【正文】 ③檢查減速箱齒輪齒是否磨損，如磨損需更換或大修。(1)電動機效率低①檢查電動機選型是否合理，按廠家提供的電動機外特性曲線檢查電動機工作時平均功率是否達到額定功率35%以上，否則需要更換電動機。(5)抽油桿效率光桿功率與光桿功率將去抽油桿摩擦損失的比值即為抽油桿效率。按游梁支撐位置的不同，可以分為Ⅰ類杠桿和Ⅲ類杠桿兩種類型，因此游梁式抽油機的四桿機構(gòu)原則上可以有6種型式。減速箱傳動效率主要有軸承傳動效率和齒輪傳動能量損失，軸承傳動效率可用以下公式計算： ()PZ—— 一副軸承因摩擦產(chǎn)生的功率損耗，W；G——軸承承受的載荷，N；——軸承線速度，m/s；f——摩擦系數(shù)。(1)電動機效率電動機的輸出功率與輸入功率的比值即為電動機效率，一般情況下，電動機效率不應(yīng)低于86%。越接近1，表示扭矩變化越均勻。 游梁式抽油機減速器的扭矩計算[9][10](1)減速器扭矩計算公式本章以曲柄平衡的游梁式抽油機()為例研究減速器的扭矩計算。 懸點動載荷與動力示功圖(1)動載荷計算抽油桿柱和液柱在不等速運動過程中產(chǎn)生慣性力而作用于懸點的載荷稱為動載荷。(3)懸點靜載荷上沖程懸點靜載荷為： ()下沖程懸點靜載荷為： ()(4)靜力示功圖在由下沖程轉(zhuǎn)為上沖程時，抽油桿柱伸長；在由上沖程轉(zhuǎn)為下沖程時，抽油桿柱縮短。 游梁式抽油機的懸點載荷[9][10]游梁式抽油機通過抽油桿柱帶動井下抽油泵工作時，在抽油機驢頭懸點上作用有三類載荷：(1)靜載荷，是包括抽油桿柱自重以及油管內(nèi)外液體靜壓力作用于抽油泵柱塞上的液柱靜載荷。在曲柄角速度等于常數(shù)的情況下，問題也就歸結(jié)為求解懸點位移、速度和加速的隨曲柄轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律。 研究內(nèi)容(1)針對常規(guī)十型抽油機工作的典型工況進行系統(tǒng)的全效率分析，找出影響該抽油機系統(tǒng)效率低的各種因素，針對主要因素對其進行設(shè)計改造。我國無游梁抽油機研制起步較晚，但近年來發(fā)展很快，已投入使用和正在設(shè)計、研究、開發(fā)、制造的無游梁抽油機達數(shù)十種之多。 (7)彎游梁抽油機彎游梁抽油機采用前置驅(qū)動，取消常規(guī)抽油機的大回轉(zhuǎn)半徑的曲柄平衡方式，結(jié)構(gòu)上使游梁下偏一定角度，平衡重固定在游梁尾部，整機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，凈扭矩曲線比較平穩(wěn)，實現(xiàn)了節(jié)能降耗。配重置于吊臂末端，相對游梁大幅下置，便于安裝和調(diào)整，并且下置的幅度可調(diào)。但常規(guī)曲柄平衡抽油機的結(jié)構(gòu)特點也決定了其自身存在諸多的不足，如工作中產(chǎn)生很大的交變載荷，能耗高、不容易實現(xiàn)長沖程等，無法解決“大馬拉小車”、能耗高的缺點，這給用戶造成較大的資源浪費。美國CMI公司主要生產(chǎn)偏置式抽油機，該機特點在于連桿與游梁夾角始終為90176。但更換新型抽油機費用相對較高，因此對這些常規(guī)抽油機進行節(jié)能改造是目前迫切需要解決的問題，從國內(nèi)對抽油機改造的經(jīng)驗來看，改造一臺抽油機的費用約為更換新機的30%40%，且改造周期比制造新抽油機周期短，能及時滿足油田生產(chǎn)的需要，有著良好的經(jīng)濟效益和社會效益。新疆油田的抽油機井占機采井的92%以上，近幾年的統(tǒng)計結(jié)果表明，中石油的抽油機井的系統(tǒng)效率大概在25%左右，而新疆油田的抽油機井的系統(tǒng)效率為22%左右，處于較低水平。最后對全文的研究內(nèi)容進行了簡要的總結(jié)。摘 要在新疆油田節(jié)能降耗、挖潛增效的工作背景下，對常規(guī)十型抽油機進行了系統(tǒng)的理論研究，提出了改造方案，并對方案進行對比分析，選取最優(yōu)方案進行現(xiàn)場改造試驗，最后大面積推廣。關(guān)鍵詞：抽油機；效率分析；節(jié)能；改造ABSTRACTSystem efficiency analysis and energy conservation improvement for the 10size conventional beam pumping unitABSTRACTAt the background of energysaving and improving efficiency of the Xinjiang Oilfield Company, systematically studied the 10size conventional beam pumping unit, put forward reconstruction projects, selected the most excellent project to test by contrasting the projects, finally extended largely. Detailed content was followed：Firstly, the development overview of domestic and international pumping unit, the status quo of the reconstruction of conventional beam pumping unit were discussed, and put forward the main contents of this paper.Secondly, the kinematics, the dynamics and the reducer’s torque characteristics of the conventional beam pumping unit were studied deeply to provide a theoretical basis for optimization of reconstruction projects.Thirdly, system efficiency of the pumping unit was studied, the factors affecting the system efficiency, and the measures improving the system efficiency were pointed out, the energy consumption and the equilibrium theories of the pumping unit were analyzed, and the energysaving mechanism of the pumping unit was studied, which provided theoretical support for the design of the reconstruction projects.Fourthly, selected the typical pumping unit, the typical well conditions to calculate, got the parameters of the pumping unit, such as the horsehead load, the net torque of reduce ,the loop mean square torque ,the periodical load coefficient and so on. Designed three reconstruction projects, calculated and contrasted them, and then to try out.Fifthly, summarized the effect of the application on the field, the economic and social benefits, verified the feasibility of reconstruction projects, and then selected one project to extend on a large scale.Finally, briefed the research contents of the paper.Key Words：beam pumping unit。根據(jù)有桿抽油系統(tǒng)的特點，抽油機井的系統(tǒng)效率可以分為地面效率和井下效率兩部分，以光桿為界，光桿以上的機械傳動效率和電機的運行效率乘積為地面效率，光桿以下到抽油泵，再從抽油泵到井口的效率為井下效率，因此抽油機的系統(tǒng)效率是影響地面效率的主要因素。本課題就是吸取國內(nèi)抽油機改造的經(jīng)驗教訓，對常規(guī)十型抽油機進行全系統(tǒng)的效率分析，提出合理的改造方案，使之既保持常規(guī)抽油機的優(yōu)點又能體現(xiàn)出節(jié)能降耗的特點，最大限度的降低采油成本。曲柄轉(zhuǎn)角上沖程為192176。(2)異相曲柄抽油機異相曲柄抽油機與常規(guī)游梁式抽油機相比，該機的游梁后臂長度縮短，減速箱相對于支架的位置后移。針對不同的工況、井況下的載荷都有較好的平衡效果，適用于中、低粘度較深油藏的開采。該技術(shù)在常規(guī)抽油機的改造上應(yīng)用，能夠明顯提高常規(guī)機的平衡率，降低能耗，在全國各油田得到應(yīng)用。無游梁抽油機的最大優(yōu)點在于沒有笨重的游梁，大大降低運動系統(tǒng)的慣性負荷，容易實現(xiàn)長沖程，相對損失小，有效沖程大。(2)在現(xiàn)有文獻的基礎(chǔ)上，對我國開發(fā)研制的各種節(jié)能抽油機在其結(jié)構(gòu)、運動特性、節(jié)能效果上進行對比和評價，選擇一種高效的節(jié)能抽油機的結(jié)構(gòu)形式對常規(guī)抽油機進行節(jié)能改造。本章對抽油機理論的研究均以后置式常規(guī)游梁式抽油機()為例進行討論。(2)動載荷，是由于抽油桿柱和油管內(nèi)液體作不等速運動而產(chǎn)生的桿柱動載荷以及作用于柱塞上的液柱動載荷。伸長或縮短的變形量為： () ()式中——抽油桿柱靜變形，；——抽油桿截面積，； ——抽油桿鋼材彈性模量，108 ； ——抽油桿彈性常數(shù)。上沖程動載荷： ()下沖程動載荷： ()式中——抽油桿柱動載荷 ()——液柱動載荷 ()—— 加速度修正系數(shù) ()——油管流通面積，；——作用于柱塞環(huán)形面積上的液柱重量。為了便于研究特設(shè)定下列符號：——擺動件自重(游梁、驢頭、橫梁等)，；——擺動部件重心至游梁支承的距離，；——擺動部件的轉(zhuǎn)動慣量，；——游梁與水平線之間的夾角；——曲柄處于水平位置時平衡重與曲柄對減速器輸出軸中心的力矩，；——平衡相位角，即曲柄軸中心到曲柄平衡重重心之連線與曲柄半徑R的夾角；由R到連線按旋轉(zhuǎn)方向度量；——四連桿機構(gòu)的傳動效率。 () 游梁式抽油機的功率計算[9](1)光桿功率光桿功率Pr是指在懸繩器處測得的為了提升光桿載荷而消耗的功率，也就是游梁式抽油機的輸出功率。游梁式抽油機工作是電動機載荷變化極大，甚至會出現(xiàn)負載荷，存在不同程度的大馬拉小車現(xiàn)象，因此電動機效率變化極大，影響效率的主要因素有：①銅損，產(chǎn)生于電動機繞組中電流的損耗，其大小與電流的平方和電阻成正比。根據(jù)經(jīng)驗統(tǒng)計，一副軸承傳動能量損失約為1%，減速箱一般三副軸承共損失3%；一副齒輪傳動功率損失約為2%。不同的四桿機構(gòu)型式對抽油機的性能有重大影響，而且同一機型的桿長尺寸的相互比值對抽油機的性能也有顯著影響。在抽油過程中抽油桿與油管和抽油桿與液體之間會產(chǎn)生摩擦造成功率損失，對稀油而言，抽油桿與液體的摩擦力很小，可以忽略不計，但對稠油井而言，摩擦力相當大，由于每口井井況千差萬別，無法準確計算。②研究資料表明，電壓低于額定電壓不超過10%時，一般降壓5%左右往往能提高效率。(4)四連桿機構(gòu)效率低①檢查軸承潤滑油是否不足或變質(zhì)，應(yīng)補充或更換。(7)深井泵效率低①測示功圖拉線檢查漏失，漏失超標應(yīng)檢泵。第三方面，是系統(tǒng)能量倒流造成的損耗，游梁式抽油機因載荷劇烈變化，系統(tǒng)中存在能量倒流。 游梁式抽油機平衡分析[20]從以上游梁式抽油機的能耗分析可知，抽油機是否節(jié)能關(guān)鍵是抽油機的平衡率，平衡率直接影響到減速器的最大扭矩和均方根扭矩，最大扭矩越大，就要選用額定扭矩更大的減速器，均方根扭矩越大，就要選用更大功率的電動機，負扭矩增大會加大齒輪沖擊，降低減速器壽命，扭矩波動增大，使抽油機運轉(zhuǎn)更加不平穩(wěn)，運動性能惡化，抽油機的軸功率波動加大，增加電動機的輸入功率，降低電動機效率。氣平衡是利用氣體的可壓縮性而改變壓能來實現(xiàn)平衡的。由此可見，曲柄平衡抽油機平衡效果差、能耗高的缺點正是由曲柄平衡這種平衡方式所決定的。傳統(tǒng)的復(fù)合平衡抽油機是直接在游梁尾部加平衡重，因其平效果不佳已逐步被淘汰。當然，與游梁平衡相比，其優(yōu)勢在于可以做到使連桿只承受拉力，可避免游梁平衡抽油機因連桿承受拉壓交變載荷而帶來的抽油機穩(wěn)定和安全方面的問題。因此氣平衡抽油機雖然平衡效果好，但是很難在油田上大面積推廣應(yīng)用[10]。(2)抽油機本身運動性能所決定的光桿載荷,即光桿示功圖；圍繞這一指標主要是改變抽油機的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)節(jié)能，改變抽油機結(jié)構(gòu)的典型機型就是變“參數(shù)”的異形雙驢頭抽油機。為了減少電動機在上下沖程中受到的不均勻載荷,在抽油機上普遍加裝平衡裝置。；ψt=176。下偏平衡角度的確定：從減速器扭矩曲線圖可以看出，最大載荷扭矩，由載荷扭矩計算公式可以計算出當176。利用這一變矩原理可有效削減懸點載荷峰值扭矩,改變抽油機的曲柄軸凈扭矩曲線的形狀和大小，使其波動平緩,且能減小負扭矩,從而減小抽油機的周期載荷系數(shù),提高電動機的工作效率[18]。不同的決策者，即使是同一個決策者在不同情況下也可能選擇不同的解[12]。增加平衡驢頭、平衡箱