抽油機數(shù)字化控制技術(shù)

蘇祖光

摘要：隨著現(xiàn)代化技術(shù)不斷發(fā)展，各行各業(yè)在自動化方向的投入逐漸增加，建設(shè)規(guī)模的擴大也成為了未來行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。與之相應(yīng)的，其對能源的消耗量也逐漸增加。以石油為代表的傳統(tǒng)能源，逐漸扼住了工業(yè)企業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的命脈。抽油機是石油工業(yè)的重要機械設(shè)備之一，數(shù)字化技術(shù)的不斷提升與優(yōu)化，讓自動化采油控制技術(shù)更為成熟，但是在抽油機數(shù)字化的過程中，卻由于受到建設(shè)環(huán)境等的限制，產(chǎn)生了部分問題。本文簡單的闡述了數(shù)字化抽頭控制技術(shù)的構(gòu)成，并針對其工作內(nèi)容，對其數(shù)字化控制技術(shù)深入應(yīng)用進行了研究與展望。

關(guān)鍵詞：油田;數(shù)字化建設(shè);抽油機;

引言：

市場經(jīng)濟不斷發(fā)展，我國社會形勢也不斷發(fā)生著變化。企業(yè)興起，能源需求量也逐漸提升，促使石油行業(yè)逐漸向自動化、智能化發(fā)展。抽油機是石油企業(yè)原油開采中消耗較大的基礎(chǔ)設(shè)備。國內(nèi)對于其進行的數(shù)字化、自動化研究也處于持續(xù)進程，抽油機的數(shù)字化系統(tǒng)功能也更為全面化。

一、數(shù)字化抽油機控制構(gòu)成

數(shù)字化抽油機系統(tǒng)主要成分包含變頻器、傳感器、遠(yuǎn)程啟停以及平衡調(diào)節(jié)裝置等。還包括井口的遠(yuǎn)程終端控制及站控系統(tǒng)軟件。具體情況如下：

（一）變頻器及傳感器

數(shù)字化抽油機中的變頻器主要用于調(diào)整電流的頻率，以此來控制抽油機的旋轉(zhuǎn)速度。以實現(xiàn)抽油機的沖次控制。并具有保護部件功能的作用。變頻器與傳感器還是實現(xiàn)電機啟動的重要部件。傳感器所涉及的構(gòu)建種類龐雜，包括載荷傳感器、位移傳感器等，能夠及時收集抽油機的動態(tài)數(shù)據(jù)。

（二）遠(yuǎn)程啟停模塊

遠(yuǎn)程啟停模塊以及平衡的調(diào)節(jié)裝置，可以接受站控系統(tǒng)中的各項質(zhì)量，并達(dá)到遠(yuǎn)程控制抽油機啟停的作用。平衡調(diào)節(jié)裝置構(gòu)成的主要部分包括平衡塊、平衡絲杠、電機及平衡臂等，按照遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)發(fā)出的指令，對平衡塊進行力臂調(diào)節(jié)，能夠使抽油機保持平衡狀態(tài)。

（三）遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)

抽油機的終端控制系統(tǒng)，其功能在于收集信息，包括機器載荷、位移、電機參數(shù)等，還發(fā)揮沖次及平衡控制功能，并將井口實時信息進行轉(zhuǎn)輸。

（四）站控系統(tǒng)

根據(jù)站控系統(tǒng)的功能不同，可以分為三個軟件，即遠(yuǎn)程終端控制驅(qū)動、標(biāo)準(zhǔn)站控制及功示圖分析計量軟件。站控軟件，其主要功能是限制單井信息，并且為技術(shù)人員提供操作界面，用以計量分析及功圖分析等。其能夠?qū)崿F(xiàn)單井信息的收集，并能夠發(fā)送各項指令到達(dá)所需位置。

功能分析及計量軟件，可以將遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，進行統(tǒng)一而全面的分析，并準(zhǔn)確的計量出石油的產(chǎn)量。

二.數(shù)字化抽油機控制技術(shù)

（一）平衡調(diào)節(jié)

平衡調(diào)節(jié)，是抽油機的重要數(shù)字化技術(shù)之一。抽油機數(shù)字化控制系統(tǒng)能夠?qū)⒊橛蜋C平衡情況進行實時顯示，并通過自動檢測端發(fā)送給技術(shù)人員。技術(shù)人員可以通過手動方式或自動方式，進行平衡調(diào)節(jié)，達(dá)到降低峰值電流，保護減速器的目的。抽油機數(shù)字化控制技術(shù)，對其平衡情況進行自動調(diào)節(jié)，也可以降低抽油機的能耗，為企業(yè)創(chuàng)造更高效益。

手動調(diào)節(jié)，主要是指先將手動調(diào)節(jié)按鈕調(diào)整至手動位置，然后在通過旋轉(zhuǎn)平衡調(diào)節(jié)旋鈕，來達(dá)到調(diào)節(jié)抽油機平衡的目的。如果要伸長，則需要先將抽油機尾平衡塊順著遠(yuǎn)離驢頭方向的位置進行旋轉(zhuǎn)，來增加系統(tǒng)平衡重力矩。泛指，想要減少平衡重力矩，則應(yīng)該沿著驢頭的方向進行調(diào)節(jié)[1]。

自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，是直接將平衡調(diào)節(jié)按鈕轉(zhuǎn)至自動檔，然后進行遠(yuǎn)程終端平衡調(diào)節(jié)的方式。在系統(tǒng)進行自動平衡調(diào)節(jié)時，手動檔調(diào)節(jié)會失效。數(shù)控系統(tǒng)基于電功率平衡法，結(jié)合監(jiān)測模塊的模擬，將抽油機各項平衡數(shù)據(jù)可以實時收集，系統(tǒng)自動完成測算，通過準(zhǔn)確的分析，能夠讓抽油機獲得最適宜的平衡度。該平衡度可以知道控制電路的調(diào)節(jié)。

數(shù)控技術(shù)實現(xiàn)的對抽油機的自動調(diào)節(jié)，可以讓抽油機在工作過程中的參數(shù)調(diào)整更為及時，人員的勞動強度有所下降，也使得系統(tǒng)安全性能夠更好地得到保障。

（二）工作狀態(tài)判斷

抽油機上安裝包括載荷、位移、傳感器在內(nèi)的各個類型的裝備。示功圖是表現(xiàn)油井工作狀況及使用產(chǎn)量變化之間關(guān)系的曲線圖，可以為人員判斷卡桿、斷桿等故障，提供準(zhǔn)確及時的信息，提升技術(shù)人員工作的效率。示功圖同樣是評估油井工作狀況的常規(guī)依據(jù)，其能夠及時對抽油系統(tǒng)中桿泵等的工作情況進行反饋，并能夠根據(jù)數(shù)理模型，進行深入的計算。

數(shù)字化控制系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)抽油機沖次的自動檢測，并且將其直接的現(xiàn)實出來。沖次的調(diào)節(jié)同樣可以被分為手動調(diào)節(jié)與自動調(diào)節(jié)。系統(tǒng)通過產(chǎn)液量情況，能夠按照公式合理的推算最佳沖次，再自行調(diào)節(jié)變頻器的電機旋轉(zhuǎn)速度，使得抽油機能夠始終處于最佳工況，極大程度提升了抽油機的工作效率[2]。

三、結(jié)束語

數(shù)字化抽油機是石油產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢，也會隨著社會發(fā)展的要求變化而不斷升級。抽油機數(shù)字化技術(shù)能夠有效的減少石油企業(yè)人員勞動強度，也能不斷提升企業(yè)的生產(chǎn)效率。本文從抽油機結(jié)構(gòu)出發(fā)，研究了抽油機數(shù)字化控制技術(shù)的功能。并且從其自動化技術(shù)角度，進行了分析。旨在不斷提升抽油機數(shù)字化水平，做好油田數(shù)字化建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張麗，韓孟洋.數(shù)字化自動平衡抽油機節(jié)能控制系統(tǒng)研究與設(shè)計[J].機械與電子，2019（10）：46-49.

[2]王佐天.自動化控制技術(shù)在抽油機中的應(yīng)用[J].石化技術(shù)，2018（5）：64-64.