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抽油机平衡调整计算实例

[ 发布人:本站┋发布时间:2007-08-11 13:13:30┋阅读:1次 ]

        下图是2003年5月27日12时44分在华北油田某厂永清工区A41-6井上,使用PMTS1.0抽油机系统效率测试仪测试的抽油机电能参数曲线及电能参数表。曲线从抽油机的下死点开始测试,前半部分为上行程,后半部分为下行程。从曲线上看,上行程的功率明显示高于下行程,从电能参数表也能看出这一点,上行程的平均功率为13.9kW,下行程的平均功率只有4.4kW,这说明抽油机井明显不平衡,需要进行平衡调整。为此使用PMTS2.5抽油机井系统效率测试及分析软件进行平衡分析。
        该井的抽油机为YCYJ10-5-48HB型,最大冲程为5米,冲次为5.1次,最多可以安装8个平衡块,平衡块的宽度约为0.4m,平衡块移到最外侧时,重心位置到到曲柄轴心的距离是2.15m,平衡块移到最内侧时,重心位置到到曲柄轴心的距离是0.2m。
        目前该井安装了4个平衡块,2个12kN平衡块位于最外侧(其重心位置到曲柄轴心的距离是2.15m),2个8kN平衡块的重心位置到曲柄轴心的距离是2.10m。该井的平衡如何进行计算和调整?下面列出几种不同的方法,供大家今后在实际工作中参考。
        方法一:软件要求输入平衡块的重量G、块数N、和当前重心位置L,这里平衡块的重量G取平均值,当前位置L取加权平均值。

则:N = 4
       G = (12×2 + 8×2) ÷ 4 = 10 (kN)
       L = (2.15×12 + 2.1×8) ÷ (12 + 8) = 2.13 (m)

在输入上述数据后,则系统自动分析提出的平衡建议是:增加2个平衡块,使用平衡块总数为6个,重心位置1.62米。
这里要求增加两个10kN平衡块,使总的最大平衡力矩Tsum达到:

             Tsum = 6×10×1.62 = 97.2 (kN·m)
目前已安装的4个平衡块的最大平衡力矩Tnow为:
       Tnow = 2×12×2.15+2×8×2.1 = 85.2 (kN.m)
        如果不移动现有的4个平衡块,则另外增加的2个平衡块需要提供12kN.m的平衡力矩才能达到要求。如果使用10kN平衡块,则重心位置在L=12÷2÷10 = 0.6m处。同理可得:如果使用8kN的平衡块,重心位置在0.75m;如果使用12kN的平衡块,重心位置应在0.5m处。这种计算方法由于还要采用手工计算3块平衡块各自的相对位置,因此较为麻烦。
        方法二:我们采用另外一种角度来考虑问题,即把不准备移动的平衡块和曲柄的作为一个整体看待。如果我们准备调整8kN的平衡块,就可以把12kN平衡块和曲柄作为一个整体,或者说它就是曲柄的一部分。
这样的话,平衡分析的参数就变成了:N = 2,..G = 8kN,….L=2.1m
输入上述数据,则系统自动分析提出的平衡建议是:增加2个平衡块,使平衡块总数为4个,重心位置1.43米。总的平衡力矩T = 12×2.15×2 + 8×1.43×4 = 97.36 (kN)
        方法三:类似于方法二,把8KN平衡块和曲柄作为一个整体看待。
这样的话,平衡分析的参数就变成了:N = 2,..G = 12kN,….L=2.15m
输入上述数据,则系统自动分析提出的平衡建议是:增加2个平衡块,使平衡块总数为4个,重心位置1.33米。总的平衡力矩T = 8×2.1×2 + 12×1.33×4 = 97.44 (kN)
       方法四: 如果想使调整工作量最小,那么现有的8kN和12kN的平衡块都不必移动。这是只需把12kN平衡块、8kN平衡块和曲柄三者看作为一个整体就可以了。这时如果想增加2块8kN的平衡块,可以认为这2块8kN的平衡块已安装在位置为0的地方。
这样的话,平衡分析的参数就变成了:N = 2,..G = 8kN,….L= 0m
输入上述数据,则系统自动分析提出的平衡建议是:平衡块外移0.76m,移到0.76m处。总的平衡力矩T = 8×2.1×2 + 12×2.15×2 + 8×0.76×2=97.36 (kN)
       方法五: 如同方法四,使调整工作量最小,不想移动现有的8kN和12kN的平衡块,只增加2块12kN的平衡块。
这样的话,平衡分析的参数就变成了:N = 2,..G = 12kN,….L= 0m
输入上述数据,则系统自动分析提出的平衡建议是:平衡块外移0.51m,移到0.51m处。
总的平衡力矩T = 8×2.1×2 + 12×2.15×2 + 12×0.51×2=97.44 (kN)
       方法六:这是对方法四的一种补充和完善。有些油田部门要求相同的平衡块放在一起,比如说增加的8kN平衡块要和原来的8kN平衡块放在一起,这时该如何计算呢?这时可以采用将12kN平衡块内移的方法来实现
方法四计算出的结果是将新增加的8kN平衡块放在0.76m处,实际上放在原来的8kN平衡块的内侧,重心位置在1.75m处。因为要保持总的平衡为矩不变,所以12kN平衡块的内移距离△X可以根据如下方程来计算。

                 8 kN × (1.75m - 0.76m) = 12kN × (2.15 - △X)

解得: △X=0.66m,即:L=2.15-0.66=1.49米。
       方法七:和方法六一样,要求相同的平衡块放在一起,比如说增加的8kN平衡块要和原来的8kN平衡块放在一起,如果不想移动12kN的平衡块,这时该如何计算8kN平衡块的平均重心位置呢?
这时可以将12kN平衡块与曲柄视为一体,想象另外2个8kN的平衡已安装在0m处,那么4个8kN平衡块的平均重心L=(2.1 + 0)÷ 2 = 1.05m处。
平衡分析的参数就变成了:N = 4,..G = 8kN,….L=1.05m
输入上述数据,则系统自动分析提出的平衡建议是:外移平衡块0.38m,移到1.43米。这时只要同一侧的8kN平衡块的接缝对在1.43m处就可以了。
重心位置在1.43m?怎么这么熟?仔细一看,这就是方法二的结果,只是平衡分析的输入参数不同罢了。
A41-6井最后采用的是方法六的结果,在2003年6月17日下午进行了平衡调整,下图是调整后重测的电力参数曲线及电能数据。从中可以看出,经过调整,上下冲程的平均功率均为9.2kW,达到了理想的平衡。
 

 

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