淺談抽油機減速器的數字化改造

摘 要：數字化改造是傳統產業的發展趨勢，隨著數字化抽油機的推廣應用，抽油機減速器數字化改造已十分必要。文章介紹了一種采用PLC控制的減速器潤滑系統，對系統的組成與功能設計進行了探討，并在此基礎上提出對常規抽油機減速器進行數字化改造的方法。

關鍵詞：數字化；抽油機；減速器；PLC

引言

數字化技術指的是運用0和1兩位數字編碼，通過電子計算機、光纜、通信衛星等設備，來表達、傳輸和處理所有信息的技術。隨著科技的進步，油田數字化程度不斷進步和深化，數字化抽油機已經在我國得到推廣應用。

1 抽油機減速器數字化改造的必要性

數字化抽油機主要指具備信息自動采集和自動控制功能的抽油機。數字化抽油機已經集成了油井數據采集模塊，油田的各項指標的采集和信息集成化的處理都是采用計算機數字傳輸的技術，為油田的安全施工提供了必要的技術和數據支持。數字化抽油機實現了抽油機自動調節平衡和沖程、沖次的實時調節，大大提高采油效率，降低了能源消耗。數字化抽油機最低沖次為1.5次/分，最高沖次為20次/分，這要求其配套的減速器在低轉速和高轉速時都能夠良好運轉。但由于潤滑系統的限制，目前常規抽油機減速器一般只能適應高轉速運轉這單一工況，即使是帶有輔助供油系統的減速器也只能保證3沖（即沖次為3次/分）以上時的潤滑需求且其在高沖次時容易因供油量過多引發漏油問題。同時，抽油機減速器作為傳統產業，從未進行過數字化改造，減速器已成為數字化抽油機進一步推廣應用的一個函待解決重要問題。

2 抽油機減速器數字化改造的方式

文章介紹了一種采用PLC控制的減速器潤滑系統，對系統的組成與功能設計進行了探討，并在此基礎上提出對常規抽油機減速器進行數字化改造的方法。PLC（可編程邏輯控制器）是一種采用可編程的存儲器，以微處理器為核心，集通信技術、自動化技術、微機技術與一體的工業控制裝置。PLC具有很強的抗干擾能力，平均無故障時間達到數萬小時以上，故障率低且維修方便，很多機械設備已將PLC控制技術引入到其電控系統中，以實現數字化改造。因此，PLC技術非常適合引入到抽油機減速器控制領域。

抽油機減速器承受的工作負荷大，工作環境惡劣，對潤滑要求十分嚴格。其常用的潤滑方式有飛濺潤滑、浸油潤滑、刮油潤滑以及作為輔助供油系統的類似水車的舀油潤滑等。上述潤滑方式均無法滿足抽油機減速器在沖次低于3沖以下時的潤滑需求，更無法滿足能夠進行高低沖次自動調節的數字化化抽油機工作要求。我們研制開發的這套以PLC為控制核心的減速器潤滑系統，采用旋轉編碼器作為檢測工具，采用電機油泵組作為動力源，通過管路自動在低沖次時對減速器齒輪和軸承進行潤滑，在高沖次時關閉電機油泵組以防止因供油量過多引發漏油問題同時節省能源。其中，旋轉編碼器是一種光電式旋轉測量裝置，它能將被測的角位移直接轉換成數字信號（高速脈沖信號）；電機油泵組是柱塞泵和異步電動機的機電一體化元件，它與傳統的油泵-聯軸器-電機傳動裝置相比，省去聯軸器和泵支架，安裝底板可縮小1/2以上，軸向總長度可減少1/3以上，具有結構緊湊、體積小、重量輕、振動小、噪音低、使用方便等優點。該系統的工作原理是：通過旋轉編碼器對減速器輸出軸轉速進行檢測，旋轉編碼器的輸出脈沖信號直接輸入給PLC，利用PLC的高速計數器對其脈沖信號進行計數和數據處理，根PLC預先設定值（例如3r/min）進行比較，如果減速機輸出轉速低于此值，PLC輸出電機油泵啟動信號，電機油泵組啟動；如果減速機輸出轉速高于此值，PLC輸出電機油泵組關閉信號，電機油泵組關閉。該系統的核心功能是利用PLC根據設定運轉速度實時控制潤滑過程，在此基礎上可添加油位、油溫、噪聲等數據采集模塊，并將采集到的數據輸送到現場抽油機電氣控制柜和遠程控制端上，可實現實時顯示，異常報警。必要時亦可進行遠程控制，從而實現了抽油機減速器的數字化改造。

3 數字化改造是傳統產業的發展趨勢

對抽油機減速器進行改造不僅是為適應數字化抽油機的發展，更會給整個產業帶來翻天覆地的變化。現代社會是信息社會，數字化是信息社會的技術基礎，數字化技術還正在引發一場范圍廣泛的產品革命，各種家用設備，工業設備，信息處理設備都將向數字化方向發展。將數字化技術注入傳統產業，開發新產品，無論從工業裝備和人民生活需求來講，這都是社會發展的趨勢。國家在數字化基礎研究方面應加大資助力度，企業在數字化改造方面應加大投資力度，社會應重視人才隊伍建設，大力培養一批具有創新意識從事數字化基礎研究的高技術人才，傳統制造業應積極開展數字化方面的國際交流和合作，盡快提高我國數字化方面的發展水平，實現我國制造業的跨躍式發展。

4 結束語

將PLC技術引入到傳統抽油機減速器領域，實現減速器數字化，不僅能促進數字化抽油機的發展，更是產業的發展趨勢。

參考文獻

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