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[摘 要]目前，我厂抽油机井调平衡主要采用电流法进行，此方法存在着人为测试误差、调平衡不能一步到位等缺点，调平衡过程中增加了工人的劳动强度和劳动时间，效率低下。智能调平衡系统可有效解决这一问题，可以一次将平衡块精确地调整到位。本文介绍了智能调平衡系统的原理并对现场应用的50口井进行了简单的归纳分析，取得初步认识。
[关键词]智能调平衡系统 原理 应用与认识
中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）17-636-01
1.引言
目前，我厂抽油机井调平衡主要采用电流法进行，测试得出抽油机下冲程电流值与上冲程电流值，二者的比值范围在0.85- 1之间则认为抽油机是平衡的；如果二者比值不在这个范围之内，则抽油机不平衡，需进行平衡块的调整。根据测试数据判断平衡不够或平衡过重对曲柄平衡块进行向外或向内移动，但此时仅能知道调整的方向，却不能知道调整的距离为多大，需要进行多次调整才能到位，增加了工人的劳动量和劳动时间，效率低下。智能调平衡系统可有效改进这一问题，系统通过对抽油机相关数据的加工分析，可精确得出平衡块调整的方向与距离，减轻了工人的劳动强度，减少了工作量，并节省了大量时间，提高了工作效率。
2.技术思路与基本原理
2.1技术思路
抽油机工作时，由悬点载荷和平衡重（曲柄+平衡块）在曲柄轴上造成的扭矩与电动机输入给曲柄轴的扭矩应该是相等的。智能调平衡系统就是根据扭矩平衡这个原理，利用计算机软件技术，以地面实测示功图为基础，计算出悬点载荷扭矩与曲柄转角关系并绘制出悬点载荷扭矩-曲柄转角曲线，同时计算并绘制出平衡块扭矩-曲柄转角曲线、曲柄扭矩-曲柄转角曲线。三条扭矩曲线相互抵消后得到净扭矩曲线，抽油机在一个周期内净扭矩最小，即抽油机净扭矩均方根值最小，则电机输入给曲柄轴的扭矩最小，从而电机做功最小，耗电量最小，达到节能的目的。
2.2基本原理
测试抽油机井地面示功图，利用计算机软件系统与功图数据进行对接，取得各点的载荷与位移数据，再利用位移与曲柄转角的关系计算出悬点载荷扭矩——曲柄转角的函数关系，利用绘图技术将函数关系转化为悬点载荷扭矩——曲柄转角曲线。
利用抽油机几何参数，计算出曲柄扭矩——曲柄转角、平衡块扭矩——曲柄转角的函数关系，再利用绘图技术将函数关系转化为曲柄扭矩——曲柄转角曲线和平衡块扭矩——曲柄转角曲线。
三条曲线通过抵消后，得到净扭矩——转角曲线。根据扭矩平衡原理，曲柄轴输出扭矩即为净扭矩，曲柄轴输出扭矩最小即净扭矩值最小则电机做功最小，耗电量最小。
下图为净扭矩曲线图：
净扭矩值在一个周期内是一个随转角而变化的值，可用一个确定的有效值来代替一个周期内的变化的扭矩值，这个值就是均方根值，要想使整个周期内净扭矩值最小，就是让这个均方根值最小。
均方根计算式为：
计算机软件系统对净扭矩曲线上的扭矩值取值是随机取得的，这些随机取得的数值能够使均方根值达到最小或与最小值之差在一定精度范围内，计算精度很高。
净扭矩的均方根值是平衡塊到输出轴支点的距离R的函数，即
从图中可以看出，调整前后的平衡块扭矩和净扭矩曲线有所变化，净扭矩曲线的均方根值取得最小。
另外，通过电能表测试对比，用智能法调平衡后抽油机耗电量降低，具有良好的节电效果。（数据对比表略）
4.几点认识：
（1）通过试验数据可以得出：智能调平衡采用扭矩平衡的原理进行平衡调整，且用计算机进行精确计算，因此，该方法节电效果较好，与电流法调平衡相比较，平均单井日节电6.1KWh，节电率为4.1%。
（2）智能调平衡打破了以往电流调平衡的粗略评价方法，该方法调平衡考虑的是抽油机整个运动周期内的平衡状况，不仅是两个点，应用示功图计算方法可真正精确地计算出抽油机的平衡状况，平衡调整一步到位，直接调整到最佳位置，比常规电流法调平衡更节能，节省劳动时间，减轻了工人的劳动强度，提高了工作效率。此外，智能调平衡系统可以对抽油机井进行大批量的处理，进而对调平衡工作整体效率的提高起到了较大作用。
（3）智能调平衡较电流法调平衡更准确，更快捷，适宜在运用游梁式抽油机的油田进行推广。
参考文献：
[1]游梁式抽油机的动力及节能分析——郭东 白雪明
[2]基于SIMULINK的游梁抽油机曲柄扭矩分析——朱海燕 刘清友 肖晓华 何玉发
作者简介：
金天，第二采油厂作业大队15队技术员。
[关键词]智能调平衡系统 原理 应用与认识
中图分类号：TG333.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）17-636-01
1.引言
目前，我厂抽油机井调平衡主要采用电流法进行，测试得出抽油机下冲程电流值与上冲程电流值，二者的比值范围在0.85- 1之间则认为抽油机是平衡的；如果二者比值不在这个范围之内，则抽油机不平衡，需进行平衡块的调整。根据测试数据判断平衡不够或平衡过重对曲柄平衡块进行向外或向内移动，但此时仅能知道调整的方向，却不能知道调整的距离为多大，需要进行多次调整才能到位，增加了工人的劳动量和劳动时间，效率低下。智能调平衡系统可有效改进这一问题，系统通过对抽油机相关数据的加工分析，可精确得出平衡块调整的方向与距离，减轻了工人的劳动强度，减少了工作量，并节省了大量时间，提高了工作效率。
2.技术思路与基本原理
2.1技术思路
抽油机工作时，由悬点载荷和平衡重（曲柄+平衡块）在曲柄轴上造成的扭矩与电动机输入给曲柄轴的扭矩应该是相等的。智能调平衡系统就是根据扭矩平衡这个原理，利用计算机软件技术，以地面实测示功图为基础，计算出悬点载荷扭矩与曲柄转角关系并绘制出悬点载荷扭矩-曲柄转角曲线，同时计算并绘制出平衡块扭矩-曲柄转角曲线、曲柄扭矩-曲柄转角曲线。三条扭矩曲线相互抵消后得到净扭矩曲线，抽油机在一个周期内净扭矩最小，即抽油机净扭矩均方根值最小，则电机输入给曲柄轴的扭矩最小，从而电机做功最小，耗电量最小，达到节能的目的。
2.2基本原理
测试抽油机井地面示功图，利用计算机软件系统与功图数据进行对接，取得各点的载荷与位移数据，再利用位移与曲柄转角的关系计算出悬点载荷扭矩——曲柄转角的函数关系，利用绘图技术将函数关系转化为悬点载荷扭矩——曲柄转角曲线。
利用抽油机几何参数，计算出曲柄扭矩——曲柄转角、平衡块扭矩——曲柄转角的函数关系，再利用绘图技术将函数关系转化为曲柄扭矩——曲柄转角曲线和平衡块扭矩——曲柄转角曲线。
三条曲线通过抵消后，得到净扭矩——转角曲线。根据扭矩平衡原理，曲柄轴输出扭矩即为净扭矩，曲柄轴输出扭矩最小即净扭矩值最小则电机做功最小，耗电量最小。
下图为净扭矩曲线图：
净扭矩值在一个周期内是一个随转角而变化的值，可用一个确定的有效值来代替一个周期内的变化的扭矩值，这个值就是均方根值，要想使整个周期内净扭矩值最小，就是让这个均方根值最小。
均方根计算式为：
计算机软件系统对净扭矩曲线上的扭矩值取值是随机取得的，这些随机取得的数值能够使均方根值达到最小或与最小值之差在一定精度范围内，计算精度很高。
净扭矩的均方根值是平衡塊到输出轴支点的距离R的函数，即
从图中可以看出，调整前后的平衡块扭矩和净扭矩曲线有所变化，净扭矩曲线的均方根值取得最小。
另外，通过电能表测试对比，用智能法调平衡后抽油机耗电量降低，具有良好的节电效果。（数据对比表略）
4.几点认识：
（1）通过试验数据可以得出：智能调平衡采用扭矩平衡的原理进行平衡调整，且用计算机进行精确计算，因此，该方法节电效果较好，与电流法调平衡相比较，平均单井日节电6.1KWh，节电率为4.1%。
（2）智能调平衡打破了以往电流调平衡的粗略评价方法，该方法调平衡考虑的是抽油机整个运动周期内的平衡状况，不仅是两个点，应用示功图计算方法可真正精确地计算出抽油机的平衡状况，平衡调整一步到位，直接调整到最佳位置，比常规电流法调平衡更节能，节省劳动时间，减轻了工人的劳动强度，提高了工作效率。此外，智能调平衡系统可以对抽油机井进行大批量的处理，进而对调平衡工作整体效率的提高起到了较大作用。
（3）智能调平衡较电流法调平衡更准确，更快捷，适宜在运用游梁式抽油机的油田进行推广。
参考文献：
[1]游梁式抽油机的动力及节能分析——郭东 白雪明
[2]基于SIMULINK的游梁抽油机曲柄扭矩分析——朱海燕 刘清友 肖晓华 何玉发
作者简介：
金天，第二采油厂作业大队15队技术员。