第四節(jié)抽油機的平衡、扭矩與功率計算

章節(jié)內(nèi)容章節(jié)內(nèi)容游梁式抽油機的平衡授課類型講授通過本局部學習主要讓學生把握游梁式抽油機平衡原理及條件，不同教平衡方式的平衡計算；把握抽油系統(tǒng)效率、抽油機效率、油井效率、水功學率、光桿功率等的概念及計算。目的重點與水功率、光桿功率等的概念及計算。難難點：平衡條件及平衡計算點教具參考采油工資料游梁式抽油機的平衡一、抽油機平衡原理〔一〔二〕抽油機不平衡的危害：抽油機運轉(zhuǎn)不平衡，影響電機的工作效率，使因此抽油機必需利用平衡裝置調(diào)整到達運轉(zhuǎn)平衡。〔三〕平衡原理平衡原則及平衡條件抽油機到達平衡的原則是：電動機在上下沖程中做功相等；上、下沖程中電機的電流峰值相等；3-31所示：物做功，把重物上升儲存位能A ：wA Aw d

A ,mdAmd

A Aw d式中Aw

——能量；AdA

——懸點在下沖程中做的功；——電機在下沖程中做的功。md在上沖程中平衡系統(tǒng)放出能量，幫助電機對懸點做功：A A Au w muAmu

A Au W式中AuA

——懸點在上沖程中做的功；——電機在上沖程中做的功。mu依據(jù)第一條平衡原則：A Amu md即A Aw d

A Au w可得到平衡系統(tǒng)在下沖程中應儲存的能量為：AA w

Ad 〔3-50〕2上、下沖程中做功之和的一半。平衡系統(tǒng)要到達平衡需要的平衡功當只考慮靜載荷做功時，懸點在上沖程中做的功為：A u r

WL

)s；Ad

Ws。r則由〔3－50〕得理論上需要的平衡功為：A AA u w 2

r

W l)s (3-51)2二、游梁式抽油機的機械平衡計算游梁平衡方式計算游梁平衡：是將平衡重裝在游梁后端；適用于小型抽油機，如圖3-31所示。在下沖程中懸點向下運動了s(m),而平衡重Wb

上升的距離sc為：cas s，ac儲存的能量或稱實際產(chǎn)生的平衡功為：caA sWaw b要到達平衡，實際產(chǎn)生的平衡功應等于需要的平衡功，即：csWa

r

W l)s22a W2可得游梁平衡重為： W b

c(Wr l)Xuc重就可減小，這時游梁平衡重為：

，相當于平衡重，則平衡a W2Wbc(Wr l)Xuc 〔3-52〕2Wb曲柄平衡方式計算曲柄平衡:3-33所示。在下沖程中，曲柄平衡重Wcb

2R，曲柄自重Wc

上升的高度為2R，抽油機本身不平衡值X 上升的高度為2r，則平衡系統(tǒng)在下沖程中儲存的c ub能量，或?qū)嶋H產(chǎn)生的平衡功為：A 2RW 2RW 2rX ，w cb c c ub令其與需要的平衡功相等：W2RWcb

2RWc

2rXub

(Wr

l)s，2可得到平衡半徑的計算公式為：W s RW rXR(W l) c c ub (3-53)r 2 2W W Wcb cb cb曲柄平衡復合平衡方式計算3-34所示，適用于中型抽油機。同理可導出平衡半徑的計算公式：W s RW crR(W l) c c(X

W)

〔3-54〕r 2 2W Wcb cb

uc b bWcb三、平衡測量與調(diào)整測電動機上、下沖程的電流峰值IIu d

，假設I＞Iu

，平衡缺乏，I＜I ，則d u d平衡過重。在兩個電流中有一個小的，一個大的，假設I /I 0.8時就認為是平小 大四、抽油機井的系統(tǒng)效率〔一〕抽油機井的有用功率有用功率或稱有效功率，也稱為水力功率N,：是指在肯定時間內(nèi)，將一H定量的液體提升肯定的距離所需要的功率：N QHg 〔3-73〕H 86400式中Q油井產(chǎn)液量，t/d；H——泵對液體的有效提上升度，m；NH——抽油機井的有效功率，kw。泵對液體的有效提上升度計算如下：假設無視漂浮壓力和回壓的影響，有效提上升度等于下泵深度：H=L。力的影響，并認為環(huán)空中和油管中的液體密度一樣，有效提上升度為：PPHL B C106 〔3-74〕f gl式中P 、PB

——分別為回壓和套壓，MPa；——井中液體密度，kg/m3。l當上式中用相對密度9.8時，lHLf

102(PB

P/。C l考慮環(huán)形空間中與油管中的液體密度不同時，有效提上升度為：PP HL

B C106h l o 〔3-75〕f g S l l式中h ——泵的漂浮度，m。S〔二〕光桿功率需要的功率?？捎檬竟D的面積計算：N AsnC 〔3-76〕p 600l式中N光桿功率，kw；p示功圖載荷線包圍的面積，cm2；S——光桿沖程，m；n——沖數(shù)，r/min；C動力儀力比，N/mm；l示功圖上沖程長度，mm；由于計算示功圖麻煩，常近似地按理論靜載荷計算懸點做功：WsnNp式中W轉(zhuǎn)移載荷，N；l

l 6104

〔3-77〕s——光桿沖程，m；n——沖數(shù)，r/min；〔三〕抽油機井的效率抽油機的效率N pp N

，是光桿功率與電動機功率之比，它表達了抽油機工作狀況好壞及r功率利用程度。油井效率N HNH Np桿柱振動、漏失等機械損失、水力損失和容積損失做無效功。抽油機井系統(tǒng)效率 NHt Nr益和能量的綜合利用狀況。習使學生把握抽油機不同平衡方式的平衡計