騰曉峰 張乃亮

（1.大慶油田有限責(zé)任公司采氣分公司；2.大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

目前喇嘛甸油田抽油機(jī)井普遍采用電流法進(jìn)行平衡調(diào)整，該方法具有設(shè)備簡單、測試方便等特點(diǎn)，但存在不能判斷因負(fù)功引起的虛假平衡、平衡塊調(diào)整量憑經(jīng)驗(yàn)，不能一次性準(zhǔn)確調(diào)整到位等缺點(diǎn)。因此為提高抽油機(jī)井的平衡度，延長減速器、電動(dòng)機(jī)及皮帶的使用壽命，降低抽油機(jī)井電能消耗，現(xiàn)場開展了抽油機(jī)井功率平衡調(diào)整技術(shù)的試驗(yàn)及應(yīng)用工作，功率平衡技術(shù)有效解決了因負(fù)功導(dǎo)致的假平衡問題，實(shí)現(xiàn)了游梁式抽油機(jī)的平衡，降低了電能消耗、減少了皮帶的磨損。

1 現(xiàn)狀及問題

現(xiàn)場對(duì)77口游梁式抽油機(jī)井應(yīng)用電流法進(jìn)行了平衡比測試，并測試記錄了電流、有功功率的運(yùn)行曲線，見圖1。測試數(shù)據(jù)表明，約有41口井不同程度地存在負(fù)功功率，占比53.2%，其中有20口井因負(fù)功功率的影響出現(xiàn)假平衡。例：L2-B3720，電流法平衡度為86%，而功率法平衡度僅為17%，從圖1測試曲線可以看出該油井存在較大的負(fù)功功率，最大負(fù)功達(dá)-6.89 kW。

分析認(rèn)為，由于游梁式抽油機(jī)載荷變化屬于交變載荷，對(duì)平衡度要求很高，否則將會(huì)出現(xiàn)倒發(fā)電現(xiàn)象，由于電流數(shù)值無正負(fù)之分，不能準(zhǔn)確地判斷是否處于平衡狀態(tài)。

2 功率平衡技術(shù)

2.1 功率平衡技術(shù)原理

圖1 電流與有功功率運(yùn)行曲線

抽油機(jī)井功率法平衡調(diào)整技術(shù)，采用上、下沖程平均功率比值的方法[1]，消除了負(fù)功和空載電流的影響，避免了虛假功率現(xiàn)象，提高了平衡的準(zhǔn)確性，有利于抽油機(jī)井在合理狀態(tài)下運(yùn)行。其次是平衡塊的調(diào)整采用力矩計(jì)算方法[2]，可以方便快捷、準(zhǔn)確一次調(diào)整到位。

2.2 功率平衡度計(jì)算

功率平衡度為抽油機(jī)的上、下沖程平均功率之比，以較大值為分母[3]，用小數(shù)表示，計(jì)算公式如下：

2.3 功率平衡度合理范圍確定

為確定功率平衡度的合理范圍，現(xiàn)場對(duì)613口抽油機(jī)井進(jìn)行了電流法平衡測試，功率平衡法平衡測試以及功率、電流運(yùn)行曲線的測試。經(jīng)對(duì)比分析，負(fù)功功率對(duì)抽油機(jī)平衡度影響很大。如圖2所示，當(dāng)負(fù)功功率值大于平均輸入功率50%時(shí)，功率平衡度均小于50%，而電流平衡度則無規(guī)律可循，大小不一。

圖2 負(fù)功功率與輸入功率比值與電流平衡度、功率平衡度的關(guān)系

當(dāng)負(fù)功功率值小于平均輸入功率的50%時(shí)，則電流平衡度、功率平衡度隨負(fù)功功率與平均輸入功率比值的減小而增加，此時(shí)電流平衡度隨功率平衡度增加而增加，如圖3所示。根據(jù)電流法與能耗的測試數(shù)據(jù)知，電流平衡度85%～110%[5-6]，抽油機(jī)能耗最小，見圖4。因此，若使電流平衡度大于85%以上，則功率平衡度大于50%均可滿足要求。

圖3 負(fù)功功率與輸入功率比值與電流平衡度、功率平衡度的關(guān)系

現(xiàn)場對(duì)15口抽油機(jī)井進(jìn)行了功率平衡調(diào)整試驗(yàn)，測試數(shù)據(jù)表明功率平衡度大于50%時(shí)，負(fù)功功率大幅度降低，且隨負(fù)功功率的降低，功率平衡度、電流平衡度均大幅度提高，同時(shí)電動(dòng)機(jī)輸入功率也明顯降低。因此根據(jù)以上試驗(yàn)及測試數(shù)據(jù)分析知，功率平衡度在50%～100%較為合理。

圖4 輸入功率與電流平衡度的關(guān)系

3 現(xiàn)場應(yīng)用情況

現(xiàn)場累計(jì)對(duì)40口抽油機(jī)井實(shí)施了功率平衡技術(shù)（表1）。措施后平均單井有功功率下降0.36 kW，有功節(jié)電率達(dá)4.5%，功率平衡率由措施前的41.78%提高至85.83%，提高了44.05%。

表1 抽油機(jī)井功率平衡技術(shù)措施前后效果統(tǒng)計(jì)

4 應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

4.1 減速緩沖降低峰值電流

根據(jù)措施后油井運(yùn)行的峰值電流可以看出，平均單井峰值電流由平衡調(diào)整前的51.82 A下降至44.46 A，下降了7.36 A，下降率達(dá)14.2%。

4.2 消減負(fù)功功率

根據(jù)現(xiàn)場測試應(yīng)用情況可以看出，部分井電流平衡率大于85%，符合抽油機(jī)井平衡要求，但是由于電流值沒有正負(fù)之分，實(shí)際上這部分井存在負(fù)功功率是不平衡的，如L2-B3720，電流平衡率為86%，而功率平衡率僅為17%。如圖5所示，功率平衡技術(shù)實(shí)施后，該井負(fù)功功率基本消除，運(yùn)行功率波動(dòng)降低。

圖5 措施前后運(yùn)行峰值電流對(duì)比

4.3 節(jié)能效果

現(xiàn)場對(duì)40口抽油機(jī)井實(shí)施了功率平衡技術(shù)。措施后平均單井運(yùn)行電流由38.4 A，下降至34.5 A，下降了10.2%；平均單井有功功率下降0.36 kW，實(shí)現(xiàn)年節(jié)電12.44×104kWh，節(jié)約電費(fèi)8.45萬元。其次是皮帶磨損大大降低，使用壽命由60天延長至90天。

5 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

1）抽油機(jī)井功率平衡技術(shù)解決了負(fù)功功率造成虛假平衡無法判定的問題，從而確保抽油機(jī)井在良好的平衡狀態(tài)下高效運(yùn)行。

2）抽油機(jī)井功率平衡技術(shù)對(duì)降低運(yùn)行峰值電流也具有一定作用，可有效降低機(jī)械設(shè)備沖擊，延長皮帶使用壽命。

克拉瑪依油田風(fēng)城采油作業(yè)區(qū)

3）抽油機(jī)井功率平衡技術(shù)可有效消減負(fù)功功率，并具有較好的節(jié)能效果。