抽油机平衡的原理

结论：为了使抽油机平衡，在下冲程中需要储存的能 量或上冲程中需要释放的能量应该是悬点载荷在上下冲程 中所做功之和的一半。
2.平衡系统达到平衡所需要的平衡功 当只考虑静载荷做功时，悬点在上冲程中 做的功为：
Au = (Wr ′ + W L ′) s
下冲程做的功为：
Ad = Wr ′s
则由前式得理论上需要的平衡功为：
游梁式抽油机的平衡
一、 抽油机平衡的原理
（一） 不平衡原因
上下冲程中悬点载荷不同，造成电动机在上、下冲 程中所做的功不相等。
（二）不平衡造成的后果
①上冲程中电动机承受着极大的负荷，下冲程中抽 油机带着电动机运转，造成功率的浪费，降低电动机的 效率和寿命； ②由于负荷极不均匀，会使抽油机发生激烈振动， 而影响抽油装置的寿命。 ③破坏曲柄旋转速度的均匀性，影响抽油杆和泵正 常工作。
p
=
N
p
Nr
2.油井效率－－是有效功率与光杆功率之比，主要表 达了抽油泵工作状况的好坏及功率利用情况。即悬点做的功， 除了提升液体做有效功外，还要克服井下摩擦、杆柱振动、 漏失等机械损失、水力损失和容积损失做无效功。
ηH =
NH Np
3 抽油机井系统效率－－为本抽油机井输出功率与 输入功率之比，表达了该抽油机井的总体效益和能量的 综合利用情况。
四、抽油机井的系统效率
抽油机井的系统效率是抽油机井做的有用功率与输入功 率的比值，这个值越高，抽油机井的效益越好。
(一)抽油机井的有用功率
有用功率或称有效功率，也称为水力功率NH, 是指在一 定时间内，将一定量的液体提升一定的距离所需要的功率：
HP
H
=
QLg 86400
=
Q l ρ l Lg η 86400
ηt =
NH Nr
复合平衡
Hale Waihona Puke 三、抽油机平衡测量与调整利用 “上、下冲程电流峰值相等”来检测抽油机 的平衡情况。测电动机上、下冲程的电流峰值u I
I u ＞I
I u＜I
d
和d I
平衡不足 平衡过重
d
在两个电流中有一个小的，一个大的，若 I小 / I 大 ≥ 0.8 时就认为是平衡了，否则就要重新计算平衡半径或平 衡重，重新调整平衡。
Aw = Au + Ad W′ = (Wr ′ + l ) s 2 2
二、抽油机平衡计算
游梁式抽油机的机械平衡方式 游梁平衡：游梁尾部加平衡重 机械平衡 曲柄平衡(旋转平衡)：平衡块加在曲柄上 复合平衡(混合平衡)：游梁尾部和曲柄上 都有平衡重。
1.游梁平衡方式计算
达到平衡所需要的游梁平衡块重:
′ ′ W1 a Wb = (Wr + ) X uc 2 c
(三) 平衡原理：
1.平衡条件 在抽油机游梁后端加一重 物，在下冲程中电机和下冲程 的悬点载荷一起对重物做功， 把重物升高储存位能 Aw
Aw = Ad + Amd
则得到电机在下冲程中做的功为：
Amd = Aw Ad
1.平衡条件 在上冲程中平衡系统放出 能量，帮助电机对悬点做功：
Au = Aw + Amu
(二)光杆功率
光杆功率即是抽油机悬点载荷做功的功率，是提升液体 和克服井下消耗所需要的功率。可用示功图的面积计算：
N
p
=
AsnC 600 l
由于计算示功图麻烦，常近似地按理论静载荷计算悬点 做功：
N
p
=
W l ′ sn 6 × 10 4
(三)抽油机井的效率
1.抽油机的效率－－是光杆功率与电动机功率之比， 它表达了抽油机工作状况好坏及功率利用程度。 η
则得电机在上冲程中做的功为：
Amu = Au AW
1.平衡条件 在下冲程中把能量储存起来，在上冲程中利用储存的 能量来帮助电动机做功，从而使电动机在上下冲程中都做 相等的正功。
下冲程： Amd = Aw Ad 上冲程：
Amu = Au Aw
Aw =
平衡条件：
Amd = Amu
Au + Ad 2
游梁平衡
2.曲柄平衡方式计算
平衡半径公式：
W ′ a r X W R = Wr′ + l r ub Rc c Wcb Wcb 2 b Wcb
曲柄平衡
3.复合平衡方式计算
平衡半径公式：
R = (Wr ′ + Wl ′ s RW cr ) c c ( X uc + Wb ) 2 2Wcb Wcb bWcb