诺夫经验公式[4]计算得出：
Mmax=S[300+0.236(Nmax-Nmin)]
(6)
式中，S为实测驴头冲程长度，m；Nmax，Nmin分别为驴头悬点最大、最小载荷，N，可由SG7示功仪直接测得。将式(6)代入式(5)，则得到平衡重块离曲柄中心应该移动的距离：
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A=(S/Gbal)[300+0.236(Nmax-Nmin)](I上max-I下min)/(I上max+I下min)
(7)
2 实例分析
以CYJ12-4.8-73HB型游梁式抽油机为例。起初设计1块曲柄平衡重块的重量为1.45t。该抽油机运行一段时间后，由SG7示功仪测得驴头悬点最大载荷Nmax=118.94kN，最小载荷Nmin=49.15kN；实测驴头冲程长度S=4.70m；同时，由钳形电流表测得驴头悬点上冲程最大电流值I上max=90A，下冲程最小电流值I下min=80A。
该抽油机起初设定有4块平衡重块，如果只调节2块平衡重块以满足运行要求，则应该移动
的距离为：
A=[4.70/(2×1.45×104)][300+0.236(118.94-49.15)](90-80)/(90+80)≈0.16(m)
也就是说，将其中2块平衡重块由目前位置同时移离曲柄中心0.16m，即可达到运行平衡。
如果要同时移动4块平衡重块，按上述计算，应移离曲柄中心0.16/2=0.08(m)，即可达到运行平衡。同理可以得出调节1块或3块平衡重块的计算结果。
上述例子说的是Mbal >0的情形。如果Mbal<0，则I上max<I下min，表明平衡重块应从当时位置向曲柄轴中心移动，此时的算法与上述完全相同。mvr蒸发浓缩
由此可见该算法简易，便于现场应用。现场应用时，要定时检查驴头悬点的最大、最小载荷和悬点上冲程最大电流值、下冲程最小电流值。如果发现这些数值有较大变化，则表明抽油机产量发生了变化。此时应按上述算法，及时调节曲柄平衡重块的位置，以恢复抽油机的正常运行；如果不及时调节曲柄平衡重块的位置，就会影响抽油机的正常工作，造成减产和能耗增加，甚至出现抽油机运行安全事故。
[参考文献]
[1]金仁贤，周永霞.以测量电机功率利用率为基础调节游梁式抽油机的平衡[J].国外石油机械，1996，7(2)：57～62.
[2]巨军让.游梁式抽油机平衡度检测仪的研制[J].传感器世界，2003，9(10)：11～14.
[3]魏振国.井口示功图对曲柄平衡常规游梁式抽油机平衡度判定与调整方法[J].内江科技，2004，(3)：57，55.
[4]王鸿勋，张琅.采油工艺原理[M].北京：石油工业出版社，1989.
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