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抽油機調(diào)平衡是機采基礎(chǔ)管理的一項重要工作，抽油機是否平衡影響抽油機的平穩(wěn)運行，同時也制約生產(chǎn)能耗，如何及時、快速、準(zhǔn)確地調(diào)整抽油機平衡一直是我們攻堅的課題，而智能調(diào)平衡技術(shù)則以地面功圖為基礎(chǔ)，結(jié)合抽油機運動幾何參數(shù)，應(yīng)用實時動態(tài)仿真平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)，進(jìn)行抽油機地面調(diào)平衡節(jié)能分析優(yōu)化，給出設(shè)計方案，指導(dǎo)現(xiàn)場施工，使抽油機達(dá)到低能耗工作狀態(tài)。

常規(guī)調(diào)平衡 存在安全風(fēng)險

抽油機平衡調(diào)整工作是機械采油管理中一項基礎(chǔ)工作，抽油機調(diào)平衡的目的是延長抽油機的使用壽命和降低生產(chǎn)能耗，目前調(diào)平衡的方法普遍是采用最大電流法，但最大電流法存在著耗時長、不能夠及時準(zhǔn)確一次調(diào)整到位的問題。如何利用計算機、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對調(diào)平衡管理工作進(jìn)行信息化處理，降低員工調(diào)平衡工作強度，提高調(diào)平衡工作效率、同時降低生產(chǎn)能耗使調(diào)平衡數(shù)據(jù)集中管理、實現(xiàn)資源共享，提供準(zhǔn)確及時的數(shù)據(jù)顯得尤為迫切。

通過對采油廠近幾年的調(diào)平衡前后電流的情況分析，平均每年調(diào)平衡后電流上升的井達(dá)92口左右，占全年調(diào)平衡總井?dāng)?shù)的11%。對調(diào)平衡后電流上升的幾口井安裝的電度表進(jìn)行跟蹤測量，發(fā)現(xiàn)調(diào)平衡后隨著電流的上升耗電量也跟著上升。由于措施、新井投產(chǎn)、調(diào)參、作業(yè)等有動態(tài)變化的井?dāng)?shù)比較多，導(dǎo)致平均年工作量高達(dá)835口井以上，年工作量占全廠油井總數(shù)的80%左右，而且調(diào)平衡所需的勞動力不足，調(diào)平衡所需時間長、導(dǎo)致周期長，無法及時調(diào)整抽油機的平衡。

在應(yīng)用電流法調(diào)平衡時，很難能夠?qū)崿F(xiàn)一次調(diào)到位的情況。根據(jù)調(diào)查應(yīng)用電流法調(diào)平衡普遍存在多次調(diào)動平衡塊導(dǎo)致安全風(fēng)險增大；并且調(diào)平衡工作所需的時間長，最長可達(dá)3小時以上。如何實現(xiàn)一次調(diào)整到位顯得尤其必要。

調(diào)平衡提出的更高要求

目前的調(diào)平衡管理還停留在上報報表、數(shù)據(jù)傳遞的階段。遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到信息化平臺操作的要求。因此利用計算機、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對調(diào)平衡管理工作進(jìn)行信息化處理，降低員工調(diào)平衡工作強度，提高調(diào)平衡工作效率、使調(diào)平衡數(shù)據(jù)集中管理、實現(xiàn)資源共享，提供準(zhǔn)確及時的數(shù)據(jù)顯得尤為迫切。

此軟件以地面功圖為基礎(chǔ)結(jié)合抽油機運動幾何參數(shù)，應(yīng)用實時動態(tài)仿真平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)，進(jìn)行抽油機地面調(diào)平衡節(jié)能分析優(yōu)化。同時將地面功圖數(shù)據(jù)進(jìn)行批量計算優(yōu)化，及時發(fā)現(xiàn)節(jié)能潛力，給出設(shè)計方案，指導(dǎo)現(xiàn)場施工，使抽油機始終處于良好的低能耗工作狀態(tài)。

本軟件選取了精確的抽油機運動特性計算分析。主要體現(xiàn)在曲柄轉(zhuǎn)角-位移曲線、曲柄轉(zhuǎn)角-速度曲線、曲柄轉(zhuǎn)角-加速度曲線、扭矩因數(shù)計算這幾個方面。從而能夠精確地反映出抽油機曲柄在各個不同角度，各種參數(shù)之間的關(guān)系。

抽油機地面診斷優(yōu)化平衡的方法是將抽油機懸點的載荷、位移轉(zhuǎn)換到整個周期的減速箱輸出軸扭矩曲線,即懸點載荷扭矩－曲柄轉(zhuǎn)角曲線,同時計算出平衡塊扭矩－曲柄轉(zhuǎn)角曲線、曲柄扭矩－曲柄轉(zhuǎn)角曲線。幾條扭矩曲線相互抵消后得到的就是凈扭矩曲線，調(diào)平衡的目的就是使抽油機在一個周期內(nèi)凈扭矩最小，也就是抽油機凈扭矩均方根值最小，從而電機在一個運轉(zhuǎn)周期內(nèi)做功最小，耗電量最小，達(dá)到節(jié)能的目的，見圖1。優(yōu)化前后對比見圖2、3。

節(jié)能、省時的 智能調(diào)平衡軟件

通過智能調(diào)平衡軟件與電流法調(diào)平衡現(xiàn)場試驗，驗證其節(jié)能效果及工作效率。2008年共計現(xiàn)場應(yīng)用軟件調(diào)平衡34口井，試驗的抽油機型號有任丘八型（5口）文安八型（5口）冀油八型（10口）霸縣八型（4口）深澤十型（10口），平均單井日節(jié)電25.88度，平均單井調(diào)平衡節(jié)省時間71分鐘。

為了驗證智能調(diào)平衡軟件調(diào)平衡的節(jié)能效果，選取了4口井進(jìn)行軟件優(yōu)化并對調(diào)前耗電量用電度表測量，按照優(yōu)化后的結(jié)果對抽油機井進(jìn)行調(diào)整平衡，都實現(xiàn)了一次調(diào)整并對調(diào)后耗電量用電度表測量，從前后耗電量和平衡度的情況來看智能調(diào)平衡軟件的效果相當(dāng)明顯，平均單井日節(jié)電87.5度。

同時，對比智能調(diào)平衡軟件和電流法調(diào)平衡的節(jié)能效果，選取5口井3種抽油機型進(jìn)行對比試驗，電流法平均單井日節(jié)電量11.85度、智能法平均單井日節(jié)電量32.5度。

在電流法調(diào)平衡的情況下再應(yīng)用軟件調(diào)平衡，看是否還能進(jìn)一步節(jié)能，因此選取了5口井先應(yīng)用電流法調(diào)平衡，然后再應(yīng)用軟件調(diào)整，對比后應(yīng)用軟件調(diào)整單井還可以日節(jié)電20.7度。

在現(xiàn)場應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)在用電流法測評衡時平衡度都比較高將近100%，但應(yīng)用軟件優(yōu)化后還具有可調(diào)余地。因此選取了2口井進(jìn)行試驗，來驗證最佳平衡點是否是節(jié)能最高點試驗。經(jīng)過試驗最佳平衡點并不一定是節(jié)能效果最高點；在平衡率達(dá)到85%以上時，都以節(jié)能效果為主進(jìn)行調(diào)整平衡。

由于應(yīng)用電流法調(diào)平衡所需的時間比較長，減短調(diào)平衡所需時間提高工作效率也是開發(fā)智能調(diào)平衡的一項重要組成部分。為了驗證智能法調(diào)平衡工作效率是否能夠高于電流法調(diào)平衡，選取了10口井進(jìn)行實驗對比。對比后效果相當(dāng)明顯，應(yīng)用電流法調(diào)平衡平均單井用時111分鐘，而用智能調(diào)平衡平均單井用時28.66分鐘，平均單井可節(jié)省85分鐘，智能法比電流法工作效率提高了76%。

對應(yīng)用智能調(diào)平衡試驗的井進(jìn)行復(fù)查來看其有效期。經(jīng)過復(fù)查統(tǒng)計，調(diào)后沒有進(jìn)行過作業(yè)的井平衡度基本保持不變，耗電量也有所下降，由剛調(diào)完的平均單井耗電151.8度減少到目前的149.8度。對調(diào)后進(jìn)行過作業(yè)的井統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)出狀況不發(fā)生變化的井平衡度和耗電量基本不變，措施井產(chǎn)量變化的井平衡度和耗電量變化比較大。

在現(xiàn)場應(yīng)用試驗取得良好的效果后，進(jìn)行了推廣應(yīng)用全年應(yīng)用智能軟件調(diào)平衡295口井，平均單井日節(jié)電20.7度，平均單井調(diào)平衡節(jié)省時間82分鐘。年累節(jié)電54.9萬度，節(jié)約調(diào)平衡時間達(dá)18天，如全年調(diào)整平衡井800口，可節(jié)約調(diào)平衡時間達(dá)46天，同時勞動強度得到緩解。

通過該智能軟件的現(xiàn)場應(yīng)用，年可節(jié)約能耗達(dá)298萬度(按800口井工作量計算，生產(chǎn)天數(shù)按180天計算)，節(jié)約費用134.1萬元。現(xiàn)場試驗及軟件研究費用共計45萬元。投資回收期僅為5個月。