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超越离合器在游梁抽油机上的应用研究

www.cechina.cn2009.09.20阅读 2395

        1  超越离合器的工作原理
        国内外各油田用的游梁式抽油机多数采用曲柄平衡方式,曲柄平衡装置所产生的平衡力矩是按固定的正弦曲线规律变化的,与抽油机悬点载荷形成的力矩不能很好配合,不能有效平衡,致使抽油机的电机负荷波动很大,耗能过高。现场测试表明,尽管抽油机达到最佳平衡,曲柄轴仍然有负扭矩存在,这时抽油机带动电动机发电,发出的电消耗在电网中,造成用电系统的附加能量损耗,这是导致常规抽油机能耗高的原因之一[1-3]。
        为提高抽油机系统效率CONTROL ENGINEERING China版权所有,国内外研制了多种新型节能抽油机,如双驴头抽油机,调径变矩抽油机,二次平衡抽油机和曲柄动态平衡抽油机等,这些抽油机在运动学与动力学上比常规抽油机有所改进,使曲柄轴净扭矩波动变小,峰值降低,达到了节能效果,但是电机发电问题依然没有得到彻底解决。在电机轴上安装超越离合器,
能够完全杜绝抽油机电机的发电现象,从而实现提高系统效率和增产的用。
        在抽油机的电机小皮带轮上安装超越离合器,抽油机在曲柄的转速超过电机传递的转速时,电机驱动部分便与曲柄等从动部分之间自动地脱开;当从动部分的转速低于电机转速时,离合器又无冲击地啮合连接。脱开时,机电系统形成瞬间脱离(电机空载),曲柄、平衡块与抽油杆柱发生短暂超越(或加快),抽油杆柱的刚性增强www.cechina.cn,井下各种弹性冲击得以抑制或减缓。
        2  加装超越离合器的抽油机井应用效果分析
        2.1 抽油机平衡得到改善
        在对抽油机井管理中,一般认为上下冲程电流的最大值之比在8O ~120 之间就是平衡的。现场应用发现,许多平衡很好的井在安装超越离合器以后出现了大幅度超越现象,说明以前调整的平衡块位置是不合适的www.cechina.cn,用上下冲程电流的最大值之比来判断平衡是不可靠的。
        抽油机在调整平衡块后,可以将系统平衡维持一段时间CONTROL ENGINEERING China版权所有,但随着时间的推移,复杂的井下运动条件又会引起荷载的变化,导致抽油机再度不平衡。所以说,抽油机在绝大多数时间内是处于不平衡的状态。抽油机安装超越离合器后,可以根据曲柄角速度变化直观观察出抽油机平衡状态,避免了电流法判断抽油机平衡的缺陷。
        2.2 柱塞冲程等数据对比
        2005年对河南油田的一些抽油机安装超越离合器前后的示功图对比CONTROL ENGINEERING China版权所有,发现一个共同的现象(表1):①加载段和卸载段变陡,冲程损失减少,示功图图形饱满;② 固定凡尔开启后的上行段载荷波动减缓、趋于平直。说明上下行程的凡尔启闭滞后现象有所改善,柱塞与光杆运行同步性趋好,泵效提高;上行段的震荡载荷被有效削减,杆柱运行的平稳性增强。

柱塞冲程等数据对比

        2.3 产液量及泵效对比
        四口井安装离合器后实际产液量、产油量都有提高,T6—155实际液量和油量几乎翻倍,并且是安装第二天就开始明显变化,T6—135井7月7日实际产液量已经超过4Om³。各井报表数据对比参见表2。从对比结果看,4口井安装后不同程度地增液、增油,说明离合器的确具有增液增油的功效。

各井报表数据对比参见表2


        3  节电率与系统效率对比分析
        分别在2005年6月14日和7月6日对4口安装超越离合器的油井进行跟踪监测,并根据监测数据以及报表上的日产液量、动液面等数据对吨液百米有功耗电量、综合节电率和系统效率、系统效率提高等主要考核参数进行计算。
    
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