浅析影响抽油机不平衡因素及平衡调整

赵 丽，周 松，李 强

（1.河南油田油服中心工程维修大队采油维修1队，河南南阳 473132；2.河南油田采油一厂江河采油管理区，河南南阳 473132；3.中国石化河南油田分公司采油气技术服务中心，河南南阳 473132）

浅析影响抽油机不平衡因素及平衡调整

赵 丽1，周 松2，李 强3

（1.河南油田油服中心工程维修大队采油维修1队，河南南阳 473132；2.河南油田采油一厂江河采油管理区，河南南阳 473132；3.中国石化河南油田分公司采油气技术服务中心，河南南阳 473132）

在游梁式抽油机的工作过程中，抽油机驴头悬点承受着交变载荷，当交变载荷变化不均匀，引起电动机在上下冲程中所作的功不相等，势必造成抽油机在上下冲程中的不平衡。而抽油机平衡与否直接影响其效能，为了提高抽油机系统效率，要及时调整平衡，减少电机无功功率。抽油机在调平衡前要充分考虑到影响抽油机不平衡的因素，主要从地面设备问题、井下工况问题两方面着手，先分析井下工况问题，如杆管之间摩擦的改变，含水量改变，沉没度的升降等，排除完井下故障，再针对平衡配重不合理，电动机匹配不合理等问题，进行抽油机平衡调整，确保在同一工作制度下，通过对抽油机进行平衡调整，电动机上下冲程做功相等，从而提高系统效率达到节能目的。

抽油机；不平衡因素；交变载荷；井下工况；平衡配重；平衡调整

1 抽油机井不平衡原因

当游梁式抽油机工作时，抽油机驴头悬点承受着交变载荷。上冲程时，驴头悬点主要承受抽油杆柱和液柱的重量，在抽油机未进行平衡的条件下，电动机做有用功，使驴头上行。下冲程时，驴头悬点只承受抽油杆柱在液体中的重量，需要克服液体浮力，这时电动机做负功，这就造成抽油机在上、下冲程中出现不平衡现象，我们把这种现象，即作功不相等称为抽油机的不平衡。

2 抽油机不平衡影响因素分析

影响抽油机不平衡的因素，主要从地面设备问题、井下工况问题两方面着手，先分析井下工况问题，排除完井下故障，再进行抽油机平衡调整。结合现场实际分析认为主要有以下六个方面的影响因素：

1）由于地质条件和开采因素影响，导致油井液量、含水量、压力、动液面等资料发生变化，油井生产参数不匹配时就会产生抽油机不平衡，即使通过机械平衡调整达到平衡，但不能动态跟踪调整，运行过程中依然会产生不平衡，使抽油机的系统效率过低。

2）油井结蜡严重，增加了液流阻力，液体摩擦引起摩擦载荷影响抽油设备的正常工作。生产中采用井口套管加药，但由于存在加药制度不完善，加药周期执行不到位等因素，导致油井易结蜡、结垢，增加抽油机载荷。

3）油井出砂使地面和井下设备磨蚀，砂卡，增加了抽油机上下冲程运行载荷，严重的甚至泵卡死，冲砂检泵维修工作量剧增。

4）抽油机井在检泵作业前后其动液面、产液量、泵效、生产参数等情况都会发生一定变化，抽油机上下行程电流变化也会很大，由于打破了抽油机原有的平衡，若上下冲程电流差异大，抽油机井在作业后启抽时甚至启动不起来。

5）抽油机改变工作制度，原有的抽油机平衡被破坏，如抽油机冲程、冲次发生变化，电动机所做的功会变化，其电流在上下行程中也变化，抽油机上下行程的载荷也会随之发生变化。尤其是在调大参数后，对电动机的上下行程的电流影响更明显。

6）抽油机是在变负荷条件下运行，曲柄轴上的扭矩在整个工作过程中是变化的，且只在上下冲程的某个瞬间达到最大值，为了克服抽油机较大的启动转矩，必须选择大功率电机，导致大马拉小车，使电机在大部分时间内不能满载工作，其效率和功率因数都不高，电能利用不充分。

3 采取的对策

1）做好油井工况分析，通过油井出液情况、泵效、电流、示功图等资料的对比分析，若是断脱、漏失等井下故障，无需调整抽油机的平衡，待油井正常生产时再采取措施。

2）油井结蜡，需完善热洗加药管理制度，严格执行加药周期，减少蜡沉积问题。

3）油井出砂，需制定合理的油井工作制度，在保证油井正常生产前提下控制生产压差，减小流体对油层砂岩的冲刷力。采用合理防砂工艺如机械防砂、化学防砂等来保障油藏正常生产。

4）对油井检泵、调参后生产情况进行密切跟踪，及时进行参数前后对比，发现抽油机原有平衡破坏，需要在24h 内调整抽油机平衡，等井下恢复平稳时，根据需要再重新调整抽油机的平衡。

5）抽油机在变负荷条件下，不仅要根据计算出的电动机功率选择电动机，还应注意电动机的转数与皮带轮直径和冲次的配合，以及电动机的超载能力和启动特性。

2016年4 月双河油田集中调整不平衡井12口，平衡率上升15.4%，平均单井日节电16kW ·h。例如 ：某油井同一工作制度下，平衡率提高 19.0%，有功功率下降 2.11kW，日节电50.69kW·h。通过对比，该井进行平衡调整后，达到节能目的。

4 结束语

经多次实践和研究表明：抽油机平衡率控制在85%～115%，电能利用率最合理。抽油机在调平衡前要充分考虑到影响抽油机不平衡的因素，主要从地面设备问题、井下工况问题两方面着手，先分析井下工况问题，排除完井下故障，再针对平衡配重不合理，电动机匹配不合理等问题，我们应用电流法判断出抽油机平衡率，根据曲柄平衡重的调节简易公式计算调整距离，并采用抽油机游梁复合平衡技术加以调整，以达到最终的节能目的。

[1] 张琪 .采油工程原理与设计 [M].中国石油大学出版社，2006.

[2] 颜廷虎 .浅析井下杆管泵等因素对抽油机电流不平衡的影响 [J].科技与企业，2013，（20）：363-363.

Analysis on Factors Influencing Unbalance of Pumping Unit and Balance Adjustment

Zhao Li，Zhou Song，Li Qiang

During the working process of the beam pumping unit，the hanging head of the pumping unit is subjected to the alternating load.When the alternating load is not uniform，the work done by the motor in the upper and lower stroke is not equal，The imbalance of the engine in the up and down stroke.The pumping unit balance directly affects its performance，in order to improve the eff i ciency of the pumping unit system，we have to adjust the balance in time to reduce the motor reactive power.Pumping machine in the balance before the balance to take full account of the factors that affect the pumping unit imbalance，mainly from the ground equipment problems，downhole conditions to start two aspects of the fi rst analysis of underground conditions，such as friction between the rod changes，Water content changes，sinking degree of lifting，etc.，to eliminate the completion of the fault，and then for the balance weight unreasonable，the motor match unreasonable and other issues，and then pumping unit balance adjustment to ensure that the same working system，To balance the adjustment，the motor up and down the stroke to do the same work，so as to improve the eff i ciency of the system to achieve energy saving purposes.

pumping unit；unbalance factor；alternating load ；downhole conditions ；balanced weight；balance adjustment

TE933

：B

：1003–6490（2017）07–0066–02

2017–05–22

赵丽（1978—），女，河南南阳人，技师，主要从事采油技师工作。