數(shù)字化抽油機(jī)電動(dòng)平衡裝置結(jié)構(gòu)分析及改進(jìn)

白文雄，姚　鵬，李玉生，丁友林，唐道臨，鐘有學(xué)

(1.長(zhǎng)慶油田分公司 機(jī)械制造總廠，西安710201；2.延長(zhǎng)油田股份有限公司，陜西 延安 716000；

3.南陽(yáng)二機(jī)集團(tuán)南陽(yáng)華美石油設(shè)備有限公司，河南 南陽(yáng) 473000；4.南陽(yáng)石油機(jī)械廠 退休辦，河南 南陽(yáng) 473000)①

?

數(shù)字化抽油機(jī)電動(dòng)平衡裝置結(jié)構(gòu)分析及改進(jìn)

白文雄1，姚鵬1，李玉生2，丁友林3，唐道臨2，鐘有學(xué)4

(1.長(zhǎng)慶油田分公司 機(jī)械制造總廠，西安710201；2.延長(zhǎng)油田股份有限公司，陜西 延安 716000；

3.南陽(yáng)二機(jī)集團(tuán)南陽(yáng)華美石油設(shè)備有限公司，河南 南陽(yáng) 473000；4.南陽(yáng)石油機(jī)械廠 退休辦，河南 南陽(yáng) 473000)①

摘要：針對(duì)油田在用數(shù)字化抽油機(jī)存在自平衡范圍小，手動(dòng)補(bǔ)充平衡塊調(diào)整不及時(shí)，造成抽油機(jī)經(jīng)常處于不平衡狀態(tài)，以及游梁尾部太長(zhǎng)引起的整機(jī)穩(wěn)定性較差和故障多等缺陷。研制了一種新型電動(dòng)平衡調(diào)節(jié)裝置，其安裝在數(shù)字化抽油機(jī)不受平衡重沖擊力的部位，僅傳遞轉(zhuǎn)矩，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、無(wú)易損件。該裝置的內(nèi)部設(shè)有調(diào)節(jié)平衡范圍的放大機(jī)構(gòu)，避免了人工手動(dòng)調(diào)整的弊端，可滿足抽油機(jī)額定載荷50%～100%的平衡能力。經(jīng)過(guò)近2 a的運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，抽油機(jī)的平衡度始終保持在90%～110%，工作可靠。應(yīng)用該裝置設(shè)計(jì)的大擺角抽油機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、后臂短、穩(wěn)定性好、可靠性高；還可對(duì)油田在用常規(guī)抽油機(jī)進(jìn)行數(shù)字化改造，使其實(shí)現(xiàn)數(shù)字化抽油機(jī)的功能，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化抽油機(jī)；平衡度；結(jié)構(gòu)；技術(shù)改造

文獻(xiàn)[1]介紹了一種帶有擺動(dòng)平衡調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的數(shù)字化抽油機(jī)，是長(zhǎng)慶油田分公司機(jī)械制造總廠率先自主研發(fā)成功的國(guó)內(nèi)第1臺(tái)數(shù)字化抽油機(jī)，該類型數(shù)字化抽油機(jī)在長(zhǎng)慶油田得到推廣應(yīng)用；文獻(xiàn)[2]介紹了一種帶有移動(dòng)平衡調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的數(shù)字化抽油機(jī)，是新疆第三機(jī)床廠在擺動(dòng)平衡數(shù)字化抽油機(jī)的基礎(chǔ)上，參照彎梁變矩抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)，將擺動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)改進(jìn)為移動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)，該類型數(shù)字化抽油機(jī)在長(zhǎng)慶油田也得到了推廣應(yīng)用；文獻(xiàn)[3]介紹的自平衡智能抽油機(jī)，其結(jié)構(gòu)型式與移動(dòng)平衡數(shù)字化抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)基本一致，是中石油渤海裝備制造有限公司研發(fā)成功的一種數(shù)字化抽油機(jī)，該類型數(shù)字化抽油機(jī)在長(zhǎng)慶油田也得到了應(yīng)用。

上述3種數(shù)字化抽油機(jī)均為純游梁平衡的抽油機(jī)，也是長(zhǎng)慶油田產(chǎn)能建設(shè)及抽油機(jī)選型的主要設(shè)備。由于長(zhǎng)慶油田位于鄂爾多斯盆地，是典型的“三低”油田，為了提高采油系統(tǒng)效率，油田開(kāi)發(fā)部門通過(guò)不斷降低抽油機(jī)工作沖次，收到了比較好的效果。近幾年來(lái)，抽油機(jī)的工作沖次通常設(shè)定在1.5～5.0 min-1，使純游梁平衡的抽油機(jī)得到了較好的應(yīng)用。為了滿足平衡能力為抽油機(jī)額定載荷的50%～100%，上述3種抽油機(jī)必須通過(guò)人工手動(dòng)調(diào)節(jié)平衡塊加電動(dòng)平衡調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)滿足抽油機(jī)載荷平衡范圍。人工手動(dòng)增減平衡塊的數(shù)量，給數(shù)字化抽油機(jī)的投產(chǎn)及日常應(yīng)用管理使用帶來(lái)了較多不便。因此，研制一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，自平衡范圍大，不需要人工增減平衡塊的電動(dòng)平衡裝置，進(jìn)一步完善數(shù)字化抽油機(jī)就顯得尤為重要。

1電動(dòng)平衡調(diào)節(jié)裝置驅(qū)動(dòng)方式選擇

數(shù)字化抽油機(jī)常年在野外工作，無(wú)人值守，油田對(duì)數(shù)字化抽油機(jī)的要求是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠。抽油機(jī)的功能再先進(jìn)，工作不可靠也是沒(méi)有生命力的。因此，要求電動(dòng)平衡裝置的結(jié)構(gòu)也必須操作簡(jiǎn)單、工作可靠，在無(wú)人值守的情況下，任何工況下都能夠保證抽油機(jī)處于平衡狀態(tài)。游梁平衡抽油機(jī)的電動(dòng)平衡裝置中，調(diào)節(jié)平衡的方法是改變平衡重的平衡力臂。改變平衡重平衡力臂的方式有2種：一是把平衡重懸掛在游梁的尾部用驅(qū)動(dòng)裝置推動(dòng)平衡重前后移動(dòng)；二是用驅(qū)動(dòng)裝置推動(dòng)平衡重前后擺動(dòng)。推動(dòng)平衡重前后移動(dòng)或擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置有液壓驅(qū)動(dòng)裝置、齒輪驅(qū)動(dòng)裝置和絲杠驅(qū)動(dòng)裝置3種結(jié)構(gòu)。液壓驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)環(huán)境和管理水平要求高，不適宜在無(wú)人值守的情況下野外工作。齒輪驅(qū)動(dòng)裝置，由于平衡重在每一個(gè)沖程循環(huán)過(guò)程中都在起升和下降，必然給齒輪傳動(dòng)造成沖擊，不具備可靠性。絲杠驅(qū)動(dòng)裝置工作平穩(wěn)，可以達(dá)到很大的降速傳動(dòng)比，用較小的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠能夠獲得較大的軸向驅(qū)動(dòng)力。因此絲杠驅(qū)動(dòng)裝置是最可靠的，筆者2007年起，就開(kāi)始對(duì)絲杠驅(qū)動(dòng)裝置的電動(dòng)平衡器進(jìn)行試驗(yàn)研究。據(jù)統(tǒng)計(jì)，具有絲杠驅(qū)動(dòng)裝置的電動(dòng)平衡裝置應(yīng)用已超過(guò)2萬(wàn)臺(tái)。

2油田在用數(shù)字化抽油機(jī)的電動(dòng)平衡裝置結(jié)構(gòu)分析

2.1擺動(dòng)平衡調(diào)節(jié)裝置

圖1所示為擺動(dòng)平衡調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)圖，該裝置由平衡梁、絲杠傳動(dòng)裝置和平衡重總成等組成。平衡調(diào)節(jié)裝置通過(guò)平衡梁前端與數(shù)字化抽油機(jī)游梁后端懸掛固定，與游梁基本平齊。為了滿足數(shù)字化抽油機(jī)的平衡范圍，平衡重采用了人工手動(dòng)增減平衡塊和通過(guò)絲杠傳動(dòng)裝置改變平衡重與數(shù)字化抽油機(jī)支架軸承座中心的力臂大小，滿足平衡范圍為抽油機(jī)額定載荷50%～100%。主要問(wèn)題表現(xiàn)為：

1)平衡梁長(zhǎng)度較大，安裝后數(shù)字化抽油機(jī)整體中心較高，造成工作穩(wěn)定性較差。

2)絲杠為單向單頭螺旋結(jié)構(gòu)，絲杠長(zhǎng)度較長(zhǎng)，工作可靠性降低。

3)數(shù)字化抽油機(jī)上下沖程工作時(shí)，對(duì)絲杠傳動(dòng)裝置造成循環(huán)沖擊載荷，降低了絲杠傳動(dòng)裝置的工作壽命。

4)人工增減平衡塊以滿足數(shù)字化抽油機(jī)的平衡載荷范圍，給數(shù)字化抽油機(jī)的投產(chǎn)及日常管理帶來(lái)較大難度。

1—平衡梁；2—絲杠護(hù)管；3—固定支座；4—活動(dòng)支座；

2.2移動(dòng)平衡調(diào)節(jié)裝置

圖2所示為移動(dòng)平衡調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)圖，該裝置由吊臂、移動(dòng)配重箱、絲杠、平衡調(diào)節(jié)機(jī)和配重箱等組成。平衡調(diào)節(jié)裝置通過(guò)吊臂前端與數(shù)字化抽油機(jī)游梁后端懸掛固定，與游梁成一固定夾角，如同彎梁變矩抽油機(jī)型式。因配重箱的位置固定不便，為了滿足數(shù)字化抽油機(jī)的平衡范圍，采用了人工手動(dòng)增減固定配重箱內(nèi)平衡塊數(shù)量和移動(dòng)式配重箱的數(shù)量，并通過(guò)絲杠平衡調(diào)節(jié)機(jī)改變移動(dòng)式配重箱在吊臂上的位置與數(shù)字化抽油機(jī)支架軸承座中心的力臂大小，滿足平衡范圍為抽油機(jī)額定載荷的50%～100%。主要問(wèn)題表現(xiàn)為：

1)吊臂長(zhǎng)度很長(zhǎng)，安裝后數(shù)字化抽油機(jī)整體中心較高，造成工作穩(wěn)定性較差。

2)絲杠為單向單頭螺旋結(jié)構(gòu)，絲杠長(zhǎng)度長(zhǎng)，加工難度大，工作可靠性降低。

3)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，平衡范圍較小。

4)二次人工增減固定配重箱和移動(dòng)式配重箱內(nèi)平衡塊數(shù)量，滿足數(shù)字化抽油機(jī)的平衡載荷范圍，給數(shù)字化抽油機(jī)的投產(chǎn)及日常管理帶來(lái)較大難度。

1—吊臂；2—支座；3—上行程開(kāi)關(guān)；4—擋板；5—感應(yīng)板；6—螺母盒；7—移動(dòng)式配重箱；8—滾輪；

2.3自平衡智能抽油機(jī)平衡調(diào)節(jié)裝置

圖3所示為自平衡智能抽油機(jī)平衡調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)圖，該裝置由平衡梁、平衡車、絲杠和升降機(jī)等組成。平衡調(diào)節(jié)裝置通過(guò)平衡梁前端與數(shù)字化抽油機(jī)游梁后端懸掛固定，與游梁成一固定夾角，如同彎梁變矩抽油機(jī)型式。該裝置與移動(dòng)式平衡調(diào)節(jié)裝置工作原理相同，沒(méi)有固定配重箱，將平衡重全部集中在平衡車上，為了滿足數(shù)字化抽油機(jī)的平衡范圍，采用了人工手動(dòng)增減平衡車上配重塊的數(shù)量，并通過(guò)絲杠升降機(jī)改變平衡車在平衡梁上的位置與數(shù)字化抽油機(jī)支架軸承座中心的力臂大小，滿足平衡范圍為抽油機(jī)額定載荷的50%～100%。該結(jié)構(gòu)將二次手動(dòng)調(diào)節(jié)改為一次手動(dòng)調(diào)節(jié)，主要問(wèn)題表現(xiàn)為：

1)平衡梁長(zhǎng)度很長(zhǎng)，安裝后數(shù)字化抽油機(jī)整體中心較高，造成工作穩(wěn)定性較差。

2)絲杠為單向單頭螺旋結(jié)構(gòu)，絲杠長(zhǎng)度很長(zhǎng)，加工難度大，工作可靠性降低。

3)一次人工調(diào)節(jié)平衡重，平衡范圍較小。

4)人工手動(dòng)增減平衡車配重箱內(nèi)平衡塊數(shù)量以滿足數(shù)字化抽油機(jī)的平衡載荷范圍，給數(shù)字化抽油機(jī)的投產(chǎn)及日常管理帶來(lái)較多難度。

5)升降機(jī)的工作可靠性有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

1—平衡車；2—銷軸；3—絲杠；4—升降機(jī)；

3新型電動(dòng)平衡調(diào)節(jié)裝置研制

針對(duì)油田在用數(shù)字化抽油機(jī)平衡調(diào)節(jié)裝置自平衡范圍較小，可靠性較差的問(wèn)題。研制出了一種新型電動(dòng)平衡調(diào)節(jié)裝置[4]，并獲得了國(guó)家發(fā)明專利，其結(jié)構(gòu)原理如圖4所示。該裝置由平衡重、平衡梁、伸縮桿組成。伸縮桿的一端與平衡重鉸接，另一端通過(guò)鉸鏈與平衡梁鉸接，在伸縮桿的中部裝有一根雙頭螺紋旋向相反的螺桿，螺桿下部伸出十字頭的端部用套筒聯(lián)軸節(jié)與減速機(jī)連接，減速機(jī)僅傳遞轉(zhuǎn)矩，不受平衡重沖擊力的影響。當(dāng)減速機(jī)帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，伸縮桿就會(huì)伸長(zhǎng)或縮短，帶動(dòng)平衡重前后擺動(dòng)，從而完成了平衡力矩的調(diào)整工作。為使減速機(jī)與螺桿一起同步前后移動(dòng)，又能傳遞轉(zhuǎn)矩，在減速機(jī)底座上裝有一根導(dǎo)向梁，導(dǎo)向梁的另一端可在鉸鏈中移動(dòng)。為了擴(kuò)大平衡調(diào)節(jié)裝置的平衡范圍，裝置內(nèi)加入了一個(gè)調(diào)節(jié)平衡范圍的放大機(jī)構(gòu)，可滿足數(shù)字化抽油機(jī)額定載荷50%～100%的平衡范圍，并能適應(yīng)不同井深和工況的要求，不用人工增減調(diào)整平衡塊，使數(shù)字化抽油機(jī)實(shí)現(xiàn)了真正的自平衡。

圖4　新型電動(dòng)平衡調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)原理

4大擺角數(shù)字化抽油機(jī)研制

現(xiàn)有的數(shù)字化游梁平衡抽油機(jī)，由于自平衡范圍較小，必須用人工手動(dòng)向平衡重上加減調(diào)整平衡塊。為了便于向平衡重上加減調(diào)整平衡塊，需將后臂加長(zhǎng)，使平衡重在最低點(diǎn)時(shí)距地面的距離在1 200 mm左右，由于后臂太長(zhǎng)，穩(wěn)定性差，不適宜高沖次運(yùn)轉(zhuǎn)，安全性差，僅適用低滲透油田的開(kāi)發(fā)。新型電動(dòng)平衡調(diào)節(jié)裝置，簡(jiǎn)單、結(jié)實(shí)、可靠、自平衡范圍大，不用調(diào)整平衡塊，平衡重的最低點(diǎn)遠(yuǎn)離地面。用該裝置設(shè)計(jì)的大擺角10型數(shù)字化抽油機(jī)如圖5所示。大擺角數(shù)字化抽油機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、美觀、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、安全性能好、質(zhì)量輕、制造成本低、結(jié)實(shí)可靠，符合一般機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的實(shí)用、美觀、經(jīng)濟(jì)、尺度、比例、穩(wěn)定的藝術(shù)造型的六原則，而且能和常規(guī)抽油機(jī)一樣適用高沖次，適合多水井開(kāi)采的需要，是數(shù)字化抽油機(jī)全面推廣應(yīng)用和打開(kāi)國(guó)際市場(chǎng)的一種新舉措。

圖5　10型大擺角數(shù)字化抽油機(jī)

技術(shù)參數(shù)：額定懸點(diǎn)載荷100 kN；減速機(jī)額定轉(zhuǎn)矩37 kN·m； 沖程1.8、2.4、3.0 m； 沖次1.4～8.0 min-1；電動(dòng)機(jī)功率15 kW；平衡調(diào)節(jié)范圍是抽油機(jī)額定載荷的50%～100%。用這種電動(dòng)平衡調(diào)節(jié)裝置構(gòu)成的數(shù)字化抽油機(jī)在延長(zhǎng)油田股份有限公司杏子川采油廠一大隊(duì)九區(qū)隊(duì)301井的試驗(yàn)獲得成功，如圖6所示。該數(shù)字化抽油機(jī)在無(wú)人看管的條件下已運(yùn)行2 a多，抽油機(jī)的平衡度始終保持在90%～110%。

圖6　新型電動(dòng)平衡調(diào)節(jié)裝置構(gòu)成的

5油田在用常規(guī)抽油機(jī)的數(shù)字化改造

新型電動(dòng)平衡調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，最易實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)，便于油田在用常規(guī)抽油機(jī)、下偏杠鈴抽油機(jī)和彎梁變矩抽油機(jī)的數(shù)字化改造，改造時(shí)只要在游梁的尾部掛上電動(dòng)平衡裝置，配上數(shù)字化智能控制柜即可。

5.1改造的必要性

隨著油田大力推行數(shù)字化管理，常規(guī)抽油機(jī)不具備數(shù)字化控制，不能夠根據(jù)油井負(fù)荷及產(chǎn)液量適時(shí)調(diào)整抽油機(jī)的平衡及工作沖次，與油井實(shí)現(xiàn)“供排協(xié)調(diào)”和數(shù)據(jù)上傳及遠(yuǎn)程控制等數(shù)字化管理的弊病不斷顯現(xiàn)。但油田有數(shù)十萬(wàn)臺(tái)在用的常規(guī)抽油機(jī)，如何將在用常規(guī)抽油機(jī)改造為數(shù)字化抽油機(jī)，滿足油田數(shù)字化管理需要，已成為油田關(guān)注的熱點(diǎn)。

5.2改造的安全要求

油田在用常規(guī)抽油機(jī)改造時(shí)，只對(duì)尾部平衡及控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，即在游梁的尾部掛上電動(dòng)平衡調(diào)節(jié)裝置，并增加數(shù)字化部分結(jié)構(gòu)，使其實(shí)現(xiàn)數(shù)字化抽油機(jī)的功能，達(dá)到數(shù)字抽油機(jī)要求。為減少改造工作量，所有改造工作需在抽油機(jī)現(xiàn)場(chǎng)一次改造完成。由于抽油機(jī)井場(chǎng)存在較多不安全隱患，不能進(jìn)行電焊等動(dòng)火作業(yè)，給改造工作帶來(lái)了較大的難度。這就要求將改造部件實(shí)行工廠化制造，現(xiàn)場(chǎng)改造采用掛接和螺栓連接等不動(dòng)火作業(yè)，并確保改造后的機(jī)型能夠達(dá)到長(zhǎng)期可靠工作的要求。

由于要改造的抽油機(jī)已在井場(chǎng)應(yīng)用，為使改造工作有效進(jìn)行，需要對(duì)在用的抽油機(jī)進(jìn)行全面的檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)情況確定改造的必要性，對(duì)服役較長(zhǎng)的抽油機(jī)需要進(jìn)行必要的維修，以保證改造有效性[5]。

5.3改造的平衡重設(shè)計(jì)

油田在用常規(guī)抽油機(jī)和下偏杠鈴抽油機(jī)曲柄上雖都能調(diào)整平衡，為了使改造成的數(shù)字化抽油機(jī)滿足平衡范圍，在不影響生產(chǎn)成本和運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下適當(dāng)加大自平衡范圍；對(duì)于常規(guī)彎梁變矩抽油機(jī)曲柄上不能調(diào)整平衡，根據(jù)測(cè)得的抽油機(jī)上下沖程的實(shí)際載荷，并將其放大15%～20%，即可滿足抽油機(jī)額定載荷的50%～100%的平衡調(diào)節(jié)范圍，平衡重采用圓柱結(jié)構(gòu)，內(nèi)部灌裝密度為3.7 g/cm3的混凝土，混凝土的骨料采用金剛砂，這樣的設(shè)計(jì)不僅可大幅降低了制造成本，而且還使改造成的數(shù)字化抽油機(jī)造型美觀，并具有一定的防盜功能。

5.4改造實(shí)例

根據(jù)以上原則，筆者完成了2種油田在用常規(guī)抽油機(jī)的數(shù)字化改造設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用，如圖7～8所示。

圖7　常規(guī)曲柄平衡抽油機(jī)的數(shù)字化改造

圖8　常規(guī)彎梁變矩抽油機(jī)的數(shù)字化改造

根據(jù)這2種常規(guī)抽油機(jī)的數(shù)字化改造方法，分別在延長(zhǎng)油田杏子川采油廠現(xiàn)場(chǎng)改造3臺(tái)，均得到了較好的應(yīng)用。從現(xiàn)場(chǎng)改造到目前歷時(shí)近2 a，抽油機(jī)各結(jié)構(gòu)運(yùn)行良好，展現(xiàn)了較好的運(yùn)行狀況，發(fā)揮了數(shù)字化抽油機(jī)的各項(xiàng)功能。不難看出，數(shù)字化抽油機(jī)的設(shè)計(jì)采用純游梁平衡的設(shè)計(jì)方法，只能適應(yīng)低沖次、載荷偏小的工況。對(duì)于較高沖次的抽油機(jī)運(yùn)行工況，筆者認(rèn)為，將抽油機(jī)平衡的60%～80%采用曲柄固定平衡，剩余的20%～40%采用新型電動(dòng)平衡調(diào)節(jié)裝置的游梁平衡方式實(shí)現(xiàn)數(shù)字化抽油機(jī)的平衡調(diào)節(jié)。這樣的平衡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，適應(yīng)范圍更廣，數(shù)字化抽油機(jī)整體中心相對(duì)較低，工作可靠性更高，可滿足更多區(qū)域的采油工藝需要。

6結(jié)論

1)新型電動(dòng)平衡調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、結(jié)實(shí)可靠、驅(qū)動(dòng)動(dòng)力小、無(wú)噪聲，克服了現(xiàn)有平衡裝置可靠性較差的缺點(diǎn)。且自平衡范圍大，不需向平衡重上人工增減調(diào)整平衡塊，就能保證抽油機(jī)始終維持在平衡狀態(tài)。而且平衡重可遠(yuǎn)離地面，地面上只有一個(gè)小曲柄，安全性好。

2)應(yīng)用新型電動(dòng)平衡調(diào)節(jié)裝置，采用大擺角結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出的數(shù)字化抽油機(jī)同常規(guī)曲柄平衡的抽油機(jī)一樣結(jié)構(gòu)緊湊美觀，穩(wěn)定性好，適用較高速運(yùn)轉(zhuǎn)，制造成本低于常規(guī)曲柄平衡抽油機(jī)。

3)新型電動(dòng)平衡調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，最易實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)，便于油田在用抽油機(jī)的數(shù)字化改造；現(xiàn)場(chǎng)改造便于采用掛接和螺栓連接等不動(dòng)火作業(yè)，避免了抽油機(jī)井場(chǎng)作業(yè)的不安全隱患；改造容易，成本較低，經(jīng)測(cè)算，一臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)在用抽油機(jī)的改造費(fèi)用約￥4.3萬(wàn)元，當(dāng)年可收回改造成本；經(jīng)數(shù)字化改造后的抽油機(jī)，由于平衡好，還可提高抽油機(jī)的使用壽命，綜合效益不低于20%。

4)新型電動(dòng)平衡調(diào)節(jié)裝置輔以曲柄平衡的數(shù)字化抽油機(jī)，避免了目前純游梁平衡數(shù)字化抽油機(jī)的重心較高，穩(wěn)定性較差的問(wèn)題，可使數(shù)字化抽油機(jī)獲得更廣范圍的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]白文雄，白青，李茂，等.數(shù)字化抽油機(jī)的研制與應(yīng)用[J].油氣田地面工程，2013，32(12)：149-151.

[2]馬述劍，于勝存，高長(zhǎng)樂(lè).數(shù)字化抽油機(jī)研制與應(yīng)用[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械，2013，42(11)：97-100.

[3]王雪玲，薛自建，蔣幽君，等.自平衡智能抽油機(jī)的研發(fā)與應(yīng)用[J]．石油機(jī)械，2014，42(10)：82-85．

[4]鐘新，鐘南芳，鐘南惠，等.游梁式抽油機(jī)的電動(dòng)平衡器：中國(guó)，ZL201210378596.X[P].2012-09-20.

[5]姚鵬，白文雄，樊勇，等.常規(guī)彎梁變矩抽油機(jī)的數(shù)字化改造技術(shù)與應(yīng)用[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械，2014，43(7)：95-98.

Structure Analysis and Improvement of Digital Pumping Unit’s Electric Balance Adjusting Device

BAI Wenxiong1，YAO Peng1，LI Yusheng2，DING Youlin3，TANG Daolin2，ZHONG Youxue4

(1.MachineryManufacturingPlant，ChangqingOilfieldCompany，Xi’an710201，China；

2.YanchangOilfieldCo.，Ltd.，Yan’an716000，China；.RGGroupNanyangHuameiPetroleumEquipmentCo.，Ltd.，Nanyang47300，China；4.DepartmentforRetirement，NanyangPetroleumMachineryPlant，Nanyang473000，China)

Abstract：There are some problems of digital pumping unit serving in oilfield such as small auto-balance scale，frequently in the state of imbalance if manually adjusting balance block not in time，poor stability and many faults caused by long walking beam end.A type of new electric balance adjusting device is developed to solve these problems.The device is installed on the part which does not take the impact force of balance weight，only transmits torque，has the advantage of simple-structure，high-reliability and no wear parts.The amplifying mechanism for adjusting balance scale is set in this device to avoid the disadvantage of manual operation，can achieve balance at 50%～100% of pumping unit’s rated load.After nearly 2a’s running test，the balance percentage is always maintained in 90%～110%.The big pivot-angle pumping unit applying this device has a compact-size，short rear beam and good stability.The device can be also applied to digital reform of conventional pumping unit to get the function of digital pumping unit and will bring good economic and social benefits.

Keywords：digital pumping unit；balance degree；structure；technique reform

中圖分類號(hào)：TE933.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1001-3482.2016.02.015

作者簡(jiǎn)介：白文雄(1964-)，男，陜西清澗人，高級(jí)工程師，主要從事石油機(jī)械、一體化集成裝置設(shè)計(jì)研究和管理工作，E-mail：bwx_cq@petrochina.com.cn。

收稿日期：①2015-08-11

文章編號(hào)：1001-3482(2016)02-0067-05