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抽油機調平衡是機采基礎管理的一項重要工作，抽油機是否平衡影響抽油機的平穩運行，同時也制約生產能耗，如何及時、快速、準確地調整抽油機平衡一直是我們攻堅的課題，而智能調平衡技術則以地面功圖為基礎，結合抽油機運動幾何參數，應用實時動態仿真平衡調節系統，進行抽油機地面調平衡節能分析優化，給出設計方案，指導現場施工，使抽油機達到低能耗工作狀態。

常規調平衡 存在安全風險

抽油機平衡調整工作是機械采油管理中一項基礎工作，抽油機調平衡的目的是延長抽油機的使用壽命和降低生產能耗，目前調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、不能夠及時準確一次調整到位的問題。如何利用計算機、數據庫、網絡技術對調平衡管理工作進行信息化處理，降低員工調平衡工作強度，提高調平衡工作效率、同時降低生產能耗使調平衡數據集中管理、實現資源共享，提供準確及時的數據顯得尤為迫切。

通過對采油廠近幾年的調平衡前后電流的情況分析，平均每年調平衡后電流上升的井達92口左右，占全年調平衡總井數的11%。對調平衡后電流上升的幾口井安裝的電度表進行跟蹤測量，發現調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、調參、作業等有動態變化的井數比較多，導致平均年工作量高達835口井以上，年工作量占全廠油井總數的80%左右，而且調平衡所需的勞動力不足，調平衡所需時間長、導致周期長，無法及時調整抽油機的平衡。

在應用電流法調平衡時，很難能夠實現一次調到位的情況。根據調查應用電流法調平衡普遍存在多次調動平衡塊導致安全風險增大；并且調平衡工作所需的時間長，最長可達3小時以上。如何實現一次調整到位顯得尤其必要。

調平衡提出的更高要求

目前的調平衡管理還停留在上報報表、數據傳遞的階段。遠遠達不到信息化平臺操作的要求。因此利用計算機、數據庫、網絡技術對調平衡管理工作進行信息化處理，降低員工調平衡工作強度，提高調平衡工作效率、使調平衡數據集中管理、實現資源共享，提供準確及時的數據顯得尤為迫切。

此軟件以地面功圖為基礎結合抽油機運動幾何參數，應用實時動態仿真平衡調節系統，進行抽油機地面調平衡節能分析優化。同時將地面功圖數據進行批量計算優化，及時發現節能潛力，給出設計方案，指導現場施工，使抽油機始終處于良好的低能耗工作狀態。

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

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

節能、省時的 智能調平衡軟件

通過智能調平衡軟件與電流法調平衡現場試驗，驗證其節能效果及工作效率。2008年共計現場應用軟件調平衡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），平均單井日節電25.88度，平均單井調平衡節省時間71分鐘。

為了驗證智能調平衡軟件調平衡的節能效果，選取了4口井進行軟件優化并對調前耗電量用電度表測量，按照優化后的結果對抽油機井進行調整平衡，都實現了一次調整并對調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平衡軟件的效果相當明顯，平均單井日節電87.5度。

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

在電流法調平衡的情況下再應用軟件調平衡，看是否還能進一步節能，因此選取了5口井先應用電流法調平衡，然后再應用軟件調整，對比后應用軟件調整單井還可以日節電20.7度。

在現場應用過程中發現在用電流法測評衡時平衡度都比較高將近100%，但應用軟件優化后還具有可調余地。因此選取了2口井進行試驗，來驗證最佳平衡點是否是節能最高點試驗。經過試驗最佳平衡點并不一定是節能效果最高點；在平衡率達到85%以上時，都以節能效果為主進行調整平衡。

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

對應用智能調平衡試驗的井進行復查來看其有效期。經過復查統計，調后沒有進行過作業的井平衡度基本保持不變，耗電量也有所下降，由剛調完的平均單井耗電151.8度減少到目前的149.8度。對調后進行過作業的井統計發現，產出狀況不發生變化的井平衡度和耗電量基本不變，措施井產量變化的井平衡度和耗電量變化比較大。

在現場應用試驗取得良好的效果后，進行了推廣應用全年應用智能軟件調平衡295口井，平均單井日節電20.7度，平均單井調平衡節省時間82分鐘。年累節電54.9萬度，節約調平衡時間達18天，如全年調整平衡井800口，可節約調平衡時間達46天，同時勞動強度得到緩解。

通過該智能軟件的現場應用，年可節約能耗達298萬度(按800口井工作量計算，生產天數按180天計算)，節約費用134.1萬元。現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。