韓冬（大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠）

抽油機(jī)極位夾角、旋向與能耗關(guān)系研究

韓冬（大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠）

通過對抽油機(jī)極位夾角、旋向與能耗關(guān)系理論的研究得出，抽油機(jī)反方向旋轉(zhuǎn)與正方向旋轉(zhuǎn)對比，上沖程懸點(diǎn)加速度下降，下沖程懸點(diǎn)加速度上升，抽油機(jī)上載荷下降，下載荷上升，導(dǎo)致交變載荷下降，實(shí)現(xiàn)了抽油機(jī)能耗下降?，F(xiàn)場測試表明，抽油機(jī)反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，抽油機(jī)懸點(diǎn)交變載荷、電動機(jī)能耗均小于正方向旋轉(zhuǎn)。

抽油機(jī) 極位夾角 旋向 能耗

大慶油田在用的抽油機(jī)主要為極位夾角為正的偏移四連桿機(jī)構(gòu)，使得抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)上沖程慢，下沖程快。以CY JY 10-4.2-53H B型抽油機(jī)4.2m沖程為例，極位夾角達(dá)到了12°，上沖程角度為192°，下沖程角度為168°，當(dāng)抽油機(jī)沖速為4 min-1時(shí)，全沖程時(shí)間為15s，上沖程時(shí)間為8s，下沖程時(shí)間為7s。

1 理論計(jì)算

抽油機(jī)運(yùn)動載荷計(jì)算簡化圖見圖1。

由圖1可以通過幾何關(guān)系得到下面數(shù)據(jù)：

可以得到矢量方程，并進(jìn)行一階求導(dǎo)，得到角速度方程：

式中：

ac——抽油機(jī)懸點(diǎn)加速度，m/s2；

對一階角速度方程進(jìn)一步求導(dǎo)得到加速度方程：

從曲線可以看出，抽油機(jī)反方向旋轉(zhuǎn)與正方向旋轉(zhuǎn)對比，上沖程懸點(diǎn)加速度最大值下降，下沖程懸點(diǎn)加速度最大值上升，由于加速度的影響，將會使抽油機(jī)上沖程載荷下降，下沖程最大載荷上升，交變載荷下降，抽油機(jī)能耗下降。

2 現(xiàn)場測試

為驗(yàn)證抽油機(jī)井正反轉(zhuǎn)對載荷、能耗的影響，選取6口機(jī)型為CY JY 10-4.2-53H B沖程為4.2m的抽油機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)的功圖、能耗測試，見表1。

表1 C Y J Y 10-4.2-53 H B型抽油機(jī)調(diào)整旋向?qū)Ρ缺?/p>

從測試結(jié)果可以得出，反轉(zhuǎn)與正轉(zhuǎn)對比，抽油機(jī)交變載荷下降3.84 k N，下降6.61%；有功功率下降1.26k W，下降6.19%。

對測試井1的功圖進(jìn)行對比，見圖3。

從圖3可以得出，反轉(zhuǎn)與正轉(zhuǎn)對比，抽油機(jī)懸點(diǎn)上載荷下降，下載荷上升，交變載荷下降，這是抽油機(jī)電動機(jī)能耗下降的根本原因。

3 結(jié)論

1）抽油機(jī)反方向旋轉(zhuǎn)與正方向旋轉(zhuǎn)對比，上沖程懸點(diǎn)加速度最大值下降，下沖程懸點(diǎn)加速度最大值上升，由于加速度的影響，將會使抽油機(jī)上沖程載荷下降，下沖程最大載荷上升，交變載荷下降，抽油機(jī)能耗下降。

2）現(xiàn)場測試6口井結(jié)果表明，抽油機(jī)反方向旋轉(zhuǎn)與正方向旋轉(zhuǎn)對比，抽油機(jī)懸點(diǎn)交變載荷下降3.84 k N，下降6.61%；有功功率下降1.26k W，下降6.19%。

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.03.004

韓冬，1999年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院，機(jī)械專業(yè)，工程師，從事機(jī)采管理工作，E-mail：handong02@sohu.com，地址：黑龍江省大慶市薩爾圖區(qū)中七路114號大慶油田第一采油廠工程技術(shù)大隊(duì)機(jī)采室，163001。

2011-12-12）