常规抽油机信息化的改造

梅云 叶勇华河南油田机械制造有限公司江汉机械研究所

常规抽油机信息化的改造

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游梁平衡调节装置主要由摆动臂、小齿轮、减速电机、扇形齿轮和平衡臂组成。近年河南油田进行了CYJ8—3.6—37HB型抽油机的信息化改造，主要完成了在游梁上增加游梁平衡调节装置，安装角位移传感器及载荷传感器，调试控制柜等工作。优化取消了曲柄上的四块平衡块，不但令整机重量得到明显降低，还简化了加工工艺，降低了生产成本。游梁平衡调节装置安装后，整机的平衡性得到明显提高，抽油机启动电流和功率也相应降低，电动机的功率从30kW降低到18.5kW。抽油机运转后，控制柜控制系统自动调节抽油机平衡度值，使电动机始终处在较为平稳的工作状态，节能降耗效果明显，并可实行远程启停抽油机。

抽油机；游梁平衡调节装置；远程站控系统；改造；节能

随着油田的不断勘探开发，油区分布面积越来越大，油井也呈现分散趋势，给油田原油的生产管理带来了很大难度。信息化技术、计算机技术及网络技术的发展，为油田的信息化管理提供了可能，这样现场的常规抽油机信息化改造工作就提上了日程。通过信息化改造，可以实现抽油机本地操作及远程操作，可以更加准确地获得抽油机的运行参数，并能通过控制柜里的集成软件远程实现抽油机启动、停止，平衡调节及冲次值设定工作。

1 整体结构形式

常规抽油机经信息化改造后主要有以下几部分组成：①常规型游梁式抽油机；②游梁平衡调节装置，包含执行机构控制单元，具备手动和自动调节功能，调整平衡重的矢量矩，从而实现抽油机平衡度的无级调节；③智能化变频控制柜；④油田远程站控系统，实现多站点联网控制；⑤检测元器件，载荷传感器、位移传感器等。

2 结构特点

游梁平衡调节装置见图1，其主要由摆动臂、小齿轮、减速电机、扇形齿轮和平衡臂组成。该装置特点如下：

（1）工频状态下不改变抽油机原有运行模式。

（2）游梁平衡调节装置采用重型齿轮结构，摆动臂周向运动，简化了调节线路，力矩直线升降、控速便捷，运行平稳，无冲击。载荷传感器和角位移传感器采集信号，传输到控制柜，控制柜经过逻辑判断发出的指令，驱动平衡电机做相应正反转，调节摆动锤位置，调节抽油机的平衡度值。当平衡度达到规定值时(平衡度可达95%左右），抽油机电机出力均匀，电流波峰、波谷有效减小，电流稳定；同时电机的发电效应也相应降低，对电网的冲击减小，并延长主电机寿命，降低能源消耗。

图1 游梁平衡调节装置1—摆动锤；2—小齿轮；3—减速电机；4—扇形齿轮；5—平衡臂

（3）智能化变频控制柜根据示功图或泵充满度与软件设定的冲次匹配关系进行比对，自动计算泵效，得出最佳冲次，发指令给变频器，自动调整电机速度，调节冲次；也可旋转手动冲次调节旋钮改变电机运行速度调，节抽油机的冲次。冲次调节控制面板见图2。

图2 冲次调节控制面板

3 性能特点

3.1 基本功能

通过控制柜操作面板，控制抽油机的启动、停止，参数设置，平衡及冲次调节工作；通过站控软件控制抽油机的启动、停止，平衡调节及冲次值设定工作。

3.2 远程站控功能

远程站控系统是油田信息化管理系统的重要组成部分，利用现代无线通信技术实现数据的远程采集处理，依靠计算机技术代替人工巡井抄录，减轻值班人员工作压力，提高工作效率，便于规范化管理。站控系统利用组态软件开发，将功能代码及数据处理结果全部转化成可视化界面按钮或图形，生成安装包时集成SQL2005数据库，将采集数据自动存储，随时调用分析，操作简单方便，值班人员只需熟悉电脑操作即可迅速掌握，无需特殊培训。可根据油田需要将油井参数、电参数采集并远程传输至监控站。

（1）登录界面。操作人员输入用户名及密码登陆系统，部分功能设定了管理权限，只有管理员才能操作。

（2）主页。通过屏幕画面左上方单选按钮选择油井号，此油井的运行状态会以模拟动画形式显示在右上方模拟电脑屏幕上，右下方显示此油井电参数、井参数、参数设置及控制按钮。可在参数设置对应文本框内设置参数，点击控制按钮实现对机器的启动、停机、平衡调整。指示灯显示抽油机的工作状态，指示灯静止表示抽油机处于停机状态，闪烁表示抽油机处于工作状态。

（3）示功图分析。可绘制相应抽油机的地面示功图，值班人员也可根据需要将示功图以图片的形式保存（只适用于油井现场）。

（4）采油量分析。将各油井采油量进行统计，用户可查询以往某个时间段内各油井的采油量，监控系统可将其转化成柱状图和平面图方便用户直观查看。

（5）报警管理。可根据用户实际要求，分配报警区域、报警类型和报警内容（必须根据现场实际情况进行调配）。

（6）报表查看。可查看某一口井的日产液量和月产液量并形成报表，用户可根据需要将报表打印（只适用油井现场）。

（7）操作日志。记录值班人员的值班情况，可根据需要显示登录时间、注销时间及值班人姓名，也可将日志表直接打印。

（8）应急操作。针对信号不稳定造成的指令下达不复位情况，值班人员可以查看当前指令状态，点击相应复位按钮使控制命令复位，避免指令卡死造成下达指令失效。复位控制面板见图3。

图3 复位控制面板

4 现场试验

近年河南油田进行了CYJ8—3.6—37HB型抽油机的信息化改造，主要完成了在游梁上增加游梁平衡调节装置，安装角位移传感器及载荷传感器，调试控制柜等工作。改造后的抽油机经过了现场运行与试验，具有以下优点：

（1）优化取消了曲柄上的四块平衡块，不但令整机重量得到明显降低，还简化了加工工艺，降低了生产成本。

（2）游梁平衡调节装置安装后，整机的平衡性得到明显提高，抽油机启动电流和功率也相应降低，电动机的功率从30kW降低到18.5kW。

（3）抽油机运转后，控制柜控制系统自动调节抽油机平衡度值，使电动机始终处在较为平稳的工作状态，电机电流与改造前对比明显降低，节能降耗效果明显，并可实行远程启停抽油机。

（4）改造前抽油机冲次为2、3、4次三种，靠人工更换皮带轮调整冲次；改造后冲次为2～4次无级调整，只用旋转旋钮调整即可，安全方便快捷。

5 结语

目前我国大多数油田井场安装的都是常规型抽油机，随着使用时间的增加，现场管理难度大、能耗高，维护、管理人员不足的情况不断出现。在这种情况下，对油田在用常规型抽油机进行信息化改造，既有利于各油田的规范化、标准化管理，又可以有效降低巡井人员劳动强度，提高工作效率；同时通过长时间的运行后还可以大幅度降低能耗，节能效果明显。

（栏目主持 杨军）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.4.002