張蘅瑜 張興利 喬志剛 王守理

摘 要：通過示功圖圖形分析對功圖采集方式的調(diào)整，掌握深井泵的工作情況，及時診斷生產(chǎn)異常井不正常原因，為修井檢泵作業(yè)施工、機(jī)抽參數(shù)的調(diào)整提供依據(jù)，以及為油井、油區(qū)動態(tài)分析提供重要第一手資料。

關(guān)鍵詞：抽油機(jī)控制器；位置開關(guān)；示功圖；上死點

1 概述

抽油機(jī)控制器（RPC）廣泛應(yīng)用于沙漠油田作業(yè)區(qū)，抽油機(jī)控制器由主控制器加電臺、電臺電源和保護(hù)箱組成，結(jié)合負(fù)荷傳感器、位置開關(guān)、電流和壓力變送器、溫度傳感器可實現(xiàn)示功圖、電流圖、油井壓力、溫度檢測，抽油機(jī)電壓、電流檢測，井下油溫、井下油壓的檢測。根據(jù)參數(shù)的變化來控制抽油機(jī)的運(yùn)行，可實現(xiàn)抽油機(jī)的空抽、間出、負(fù)荷超限、連噴帶抽等多種控制。它既可獨立工作，也可方便地聯(lián)入控制網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)程測控，形成SCADA系統(tǒng)。

示功圖是油田對油井實施管理的重要依據(jù)，是油田的一項經(jīng)常性的檢查項目。快速準(zhǔn)確方便地獲取功圖對于及時了解油井產(chǎn)油狀態(tài)和抽油機(jī)的工作狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)卡桿、斷桿等故障，保持采油產(chǎn)量、減少電量消耗都具有非常重要的意義。

2 功圖采集的原理

抽油機(jī)控制器的示功圖采集是通過負(fù)荷傳感器輸出的負(fù)荷（P）與位置開關(guān)確定的光桿位移（S）的變化來繪制的。抽油機(jī)控制器監(jiān)測位置開關(guān)閉合一次，即抽油機(jī)運(yùn)行一周期，通過RPC在曲柄位于下死點時確定驢頭的上死點，以來確定示功圖的（C）上死點。

理論示功圖為平行四邊形ABCD，曲線圈閉的面積的大小表示泵做功樣的多少。ABC為上沖程載荷變化線，AB為加載線，在加載過程中游動凡爾和固定凡爾同時處于關(guān)閉狀態(tài)；在B點以后加載完畢，油桿、油管變形結(jié)束，活塞與泵開始發(fā)生相對位移，同時固定凡爾打開，液體進(jìn)入泵筒讓出的空間，BC為泵的吸入過程，在此過程中游動凡爾一直處于關(guān)閉狀態(tài)。CDA為下沖程載荷變化線，CD為卸載線，在卸載過程中游動凡爾和固定凡爾同時處于關(guān)閉狀態(tài)；在D點以后卸載完畢，油桿、油管變形結(jié)束，活塞與泵開始發(fā)生向下相對位移，游動凡爾被頂開而開始排液，DA為泵的排出過程，在此過程中固定凡爾一直處于關(guān)閉狀態(tài)。

通過位置開關(guān)及上死點的檢測折算出連續(xù)位移變化，由此得到負(fù)荷隨位移的變化關(guān)系（示功圖）。示功圖包括三類：啟抽功圖、停抽功圖、當(dāng)前功圖。啟抽功圖為抽油機(jī)啟抽后連續(xù)的5幅功圖，由此可看出啟抽后功圖的變化情況；停抽功圖為抽油機(jī)停抽前連續(xù)的5幅功圖，由此可看出停抽前功圖的狀態(tài)；當(dāng)前功圖為最新的1幅功圖。中控室有相應(yīng)命令讀取以上各類功圖。

3 原因分析

目前抽油機(jī)控制器大多采用位置開關(guān)安裝在抽油機(jī)減速箱底座左側(cè)，當(dāng)曲柄上的磁鐵通過此處的位置開關(guān)吸合，抽油機(jī)控制器（RPC）確定上死點（C），同時認(rèn)為抽油機(jī)運(yùn)行一個行程。而這時驢頭正從C點向D點運(yùn)行的某個位置上，而抽油機(jī)控制器（RPC）確定的上死點（C）會向下偏移，其他各點A、B、D點都會發(fā)生相對位移，影響功圖采集的準(zhǔn)確性。

圖3 改造前位置開關(guān)的安裝圖

當(dāng)位置開關(guān)出現(xiàn)故障和磁鐵移位時，維護(hù)人員需停機(jī)過驢頭上死點處，鉆入電機(jī)與減速箱底座之間維護(hù)和調(diào)整磁鐵與位置開關(guān)之間的距離和方位，這樣在維護(hù)中，由于操作不便，抽油機(jī)的停抽時間會很長，同時要一人拉緊剎車，將剎車保險鎖上以防止抽油機(jī)傷人，這樣會帶來極大的不便和安全隱患。

4 解決方案

經(jīng)過現(xiàn)場條件與技術(shù)要求的考證，通過將位置開關(guān)調(diào)整至減速箱輸出軸處下方的護(hù)欄處加以固定，磁鐵安裝于曲柄外側(cè)。這樣當(dāng)曲柄位于最下點時，位置開關(guān)閉合，抽油機(jī)控制器準(zhǔn)確的確定驢頭上死點即深井活塞的最高點。這樣就能準(zhǔn)確的確實功圖采集中的位移，與載荷的變化從而繪制出示功圖。通過參照動液面測試資料和油井計量資料，準(zhǔn)確分析當(dāng)前油井的生產(chǎn)動態(tài)及深井泵的工作狀態(tài)。

圖4 調(diào)整后安裝示意圖

位置開關(guān)移至護(hù)欄處，安裝維護(hù)就可以在抽油機(jī)外部操作。將抽油機(jī)停好位置，就能很方便地判斷位置開關(guān)的好壞，維護(hù)和更換都可以在外面從事操作。從而大大降低安全風(fēng)險及停機(jī)時間，最小程度的影響油井的產(chǎn)量，保證了操作人員的安全。

5 結(jié)束語

安裝位置的改造，最主要的是保證抽油機(jī)采集功圖的準(zhǔn)確性，通過示功圖圖形分析，同時可以參照動液面測試資料，掌握深井泵的工作情況，及時診斷生產(chǎn)異常井不正常原因，為修井檢泵作業(yè)施工、機(jī)抽參數(shù)的調(diào)整提供依據(jù)，以及為油井、油區(qū)動態(tài)分析提供重要的第一手資料。

參考文獻(xiàn)

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