33游梁式抽油机的平衡(教案)

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1、第三章有杆泵采油第三节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：抽油机在工作过程屮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，严重吋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

2、是：（1）电动机在上下冲程屮做功相等；（2）上、下冲程中电机的电流峰值和等；（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Aj则得到电机在下冲程屮做的功为：=A,-A,式中如,——卜•冲程中悬点载荷和电机对平衡系统做的功，即平衡系统储存的厶匕曰一冃匕卑・；列一一悬点在下冲程中做的功；人讹——电机在下冲程屮做的功。在上冲程中平衡系统放出能量，帮助电机对悬点做功：Au=Aw+Amu则得电机在上冲程屮做的功为：=观-如式屮人——悬点在上冲程屮做的功；——电

3、机在上冲程中做的功。根据第一条平衡原则：仏=仏即九-Arf=4-九可得到平衡系统在下冲程屮应储存的能量为：(3.50)2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。1.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：九=(W/+WJ)s；下冲程做的功为：A,=W/5o则由(3-50)得理论上需要的平衡功为：九==（W/+牛）S（3-51）二、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。在下冲程屮悬点向下运动了s（m）,

4、而平衡重％升高的距离》为：Csc=-s9a储存的能量或称实际产生的平衡功为：a要达到平衡，实际产生的平衡功应等于需要的平衡功，即：a2可得游梁平衡重为：肌=£（"/+巫）c2如果抽油机木身不平衡，设游梁后臂比前臂重X,相当于平衡重，贝I」平衡重就可减小，这时游梁平衡重为：%上（昨+¥）-九（3-52）c22.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。如图3・33所示。在下冲程中，曲柄平衡重W初上升的高度为2R,曲柄自重叱•上升的高度为2人，抽油机本身不平衡值X”上升的高度为2”则平衡系统在下冲程中储存的能量，或实际产生的平衡功为：Aw=2RW

5、cb^2RcWc+2rXllhf令其与需要的平衡功相等：2RWcb+2RWe+2叽=叫+牛）$,可得到平衡半径的计算公式为:1.复合平衡方式计算复合平衡：是以上两种平衡方式的组合，即在曲柄上和游梁后臂上都有平衡重如图3・34所示，适用于中型抽油机。同理可导出平衡半径的计算公式：(3-54)三、平衡测量与调整测电动机上、下冲程的电流峰值人和/〃，若/“〉厶，平衡不足，人＜/〃，则平衡过重。在两个电流中有一个小的，一个大的，若/小//大2().8时就认为是平衡了，否则就耍重新计算平衡半径或平衡重，重新调整平衡。四、抽油机井的系统效率(-)抽油机井的有用功率有用功率或称有

6、效功率，也称为水力功率N〃，：是指在一定吋间内，将一定量的液体提升一定的距离所需要的功率：=QHg_(3-73)86400式屮Q——油井产液量，t/d；H—泵对液体的有效提升高度，m；Nh——抽油机井的有效功率，kwo泵对液体的冇效提升高度计算如下：1•如果忽略沉没压力和冋压的影响，有效提升高度等于下泵深度：H=L°2.考虑沉没压力和冋压的影响时，为了计算简单，忽略气柱重力和进泵阻力的影响，并认为环空屮和油管屮的液体密度相同，冇效捉升高度为：H=Lf+Pb_PcPig(3-74)式中Pb、Pc——分别为回压和套压，MPa；Pi井中液体密度，kg/m3o当上式屮用相对

7、密度”，并且重力加速度取9.8吋,H=Lf+102(Pz?-Pc)/p/o2.考虑环形空间屮与油管屮的液体密度不同时，冇效捉升高度为:(3-75)H=Lf+Pb_P。xlO6+hsP[-P<)7PtSA式中hs——泵的沉没度，m。（-）光杆功率光杆功率：即是抽油机悬点载荷做功的功率，是提升液体和克服井下消耗所需要的功率。可用示功图的面积计算：(3-76)“AsnCN“=卩600/式小心——光杆功率，kw；A——示功图载荷线包围的而积，cm2；S光杆冲程，m；n冲数，r/min；C——动力仪力比，N/mm；I示功图上冲程长度，mm；由于计算示功图麻烦，常近似地按理