游梁式抽油机调平衡操作
游梁式抽油机平衡调整技术研究
游梁式抽油机平衡调整技术研究【摘要】游梁式抽油机的平衡方式是通过调整平衡块来消减抽油机上下冲程的负载差异，抽油机平衡状况直接影响抽油机四连杆机构、减速箱和电机的效率与寿命，对抽油机的工作状况亦影响很大。
目前大庆油田广泛应用电流法调整平衡，当电流平衡比在85%-100%之间为平衡，但通过现场测试，电流平衡井耗电并非最低，而且现场平衡调整只能定性调整操作。
为此开展抽油机平衡调整技术研究，通过理论研究和现场试验，确定抽油机最佳节能范围，编制平衡调整程序，定量实施现场平衡调整，提高游梁式抽油机平衡调整管理水平，提高工作效率、系统效率，降低举升单耗。
【关键词】游梁式抽油机平衡调整技术研究1 游梁式抽油机平衡调整标准大庆油田游梁式抽油机现场平衡标准执行企业标准sy-t5044-2003《游梁式抽油机》中8.1.3抽油机平衡中平衡电流法，平衡计算根据d.1.1的b项原则，即上、下冲程中减速器曲柄的最大净扭矩相等。
而在现场测试过程中发现，电流平衡井耗电并非最低。
如根据该标准8.1.3抽油机平衡中平均功率法，平衡计算根据d.1.1中的a项原则使上、下冲程电动机做功相等，现场测试结果相比电流平衡井耗电低。
根据企业标准qsy1233-2009《游梁式抽油机平衡及操作规范》中3.1抽油机的平衡状态指减速器扭矩均方根值最小的状态，平衡计算原则根据5.1中，抽油机的平衡按syt5044-2003中的均方根扭矩最小法则或上、下冲程中最大扭矩相等的法则确定。
通过平衡调整，使平衡扭矩拟合悬点载荷扭矩的镜像，从而减少减速器扭矩的波动，使减速器的扭矩最小化。
平衡调整应优先保证减速器扭矩的峰值不超过减速器额定扭矩，在此基础上尽量使减速器扭矩的均方根值最小。
2 游梁式抽油机平衡调整技术理论研究ηηη=？—电动机轴到曲柄轴的传动效率。
从上面的分析可以看出，抽油机平衡的关键是对减速器曲柄轴扭矩进行平衡，使得减速器曲柄轴均方根扭矩达到最小，但是另一方面应当满足抽油机上、下冲程电机做功相等的平衡原则。
游梁式抽油机说明书教材
4、基础上平面标高，应注意抽油机悬绳器最低点到抽油机底面距离，满足冲程长度的要求。
5、在基础周围培土，保持应有的坡度，防止基础周围积水。
（二）安装
1、将底座放在基础上，使其底座纵向中心线与基础纵向中心线重合。沿基础中心线移动底座，使其前地脚螺栓孔中心到井口的距离符合基础图尺寸要求。
2、停机后，全部螺栓再次紧固。检查减速器各密封处有无渗、漏油，检查各运动副处的发热情况。
3、上述检查合格后，即可投入正常工作。工作24小时和两周时，须各再次紧固各连接螺栓。对曲柄销螺母、平衡块连接螺栓，地脚螺栓尤应注意。
（六）安装注意事项
1、必须满足安装中各项技术要求。
2、设备出厂时，各外露加工面均做过防腐处理，暂不使用的表面请保留防护层，使用表面应清洗后装配。
53
73
73
73
73
89
89
电
动
机
功 率kW①
45
45
45
55
55
55
55
75
转 速r/min
980
980
740
740
740
740
740
740
结构不平衡重kN
1.59
-0.5
3.35
4.97
1.2
0.6
1.2
0.6
胶带型号及规格
1×5ZV15J-6350
1×5ZV15J-5880
1×5ZV15J-7100
刹车安全装置是为抽油机安装和停机作业时的绝对安全而设置的，停机作业后除刹车刹死外，还应用刹车安全钩将刹车轮锁死。
第四节抽油机的平衡、扭矩与功率计算【精选】
游梁式抽油机的平衡一、抽油机平衡原理（一）抽油机不平衡的原因：抽油机在工作过程中悬点承受的是不对称的脉动载荷，上冲程载荷很大，下冲程载荷较小，这样就会造成上冲程电动机做功很大，下冲程电机做负功，即悬点拉着电机旋转。
因此也就会造成抽油机不平衡。
（二）抽油机不平衡的危害：抽油机运转不平衡，影响电机的工作效率，使电机的功率因数降低，加大电机的功率损耗，减小电机的寿命；抽油机运转不平衡会使抽油机发生振动，严重时会造成翻抽油机的恶性事故，影响抽油机的寿命。
因此抽油机必须利用平衡装置调节达到运转平衡。
（三）平衡原理 1．平衡原则及平衡条件 抽油机达到平衡的原则是：（1）电动机在上下冲程中做功相等； （2）上、下冲程中电机的电流峰值相等； （3）上、下冲程中的曲柄轴峰值扭矩相等。
抽油平衡原理，如图3-31所示：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w A ：,md d w A A A +=则得到电机在下冲程中做的功为：d w m d A A A -=式中 w A —— 下冲程中悬点载荷和电机对平衡系统做的功，即平衡系统储存的能量；d A —— 悬点在下冲程中做的功； md A —— 电机在下冲程中做的功。
在上冲程中平衡系统放出能量，帮助电机对悬点做功： m u w u A A A += 则得电机在上冲程中做的功为：W u m u A A A -= 式中 u A —— 悬点在上冲程中做的功；mu A —— 电机在上冲程中做的功。
根据第一条平衡原则： md mu A A = 即w u d w A A A A -=-可得到平衡系统在下冲程中应储存的能量为：2du w A A A +=（3-50） 上式说明抽油机的平衡条件为：平衡系统下冲程中储存的能量要等于悬点在上、下冲程中做功之和的一半。
2．平衡系统要达到平衡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：s W W A L r u )('+'=；下冲程做的功为：s W A r d '=。
游梁式抽油机功率法调平衡及其应用
从上述分析可知!要想电动机扭矩载荷和电流均方根值最小! 只需保证曲柄扭矩的均方根值最小即可
抽油机平衡判别方法 抽油机电机上冲程与下冲程对外做功相等 想要保障抽油机电机在进行上冲程和下冲程过程中做功相 等的原则就要将下冲程过程中平衡物储存的能量和上冲程过程 中抽油杆释放的能量进行分析和计算 上冲程过程中平衡物释放 的能量和电机所做的功一定要和提升抽油杆和液柱所做的功相 等 下冲程过程中电机做功和抽油杆下降过程中所做的功相加 一定要和平衡物储存的能量相等 上冲程做功和下冲程做功根 据平衡准则影响相等使用电能法将实际示功图产生的面积进行 计算 悬点上冲程与下冲程中减速器曲柄轴峰值扭矩相等 目前该准则在我国的各大油田都得到了广泛的应用电机输 入电流和功率与抽油机减速器的曲柄扭矩成正比两者之间的变
周期内减速器曲柄轴的均方根扭矩最小 我们在实际的测量过程中 对于曲柄的扭矩测量比较难因 此曲柄轴扭矩曲线一般都是通过悬点示功图和抽油机结构尺寸 进行计算得出通过计算进行抽油机的平衡调整工作想要使用 该方法进行计算的前提是要了解和掌握抽油机的结构尺寸和平 衡物质量我国能够生产抽油机的厂家非常多每个厂家生产的 抽油机结构和尺寸参数都存在一定差异因此采用该方法就会收 到一定的限制 三种平衡准则对比 目前这三种平衡准则的优势和缺点并没有统一的标准进行 衡量但是通过我们的实地研究和分析发现曲柄轴均方根扭矩 对电极功率能量的消耗影响比较小减速器的使用寿命受到曲柄 的峰值扭矩和福扭矩的影响所以抽油机的平衡效果要进行综合 的考虑采用第二条准则进行抽油机平衡调整时曲柄峰值扭矩 比较小但是负扭矩值却比较大 采用第三条准则进行抽油机平 衡调整时曲柄轴峰值扭矩较大但是负扭矩值较小第一条准则 介于以上两者之间 根据以上的研究和分析发现第二条准则从对抽油机减速器 曲柄轴扭矩峰值降低方面考虑比较适用 第三条准则从对抽油 机能耗降低的角度考虑比较适用 应用效果评价分析 游梁式抽油机功率平衡技术在延长油田的现场应用! 取得了 较好的试验效果 与常规电流法调平衡相比! 具有以下几方面优 势 ', 抽 油 机 功 率 调 平 衡 技 术 能 较 好 地 解 决 抽 油 机 在 生 产 运 行 过程中存在的不平衡和效率低等问题- 提高了抽油机系统的整体 工作效率-节能效果显著 %, 设备振动减少-噪音降低 抽油机应用功率 法 调 平 衡 后-电 动机和减速箱的振动及噪音明显下降- 有效降低了电机及减速箱 的磨损-减少了设备振动-降低了噪音 &, 较大程度延长了抽油机设备的使用寿命 如果抽油机平衡 度不合格-在抽油机运行过程中会产生较大的冲击电流-对电动机 的使用寿命造成了严重的影响 参考文献 .#/游 梁 式 抽 油 机 自 动 调 平 衡 机 构 设 计 与 分 析 .0/1 董 平 -杨 勇 红 -王 庆 新 1科 学 技 术 与 工 程 1%)'23&&,1 .%/抽 油 机 自 动 平 衡 模 块 设 计 与 分 析.0/1 钟 功 祥-蒋 林-吕 志 忠张 洋 1机 械 设 计 与 制 造 1%)'24)(,5 .&/游梁式抽油机功率法平衡调整技术研究与应用.0/5 卢成国5 石 油 石 化 节 能 5%)'64)7,1 作者单位延长油田股份有限公司
抽油机调平衡
抽油机调平衡抽油机调平衡一、报告，几号选手报道，请求检查工具，二、检查完毕，请求开始。
三、测电流：检查电流表钳口清洁闭合良好，带绝缘手套测量。
选择最大量程，检查电流表归零；由大到小选择合适档位，（档位转换要电流表脱离导线后再调，电流表钳口不得碰线，并且要垂直居中)检查电流表归零，测电流，电流表水平，被测导线与电流表垂直居中。
测量后关闭电流表四、计算平衡率：B=I下/I上*100% h=(1-B)*100（h小于100时向曲柄末端移动，大于100时向轴心移动），报告，调前平衡率为多少，不平衡（或平衡），需向轴向（或末端）调整多少厘米，下步操作请指示。
五、停抽①检查试电笔完好，试电笔检测配电箱外壳不带电，侧身按停止按钮停抽，拉紧刹车，检查刹车各部位连接可靠，刹车锁块在行程的1/2-2/3之间，侧身拉闸断电断开空气开关，关好门，记录停抽时间，挂警示牌，插上刹车锁六、移动平衡块到预定位置：①清理曲柄面的污物②测量预调距离，画好标记③卸掉锁块固定螺栓拿掉锁块，卸松平衡块固定螺栓及螺母，先低后高卸螺帽，不能卸掉螺母以防滑脱发生事故④检查平衡块移动前方无人，侧身使用摇把将平衡块移至标记位置，插上锁块，校正平衡块⑤先高后低的紧螺帽，对锁块螺栓和固定螺栓涂抹黄油进行保养（各紧固螺丝涂油防腐）七、启抽①检查抽油机周围无故障物，拔出安全销摘掉警示牌，松刹车，控制曲柄转速两次，验电侧身合闸送电，利用惯性启抽，关好配电箱门②检查平衡块螺丝紧固无松动八、检查调整情况①二次测电流（选择合适档位，检查电流表归零）②检测抽油机是否平衡，计算另一组平衡块调整距离（报告，调后平衡率为多少，仍不平衡（或平衡），如需调整，另一组平衡块需向轴向（末端）调整多少厘米）九、收拾工具，擦拭工具，将相关数据填入报表，报告，操作完毕。
红字是要说出来的话，绿字是要注意的事项。
游梁式抽油机说明书
一、
抽油机用于油层能量不足以自喷的油井，作为有杆抽油的地面采油设备。
常规型游梁式抽油机具有结构简单，使用可靠，操作维护方便和能在恶劣自然条件下长期工作等特点，所以在油田开采中得到广泛的应用。
常规机型号为：CYJ×—×—×
异相型游梁式抽油机是在常规型游梁式抽油机的基础上，对四杆机构进行优化设计，使其上冲程时间长于下冲程时间，曲柄平衡重重心偏离曲柄对称中心线一个角度τ。在合适的工况下比常规型游梁式抽油机有提高机—泵效率，降低能耗的特点，异相型游梁式抽油机仍保持了常规机结构简单，使用可靠，操作维护方便等特点。
注：我厂产品在生产过程中，可能进行局部的改进，因此可能出现说明书与交付产品不尽一致之处。
四、安装与调整
（一）基础
1、基础的方位应考虑当地的主导风向，应避免井中漏气、漏液被风吹向抽油机和原动机。同时，还应考虑到井场条件，保证抽油机安装后有足够的空间，便于修井作业。
2、基础必须座落在硬土层和非冻土层以下10～20厘米处。
（三）抽油机安装时各螺栓预紧扭矩参数表
螺栓直径（mm）
M16
M20
M24
M27
M30
M36
M42
扳手扭矩（N.m）
78
156
274
405
539
950
1626
（四）空运转
除平衡块外，其余部件均安装好，检查就绪后，按润滑部位要求加注润滑油，然后进行空运转。
1、点动电机使曲柄旋转1—2周，观察运动部件有无摩擦碰撞。
2、停机后，全部螺栓再次紧固。检查减速器各密封处有无渗、漏油，检查各运动副处的发热情况。
3、上述检查合格后，即可投入正常工作。工作24小时和两周时，须各再次紧固各连接螺栓。对曲柄销螺母、平衡块连接螺栓，地脚螺栓尤应注意。
第四节抽油机的平衡、扭矩与功率计算
游梁式抽油机的平衡一、抽油机平衡原理(一)抽油机不平衡的原因：抽油机在工作过程中悬点承受的是不对称的脉动载荷，上冲程载荷很大，下冲程载荷较小，这样就会造成上冲程电动机做功很大，下冲程电机做负功，即悬点拉着电机旋转。
因此也就会造成抽油机不平衡。
(二)抽油机不平衡的危害：抽油机运转不平衡，影响电机的工作效率，使电机的功率因数降低，加大电机的功率损耗，减小电机的寿命；抽油机运转不平衡会使抽油机发生振动，严重时会造成翻抽油机的恶性事故，影响抽油机的寿命。
因此抽油机必须利用平衡装置调节达到运转平衡。
(三)平衡原理1平衡原则及平衡条件抽油机达到平衡的原则是：(1)电动机在上下冲程中做功相等；(2)上、下冲程中电机的电流峰值相等；(3)上、下冲程中的曲柄轴峰值扭矩相等。
抽油平衡原理，如图3-31所示：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代:则得到电机在下冲程中做的功为： A md = A w - A d)s (3-51)式中 A w ――下冲程中悬点载荷和电机对平衡系统做的功， 即平衡系统储存的 能量；A d 悬点在下冲程中做的功；A md ——电机在下冲程中做的功。
在上冲程中平衡系统放出能量，帮助电机对悬点做功:mu则得电机在上冲程中做的功为： A^ =代-A W 式中 A u ——悬点在上冲程中做的功;A mu ——电机在上冲程中做的功根据第一条平衡原则:即 A w ~ Ad = A u ~ Aw可得到平衡系统在下冲程中应储存的能量为:上式说明抽油机的平衡条件为：平衡系统下冲程中储存的能量要等于悬点在 上、下冲程中做功之和的一半。
2 •平衡系统要达到平衡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：代二（W 「W L ）S ;下冲程做的功为：Ai =W r s则由（3- 50）得理论上需要的平衡功为:A u A d (3-50)=A w A W 2.址)亠2 2W cb R c W cW cbrX ubW cb(3-53)、游梁式抽油机的机械平衡计算1 •游梁平衡方式计算游梁平衡：是将平衡重装在游梁后端；适用于小型抽油机，如图3-31所示＜在下冲程中悬点向下运动了s(m)，而平衡重W b升高的距离s c为：cs c s，a储存的能量或称实际产生的平衡功为：cA w sW ba要达到平衡，实际产生的平衡功应等于需要的平衡功，即：c . WSWb= (W r L)Sa 2可得游梁平衡重为：W^-(W/ W L)c 2如果抽油机本身不平衡，设游梁后臂比前臂重X uc，相当于平衡重，则平衡重就可减小，这时游梁平衡重为：W b 二旦(W r 吐)-X uc (3-52)c 22.曲柄平衡方式计算曲柄平衡:是指平衡重装在曲柄上，适用于大型抽油机。
调整游梁式抽油机冲程
第二章调整游梁式抽油机冲程学习目标调整游梁式抽油机冲程是一项要求高、操作程序严格、劳动强度大的生产技能，是体现技师综合能力的操作内容；通过本节的学习，使操作者能够正确进行调整游梁式抽油机冲程操作。
一、准备工作1．落实设备，组织人员(1)吊车(8～10t 1台即可)或导链(3t)1副。
(2)4～5名素质合格的操作者。
(3)安全帽、劳保着装。
2．准备工具、用具专用冕型螺母套筒(1 10mm或95mm或75mm)1个，5 kg大锤1把，铜棒1个，1000mm 撬杠2根，200mm手钳1把，砂纸2张，管钳850mm、600mm各1把，375mm、300mm 扳手各1把，200mm中、平锉各1把，光杆方卡子(22mm或25mm)2个，钢丝吊套(用吊车可准备1个，用人工导链要2个)，10m长棕绳1根，钳型电流表1块，绝缘手套1副。
二、操作步骤1．核实生产参数并检查操作设备装置情况(1)核实生产参数和机型数据：查抽油机铭牌冲程数据以及结构不平衡重(即抽油机驴头不受负荷，曲柄销子拔出曲柄孔时，要保持游梁水平，需在驴头附加外力的大小，如这个外力向上则为负值，反之为正值)，还有该井实际的冲程大小，要调的冲程值，原防冲距的大小，调后需预计调整的防冲距大小。
(2)检查皮带的松紧：不合适要及时调整。
(3)检查调整刹车：使之灵活好用。
2．停机卸负荷首先在停机前要先试一下刹车，确定是否好用，然后指定专人(有经验的)操作停机，第一次把抽油机停到接近下死点，刹住车，在井口密封盒上打紧光杆方卡子，再松刹车，同时点启(即启动抽油机待刚运转时，就再次按停止按钮)抽油机，此时驴头绳辫子松了，证实卸掉了悬点负荷(此时曲柄的位置与连杆重合向上为最好)，刹住刹车，断开空气开关。
3．锁定游梁(实际是扶住)(1)指挥吊车在井场就位，伸起吊杆(梁)架，放下吊钩，如图9—2—1所示，指派专人爬上游梁挂好吊绳，系在前臂上，缓慢启动吊车吊绳(大钩)，待大钩刚好受力(非重力)时为止，待游梁上的人下来后就可开始卸曲柄销子螺帽操作了。