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1、一、 抽油机平衡的原理 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。功不相等。 （1 1）上冲程中电动机承受着极大的负荷，下冲程中抽油机带）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；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 2）由于负荷极不均匀，会使抽油机发生激烈振动，而影响）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。抽油装置的寿命。 （3 3）破坏曲柄旋转速度的均匀性，影响抽油杆和泵正常工作。）破坏曲柄旋转速度的均匀性
2、，影响抽油杆和泵正常工作。 （一） 不平衡原因 （二）不平衡造成的后果1.平衡的基本原理 无论何种平衡方式，其平衡无论何种平衡方式，其平衡的基本原理都一样，即下冲程时的基本原理都一样，即下冲程时把抽油杆柱下落释放出的能量和把抽油杆柱下落释放出的能量和电动机输出的能量一起储存在平电动机输出的能量一起储存在平衡系统中，到上冲程时原平衡系衡系统中，到上冲程时原平衡系统中储存的能量与电动输出的能统中储存的能量与电动输出的能量一起对抽油机悬点做功。量一起对抽油机悬点做功。(三) 平衡原理2.平衡的基本条件 抽油机平衡的基本条件是电动机上下冲程过程中所做的功相抽油机平衡的基本条件是电动机上下冲程过程中所做
3、的功相等，即等，即mdAmuA3.平衡的基本依据 由平衡的基本原理得到下冲程由平衡的基本原理得到下冲程过程中平衡系统储存的位能过程中平衡系统储存的位能 应应满足：满足： wAmdAdAwA 则得到电机在下冲程中做的功则得到电机在下冲程中做的功为：为： dAwAmdA在上冲程中平衡系统放出能量，帮助电机对悬点做功：在上冲程中平衡系统放出能量，帮助电机对悬点做功：muAwAuA则得电机在上冲程中做的功为：则得电机在上冲程中做的功为： WAuAmuA 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
4、等的正功。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。 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。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。下冲程：下冲程：dwmdAAA上冲程：上冲程：wumuAAA平衡条件：平衡条件：mdmuAA2duwAAA4.平衡系统达到平衡所需要的平衡功sWWALru)(sWArdsWWAAAlrduw)2(2当只考虑静载荷做功时，悬点在上冲程中做的功为：当只考虑静载荷做功时，悬点在上冲程中做的功为：下冲程做的
5、功为：下冲程做的功为：则由前式得理论上需要的则由前式得理论上需要的平衡功为平衡功为：游梁式抽油机的机械平衡方式游梁式抽油机的机械平衡方式复合平衡复合平衡( (混合平衡混合平衡) )：游梁尾部和曲柄上都有平衡重。游梁尾部和曲柄上都有平衡重。机械机械平衡平衡游梁平衡：游梁平衡：游梁尾部加平衡重游梁尾部加平衡重曲柄平衡曲柄平衡( (旋转平衡旋转平衡) )：平衡块加在曲柄上平衡块加在曲柄上二、抽油机机械平衡计算气动气动平衡平衡(1) (1) 气包内的气体压缩与膨胀气包内的气体压缩与膨胀(2) (2) 多用于大型抽油机；多用于大型抽油机；(3) (3) 节约钢材；节约钢材；(4) (4) 改善抽油机受力
6、状况；改善抽油机受力状况；(5) (5) 加工质量要求高加工质量要求高( (如气包的密封性等如气包的密封性等) )。2.曲柄平衡方式计算平衡半径公式：平衡半径公式：cbWcWcRcbWubXrcbWrbalWrWR23.复合平衡方式计算cbbWcrbWubXcbWcWcRcbWslWrWR)(2)2(平衡半径公式：平衡半径公式：ucXcaWrWbW)21(1.游梁平衡方式计算达到平衡所需要的游梁平衡块重：达到平衡所需要的游梁平衡块重：游梁平衡游梁平衡曲柄平衡曲柄平衡复合平衡复合平衡三、抽油机平衡测量与调整 利用利用 “ “上、下冲程电流峰值相等上、下冲程电流峰值相等”来检测抽油机的平衡情来检测
7、抽油机的平衡情况。测电动机上、下冲程的电流峰值况。测电动机上、下冲程的电流峰值 和和uIdIdIuIdIuI平衡不足平衡不足 平衡过重平衡过重 在两个电流中有一个小的，一个大的，若在两个电流中有一个小的，一个大的，若 时时就认为是平衡了，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。整平衡。8 . 0/大小II1、测量上、下冲程中的电流法2、测量驴头上、下冲程的时间法平衡重偏重时：平衡重偏重时： 驴头总是停在上死点，曲柄指向下方，且上冲程的速度大于驴头总是停在上死点，曲柄指向下方，且上冲程的速度大于下冲程的速度；下冲程的速度；平衡重偏轻
8、时：平衡重偏轻时： 驴头总是停在下死点，曲柄指向上方，且上冲程的速度小于驴头总是停在下死点，曲柄指向上方，且上冲程的速度小于下冲程的速度；下冲程的速度；平衡较好时：平衡较好时： 突然停止运转时，驴头和曲柄可以停在任何位置，上下冲程突然停止运转时，驴头和曲柄可以停在任何位置，上下冲程的时间相近。的时间相近。 当平衡效果不符合要求当平衡效果不符合要求，需要通过调节平衡重和曲柄平衡半，需要通过调节平衡重和曲柄平衡半径来重新调节平衡。径来重新调节平衡。86400LgllQHN 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，是抽油机井做的有用功率与输入功率的比值，这个值越高
9、，抽油机井的效益越好。这个值越高，抽油机井的效益越好。 有用功率或称有效功率，也称为水力功率有用功率或称有效功率，也称为水力功率 N NH H ，是指在一定时间内，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：将一定量的液体提升一定的距离所需要的功率：四、抽油机井的系统效率(一)抽油机井的有用功率 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：井下消耗所需要的功率。可用示功图的面积计算：lAsnCpN600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：由于计算示功图麻
10、烦，常近似地按理论静载荷计算悬点做功：4106 snlWpN(二)光杆功率 光杆功率与电动机功率之比光杆功率与电动机功率之比 ，它表达了抽油机工作，它表达了抽油机工作状况好坏及功率利用程度。状况好坏及功率利用程度。rNpNp 1.抽油机的效率 有效功率与光杆功率之比有效功率与光杆功率之比 ，主要表达了抽油泵工作，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。和容积损失做无效功。pNHNH 2.油井效率 本抽油机井输出功率与输入功率之比本抽油机井输出功率与输入功率之比 ，表达了该抽油，表达了该抽油机井的总体效益和能量的综合利用情况。机井的总体效益和能量的综合利用情况。rNHNt 3.抽油机井系统效率(三)抽油机井的效率