智能調(diào)整技術(shù)在油井的應(yīng)用

杜國棟 畢新忠 侯衛(wèi)山

摘要：隨著油田四化建設(shè)的發(fā)展，實現(xiàn)了油井溫度、壓力等資料的自動錄取和抽油機運行狀態(tài)的視頻監(jiān)控。雖然降低了工作量，但是需要人員到現(xiàn)場定時調(diào)整皮帶松緊度。傳統(tǒng)的更換皮帶、緊皮帶等操作存在難度大、安全性差、停井時間長的問題，因此設(shè)計了全新的智能電機滑軌調(diào)整裝置。該裝置改變了抽油機電機滑軌傳統(tǒng)的固定方式，使電機在不拆卸電機固定螺絲的情況下，能夠前后移動，減少了調(diào)整電機皮帶“四點一線”憑經(jīng)驗觀察等人為因素的影響，采用拉力傳感器實現(xiàn)皮帶松緊的量化和在自動調(diào)整。應(yīng)用表明，該裝置降低了工人的勞動強度，提高了開井時率和安全操作系數(shù)，具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：皮帶松緊度;智能;調(diào)整裝置

游梁式抽油機的種類繁多，但其運轉(zhuǎn)過程都是通過皮帶將電動機的動力傳遞給四連桿機構(gòu)，實現(xiàn)抽油機的運轉(zhuǎn)，抽油機的運轉(zhuǎn)將動力傳遞給井下抽油泵形成抽吸，將地下石油開采至地面。抽油機除皮帶部分采用的磨擦方式傳遞動力，其它部分的傳動全部為機械傳動，因此對皮帶損耗較大，如何保障皮帶的松緊適度、四點一線是延長皮帶使用壽命提高采油時率的重要措施。正常運轉(zhuǎn)的抽油機在運轉(zhuǎn)一段時間后，需停井對磨損的皮帶進行松緊度調(diào)整，磨損嚴(yán)重的要進行更換。整個更換過程費時費力，頻繁的停機調(diào)整電機皮帶即增加了采油工的工作量又影響了原油產(chǎn)量。

一、目前現(xiàn)狀及不足

傳動電動機及皮帶問題影響產(chǎn)量分析一是因雨霜霧天氣造成皮帶輪與皮帶結(jié)合面打滑，降低沖次影響產(chǎn)量。以2017年3次雨天為例，對比沖次變化可以得出，沖次降低在0.03—0.07r/min之間，影響產(chǎn)量 8 噸。見（表1）。

如樁104-XN37在2017年8月9日下雨中沖次由4r/min降到0.59r/min，說明雨天對皮帶打滑影響嚴(yán)重，而且據(jù)統(tǒng)計每次發(fā)生較大雨天，因皮帶打滑造成皮帶磨損停井4-7口。

為調(diào)查因其對產(chǎn)量的影響，我們對2016年6-12月調(diào)整皮帶統(tǒng)計，按單井影響0.3t/h計算產(chǎn)量。見（表2）。

從傳動原因影響產(chǎn)量看出，調(diào)整皮帶影響產(chǎn)量相對較多的因素是調(diào)整皮帶用時長。職業(yè)技能鑒定用時規(guī)定20分鐘，從調(diào)查看，對比平均超時6分鐘。

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的皮帶松緊度調(diào)整方法存在的不足：

（1）需現(xiàn)場停機，反復(fù)拆裝固定螺絲和頂絲，操作繁瑣，工作效率低;

（2）無法進行皮帶松緊度的量化，需人工翻動或下壓皮帶，憑經(jīng)驗確定;

（3）無法自動調(diào)整皮帶松緊度。

二、裝置設(shè)計

1、設(shè)計思路：針對傳統(tǒng)方式中存在的問題，通過一系列的優(yōu)化集成優(yōu)化和實驗研究，設(shè)計出一體化自動化電機安裝調(diào)整裝置。整個裝置由滑軌部分、數(shù)據(jù)傳感部分和控制部分三部分構(gòu)成，用一套拉力傳感系統(tǒng)，控制一套自動螺桿傳動系統(tǒng)，并可實現(xiàn)數(shù)字化手動調(diào)整，和數(shù)字化自動調(diào)整。

2、滑軌部分結(jié)構(gòu)組成

固定導(dǎo)軌座采用可伸縮調(diào)節(jié)方式，可適用于任何型號游梁式抽油機安裝，不受機型限制適用范圍廣。傳感器動力滑座主要作用：連接梯形螺桿，通過拉力傳感器帶動電機滑座，可沿固定導(dǎo)軌座導(dǎo)軌軸向運動。電機滑座主要作用是固定電機，同時可依靠傳感器動力滑座通過拉力傳感器，沿固定導(dǎo)軌座導(dǎo)軌軸向運動。滑座設(shè)計U形固定孔可滿足多種型號電機的安裝。

3、傳感及控制部分結(jié)構(gòu)組成

拉力傳感器經(jīng)多次現(xiàn)場試驗，皮帶正常運轉(zhuǎn)拉力500-700N，抽油機啟動瞬間最大7000-11000N，經(jīng)市場選型最終選定TJL-1拉力傳感器，最大100KN，合理使用范圍10KN-50KN，最大誤差0.03%-0.05%在允許范圍之內(nèi)。控制部分主要采用五位單顯儀表TY5D 兩路繼電器。主要作用通過拉力傳感器采集數(shù)據(jù)、單顯測控儀表參數(shù)調(diào)整設(shè)置、信號輸出控制扭力電機，通過蝸輪蝸桿機構(gòu)帶動電機滑座根據(jù)設(shè)定值自動調(diào)整的目的。

三、現(xiàn)場應(yīng)用

2018年12月在注采202站8-p1生產(chǎn)井進行安裝實驗。經(jīng)統(tǒng)計8-p1生產(chǎn)井自安裝以來一年消耗皮帶1條，遠遠低于安裝前平均使用周期3個月。該裝置到目前應(yīng)用效果良好。

四、結(jié)論

一、應(yīng)用了自主創(chuàng)新的新型可調(diào)式滑軌，消除拆卸螺絲、頂絲操作，避免了二次調(diào)整四點一線。

二、增加伺服電機，在電機作用下，自動前后移動電機底座，能夠使皮帶松弛和保持了設(shè)定的漲緊力。

三、改停產(chǎn)緊皮帶為不停產(chǎn)自動緊固。

參考文獻：

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