常規抽油機信息化的改造

梅云 葉勇華河南油田機械制造有限公司江漢機械研究所

常規抽油機信息化的改造

梅云1葉勇華21河南油田機械制造有限公司2江漢機械研究所

游梁平衡調節裝置主要由擺動臂、小齒輪、減速電機、扇形齒輪和平衡臂組成。近年河南油田進行了CYJ8—3.6—37HB型抽油機的信息化改造，主要完成了在游梁上增加游梁平衡調節裝置，安裝角位移傳感器及載荷傳感器，調試控制柜等工作。優化取消了曲柄上的四塊平衡塊，不但令整機重量得到明顯降低，還簡化了加工工藝，降低了生產成本。游梁平衡調節裝置安裝后，整機的平衡性得到明顯提高，抽油機啟動電流和功率也相應降低，電動機的功率從30kW降低到18.5kW。抽油機運轉后，控制柜控制系統自動調節抽油機平衡度值，使電動機始終處在較為平穩的工作狀態，節能降耗效果明顯，并可實行遠程啟停抽油機。

抽油機；游梁平衡調節裝置；遠程站控系統；改造；節能

隨著油田的不斷勘探開發，油區分布面積越來越大，油井也呈現分散趨勢，給油田原油的生產管理帶來了很大難度。信息化技術、計算機技術及網絡技術的發展，為油田的信息化管理提供了可能，這樣現場的常規抽油機信息化改造工作就提上了日程。通過信息化改造，可以實現抽油機本地操作及遠程操作，可以更加準確地獲得抽油機的運行參數，并能通過控制柜里的集成軟件遠程實現抽油機啟動、停止，平衡調節及沖次值設定工作。

1 整體結構形式

常規抽油機經信息化改造后主要有以下幾部分組成：①常規型游梁式抽油機；②游梁平衡調節裝置，包含執行機構控制單元，具備手動和自動調節功能，調整平衡重的矢量矩，從而實現抽油機平衡度的無級調節；③智能化變頻控制柜；④油田遠程站控系統，實現多站點聯網控制；⑤檢測元器件，載荷傳感器、位移傳感器等。

2 結構特點

游梁平衡調節裝置見圖1，其主要由擺動臂、小齒輪、減速電機、扇形齒輪和平衡臂組成。該裝置特點如下：

（1）工頻狀態下不改變抽油機原有運行模式。

（2）游梁平衡調節裝置采用重型齒輪結構，擺動臂周向運動，簡化了調節線路，力矩直線升降、控速便捷，運行平穩，無沖擊。載荷傳感器和角位移傳感器采集信號，傳輸到控制柜，控制柜經過邏輯判斷發出的指令，驅動平衡電機做相應正反轉，調節擺動錘位置，調節抽油機的平衡度值。當平衡度達到規定值時(平衡度可達95%左右），抽油機電機出力均勻，電流波峰、波谷有效減小，電流穩定；同時電機的發電效應也相應降低，對電網的沖擊減小，并延長主電機壽命，降低能源消耗。

圖1 游梁平衡調節裝置1—擺動錘；2—小齒輪；3—減速電機；4—扇形齒輪；5—平衡臂

（3）智能化變頻控制柜根據示功圖或泵充滿度與軟件設定的沖次匹配關系進行比對，自動計算泵效，得出最佳沖次，發指令給變頻器，自動調整電機速度，調節沖次；也可旋轉手動沖次調節旋鈕改變電機運行速度調，節抽油機的沖次。沖次調節控制面板見圖2。

圖2 沖次調節控制面板

3 性能特點

3.1 基本功能

通過控制柜操作面板，控制抽油機的啟動、停止，參數設置，平衡及沖次調節工作；通過站控軟件控制抽油機的啟動、停止，平衡調節及沖次值設定工作。

3.2 遠程站控功能

遠程站控系統是油田信息化管理系統的重要組成部分，利用現代無線通信技術實現數據的遠程采集處理，依靠計算機技術代替人工巡井抄錄，減輕值班人員工作壓力，提高工作效率，便于規范化管理。站控系統利用組態軟件開發，將功能代碼及數據處理結果全部轉化成可視化界面按鈕或圖形，生成安裝包時集成SQL2005數據庫，將采集數據自動存儲，隨時調用分析，操作簡單方便，值班人員只需熟悉電腦操作即可迅速掌握，無需特殊培訓。可根據油田需要將油井參數、電參數采集并遠程傳輸至監控站。

（1）登錄界面。操作人員輸入用戶名及密碼登陸系統，部分功能設定了管理權限，只有管理員才能操作。

（2）主頁。通過屏幕畫面左上方單選按鈕選擇油井號，此油井的運行狀態會以模擬動畫形式顯示在右上方模擬電腦屏幕上，右下方顯示此油井電參數、井參數、參數設置及控制按鈕。可在參數設置對應文本框內設置參數，點擊控制按鈕實現對機器的啟動、停機、平衡調整。指示燈顯示抽油機的工作狀態，指示燈靜止表示抽油機處于停機狀態，閃爍表示抽油機處于工作狀態。

（3）示功圖分析。可繪制相應抽油機的地面示功圖，值班人員也可根據需要將示功圖以圖片的形式保存（只適用于油井現場）。

（4）采油量分析。將各油井采油量進行統計，用戶可查詢以往某個時間段內各油井的采油量，監控系統可將其轉化成柱狀圖和平面圖方便用戶直觀查看。

（5）報警管理。可根據用戶實際要求，分配報警區域、報警類型和報警內容（必須根據現場實際情況進行調配）。

（6）報表查看。可查看某一口井的日產液量和月產液量并形成報表，用戶可根據需要將報表打印（只適用油井現場）。

（7）操作日志。記錄值班人員的值班情況，可根據需要顯示登錄時間、注銷時間及值班人姓名，也可將日志表直接打印。

（8）應急操作。針對信號不穩定造成的指令下達不復位情況，值班人員可以查看當前指令狀態，點擊相應復位按鈕使控制命令復位，避免指令卡死造成下達指令失效。復位控制面板見圖3。

圖3 復位控制面板

4 現場試驗

近年河南油田進行了CYJ8—3.6—37HB型抽油機的信息化改造，主要完成了在游梁上增加游梁平衡調節裝置，安裝角位移傳感器及載荷傳感器，調試控制柜等工作。改造后的抽油機經過了現場運行與試驗，具有以下優點：

（1）優化取消了曲柄上的四塊平衡塊，不但令整機重量得到明顯降低，還簡化了加工工藝，降低了生產成本。

（2）游梁平衡調節裝置安裝后，整機的平衡性得到明顯提高，抽油機啟動電流和功率也相應降低，電動機的功率從30kW降低到18.5kW。

（3）抽油機運轉后，控制柜控制系統自動調節抽油機平衡度值，使電動機始終處在較為平穩的工作狀態，電機電流與改造前對比明顯降低，節能降耗效果明顯，并可實行遠程啟停抽油機。

（4）改造前抽油機沖次為2、3、4次三種，靠人工更換皮帶輪調整沖次；改造后沖次為2～4次無級調整，只用旋轉旋鈕調整即可，安全方便快捷。

5 結語

目前我國大多數油田井場安裝的都是常規型抽油機，隨著使用時間的增加，現場管理難度大、能耗高，維護、管理人員不足的情況不斷出現。在這種情況下，對油田在用常規型抽油機進行信息化改造，既有利于各油田的規范化、標準化管理，又可以有效降低巡井人員勞動強度，提高工作效率；同時通過長時間的運行后還可以大幅度降低能耗，節能效果明顯。

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.4.002