抽油機(jī)游碼式平衡調(diào)整裝置研究與應(yīng)用

郭文川

(中油遼河油田公司金馬油田開發(fā)公司，遼寧盤錦 124010)

黃沙坨油田地處遼寧省臺(tái)安縣黃沙坨鎮(zhèn)東北約3公里處，構(gòu)造位置屬于遼河盆地東部凹陷中段鐵匠爐構(gòu)造西側(cè)，南部與歐利坨子油田接壤。構(gòu)造位置屬于遼河盆地東部凹陷中段黃沙坨構(gòu)造帶，主體含油部位為沙河街組沙三下段，巖性為粗面巖。含油井段介于2750－3300m之間，屬于受構(gòu)造及巖性雙重因素控制的邊底水塊狀裂縫性粗面巖油藏。油藏成因:主要是在深成條件下，經(jīng)過構(gòu)造作用和溶蝕作用等因素形成的(多數(shù)火山巖、變質(zhì)巖油藏儲(chǔ)層是經(jīng)過風(fēng)化淋濾等表生作用形成的)。黃沙坨油田地質(zhì)儲(chǔ)量為2744×104t，在國(guó)內(nèi)火山巖油藏中儲(chǔ)量規(guī)模位于第三位，黃沙坨油田于2000年投入開發(fā)，截止目前，已累計(jì)生產(chǎn)原油144.44×104t，采出程度5.3%。

1.黃沙坨油田抽油機(jī)井平衡現(xiàn)狀

黃沙坨油田2000年投入開發(fā)，2005年6月轉(zhuǎn)入注水開發(fā)，截止目前，共有油井62口，注水井16口，其中:油井開井42口，日產(chǎn)液475m3，日產(chǎn)油65m3，日產(chǎn)水410m3，綜合含水86.3%。

抽油機(jī)平衡分氣動(dòng)平衡和機(jī)械平衡兩種方式，在機(jī)械平衡中，按照平衡裝置安裝的位置不同，分為游梁平衡、曲柄平衡和復(fù)合平衡3種。黃沙坨油田使用的抽油機(jī)均為12型游梁式抽油機(jī)，采用的平衡方式均為曲柄平衡。由于油井的供液能力較差，油井動(dòng)液面大多在1500米以上，因此下泵深度在1800米以下，造成了抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷較大，使得抽油機(jī)把平衡塊調(diào)到末端仍不能滿足抽油機(jī)平衡度在0.8－1.1之間，此種原因造成的不平衡油井有10口，油田抽油機(jī)平衡率為71.4%，遠(yuǎn)低于指標(biāo)90%。不平衡的油井抽油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，部分油井電動(dòng)機(jī)上行電流在100－120A之間，超過電機(jī)額定電流，極易燒毀電動(dòng)機(jī)。抽油機(jī)不平衡造成負(fù)荷極不均勻，會(huì)使抽油機(jī)發(fā)生激烈震動(dòng)，影響抽油裝置的壽命，破壞了曲柄旋轉(zhuǎn)速度的均勻性，從而影響抽油桿和泵的正常工作。且抽油機(jī)平衡塊已無調(diào)整空間，抽油機(jī)平衡率無法達(dá)標(biāo)，故需要額外增加抽油機(jī)平衡重，改善抽油機(jī)平衡狀況，降低電機(jī)電流，確保設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.游碼式平衡調(diào)整裝置的研究

抽油機(jī)游碼式游梁平衡調(diào)整裝置是在抽油機(jī)游梁尾部調(diào)節(jié)游梁平衡配重和中軸之間的距離從而改變平衡力臂，使游梁式抽油機(jī)達(dá)到理想平衡的裝置。針對(duì)游梁式抽油機(jī)上行電流較大，前后載荷不平衡的現(xiàn)象進(jìn)行針對(duì)式調(diào)節(jié)，使游梁式抽油機(jī)達(dá)到最大節(jié)能功效(見圖1 所示)。該裝置安裝方便，對(duì)抽油機(jī)自身改動(dòng)少，只需要在原游梁上焊接擋板、墊塊，并在游梁尾部開孔，使用安全銷軸即可穩(wěn)固游碼式游梁平衡調(diào)整裝置，安全可靠，適合各種型號(hào)的游梁式抽油機(jī)改造。

圖1 游碼式平衡調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)示意圖

2.1 工作原理

電機(jī)工作帶動(dòng)減速器驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，通過游碼式配重內(nèi)浮動(dòng)螺母帶動(dòng)游碼式配重在掛梁自鎖軌道上運(yùn)動(dòng)，游碼式配重在位置1 與位置2 間移動(dòng)改變平衡力臂調(diào)整平衡，從而使抽油機(jī)達(dá)到理想可靠平衡效果。游碼式配重在絲桿不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與掛梁通過自鎖裝置鎖死，安全可靠。

2.2 性能和特點(diǎn)

1.平衡力矩范圍大，使用機(jī)型廣，平衡力矩范圍4kN·m～16kN·m。

2.可減小抽油機(jī)減速器峰值扭矩，降低電機(jī)機(jī)座號(hào)。

3.可減小尾軸、連桿、曲柄銷軸受力，延長(zhǎng)受力件和軸承使用壽命。

4.方便調(diào)整平衡，只需操作控制箱按鈕便可在線調(diào)整抽油機(jī)平衡，簡(jiǎn)潔、精確、方便、省時(shí)省力確保油井產(chǎn)量。

2.3 使用方法

1.本產(chǎn)品安裝后可根據(jù)井況變化通過電機(jī)上下行運(yùn)行電流進(jìn)行配重游碼位置調(diào)節(jié)，使抽油機(jī)始終保持電機(jī)上下行電流趨于平衡狀態(tài)實(shí)現(xiàn)節(jié)能最大化。

2.游碼調(diào)節(jié)方便，通過控制箱控制電機(jī)帶動(dòng)絲杠調(diào)節(jié)游碼位置，只需按動(dòng)上下行按鈕即可調(diào)節(jié)，調(diào)到平衡位置后在需要時(shí)需鎖緊限位角鋼(加強(qiáng)游碼的安全穩(wěn)定性)。

3.游碼式平衡調(diào)整裝置現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

2012年4月首先在小12－20 井安裝了游碼式游梁平衡調(diào)整裝置進(jìn)行試驗(yàn)，小12－20 井的抽油機(jī)為大慶12 型游梁式抽油機(jī)，型號(hào)為CYJY12－3－53HB，泵徑44mm，下泵深度1821 米，沖程4 米，沖次3.4 次/min，日產(chǎn)液量 15.2t/d，日產(chǎn)油 2t/d，含水87%，上下行電流為64A/49A，平衡度為76.6%。試驗(yàn)前后油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)比見表1。試驗(yàn)前后電機(jī)運(yùn)行參數(shù)對(duì)比見表2。

表1 小12－20 井試驗(yàn)前后油井生產(chǎn)參數(shù)對(duì)比表

表2 小12－20 井試驗(yàn)前后電機(jī)運(yùn)行參數(shù)對(duì)比表

小12－20 在措施后，平衡率由原來的76.6%上升到96.6%，達(dá)到了生產(chǎn)指標(biāo)要求。單井日耗電由原來的141 度下降到118 度，日節(jié)電23 度。從實(shí)施效果看，安裝游碼式平衡調(diào)整裝置可以有效的改善抽油機(jī)不平衡的狀態(tài)，降低電機(jī)輸入功率，具有良好的節(jié)能效果。

4.結(jié)論及建議

(1)游碼式平衡調(diào)整裝置使用方便，只需要操作控制箱按鈕即可調(diào)節(jié)平衡配重的位置，使抽油機(jī)處于平衡狀態(tài)，避免了過去靠人力調(diào)整平衡塊位置來調(diào)整平衡的缺陷，消除了安全隱患。

(2)針對(duì)游梁式抽油機(jī)自身無法在進(jìn)行平衡調(diào)整的油井，采用游碼式平衡調(diào)整裝置能夠有效解決抽油機(jī)油井平衡問題，節(jié)省了電能，避免了能源的浪費(fèi)。

(3)下步計(jì)劃在黃沙坨油田小13－13、小11－10、小17－31、小38－28 和小12－6 井繼續(xù)安裝使用游碼式平衡調(diào)整裝置。

［1］ 姜杰，馬強(qiáng).抽油機(jī)井系統(tǒng)效率評(píng)價(jià)與管理標(biāo)準(zhǔn)的研究［J］.承德石油高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2009，11(1)

［2］ 馬強(qiáng).塔架式長(zhǎng)沖程抽油機(jī)原理及應(yīng)用［J］.石油礦場(chǎng)機(jī)械，2008，37(1)