高春宏

（大慶油田裝備制造集團(tuán)，黑龍江 大慶 163411）

目前,大慶油田現(xiàn)有野外作業(yè)的抽油機(jī)數(shù)萬臺，最少每3年就要全部更換一次變速箱齒輪油。由于長時間在野外工作，變速箱底部會出現(xiàn)油泥、鐵屑沉淀。傳統(tǒng)換油方式采用在油底放油，放油時，底部的油泥、鐵屑和內(nèi)壁上的雜質(zhì)無法清凈，致使變速箱內(nèi)新?lián)Q的油品中雜質(zhì)含量高，加速變速箱內(nèi)齒輪副的磨損，增加了變速箱的大修頻次，降低了變速箱的使用壽命。為解決這個問題而研發(fā)的油田潤滑油加油車，采用高粘度油泵強(qiáng)制吸油，可以有效地清除變速箱底部的油泥和鐵屑等雜質(zhì)，再使用高壓噴射清洗油沖洗，可沖刷掉附著于箱體內(nèi)壁雜質(zhì)，如在作業(yè)中碰到特殊情況可反復(fù)操作，直到達(dá)到理想的效果。通過使用潤滑油加油車，可以提高抽油機(jī)潤滑油更換效果，有效清除變速箱內(nèi)的油泥、鐵屑等雜質(zhì)，延長變速箱的使用周期，降低抽油機(jī)維護(hù)費(fèi)用。油田潤滑油加油車的研發(fā)、使用，對油田降本增效有著積極意義。

1 整車概況及工作原理

潤滑油加油車是對油田抽油機(jī)變速箱和鉆井泥漿泵等設(shè)備加入潤滑油的專用設(shè)備，該車的主要工作原理是先抽取抽油機(jī)等設(shè)備內(nèi)廢油、再加注沖冼油，當(dāng)確保設(shè)備內(nèi)無雜質(zhì)后，注入新潤滑油。作業(yè)前，在廠內(nèi)向儲油油箱內(nèi)加入新油、清洗油。達(dá)到現(xiàn)場通過廢油回收泵，將需要更換的廢油泵送到廢油油箱，使用清洗油系統(tǒng)，沖洗油箱內(nèi)雜質(zhì)、異物。再將清洗油回收到廢油油箱，進(jìn)行新油計(jì)量加注?？深A(yù)設(shè)加油量，通過控制系統(tǒng)，自動加油至設(shè)置加油量停止作業(yè)并記錄數(shù)據(jù)。

油田潤滑油加油車由二類底盤和上裝部分組成，由于該車都是在野外路況很差的環(huán)境作業(yè)，選用越野性能強(qiáng)的4×4二類底盤。上裝部分由車廂、儲油箱、泵送系統(tǒng)、油管卷盤、電控系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、柴油發(fā)電機(jī)組等部分組成。該車通過采用雙動力系統(tǒng)，即車載柴油發(fā)電機(jī)組供電、井場變壓器接電兩種方式隨意轉(zhuǎn)換，能夠滿足油田抽油機(jī)換油作業(yè)順利進(jìn)行。其次采用PLC集中控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)加油流量控制、壓力調(diào)節(jié)以及數(shù)據(jù)的采集、顯示等功能。

2 潤滑油加油車主要技術(shù)指標(biāo)

最高排出壓力：1.0MPa；最大輸油流量：2m3/h；回收油箱容積：0.6m3；新油油箱容積：0.8m3；沖洗油箱容積：0.3m3；密度計(jì)精度：0.5%。

3 油田潤滑油加油車發(fā)展現(xiàn)狀及節(jié)能特點(diǎn)

與原有人工換油方式比較，潤滑油加油車換油可以提高抽油機(jī)內(nèi)部廢油的更換效果，降低抽油機(jī)維護(hù)成本。傳統(tǒng)的人工換油方式?jīng)]有清洗環(huán)節(jié)，廢油用油桶接，容易造成油液撒漏及污染。采用潤滑油加油車換油產(chǎn)生的費(fèi)用比傳統(tǒng)人工換油減少了20%~30%，平均每年可節(jié)約換油費(fèi)用約2~3萬元，使用潤滑油加油車能夠極大的降低工人現(xiàn)場換油的勞動強(qiáng)度，保證油田現(xiàn)場換油更加安全環(huán)保。

目前大部分加油車控制系統(tǒng)以柴油機(jī)發(fā)電機(jī)作為原動力，采用橇裝方式固定，并配置簡易配電箱進(jìn)行操作，沒有進(jìn)行電機(jī)調(diào)速控制，而且加油管線壓力控制靠手動閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，潤滑油加油量的計(jì)量在加油槍出油口位置進(jìn)行顯示，讀取十分不便。隨著環(huán)保和節(jié)能減排要求的不斷提高，出現(xiàn)了以交流變頻技術(shù)為基礎(chǔ)的潤滑油加油車，實(shí)現(xiàn)對加油車控制系統(tǒng)的變頻調(diào)速，但目前加油車大多采用人工操作面板進(jìn)行調(diào)速，操作不便，無法自動保證加油管網(wǎng)恒壓加油，造成一定的能量浪費(fèi)。針對上述問題，為使?jié)櫥图佑蛙囎⑷胂到y(tǒng)正常發(fā)揮出應(yīng)有的效能，需采用PLC實(shí)現(xiàn)供油系統(tǒng)自動恒壓控制的不足，而采用由新型變頻技術(shù)配合PID調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)這一目的。

本車在潤滑油泵送系統(tǒng)輸油泵運(yùn)行的情況下,變頻調(diào)速前后節(jié)能數(shù)據(jù)對比見表1。

表1

通過上表對比可知，通過采用了變頻技術(shù)，潤滑油泵送系統(tǒng)輸油泵與原來相比較節(jié)電率可達(dá)30.2%,并且變頻前后潤滑油泵送系統(tǒng)電流由10.3A降低到7.2A,電機(jī)功率因數(shù)由0.85提升到0.95左右，根據(jù)現(xiàn)場情況每臺油田潤滑油加油車每月為抽油機(jī)變速箱換油約15次，以10臺潤滑油加油車車平均每次換油工作時間3.5小時計(jì)算，通過應(yīng)用變頻技術(shù)每年共可節(jié)約用電1.732×0.38×3.1×0.85×15×3.5×12×10=10925.8kW·h， 合 計(jì)6773.99元。潤滑油泵送系統(tǒng)通過應(yīng)用變頻調(diào)速控制技術(shù)不僅降低了用電成本、節(jié)約能源并且可以使輸油油泵運(yùn)行的轉(zhuǎn)速隨泵壓降低，保證系統(tǒng)運(yùn)行時壓力平穩(wěn)可靠。

油田潤滑油加油車控制系統(tǒng)具有自動化程度高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、使用維護(hù)方便、成本低、壽命長的特點(diǎn)，可提高潤滑油加油車的作業(yè)效率，充分貫徹安全、高效、節(jié)能、環(huán)保的理念。該產(chǎn)品基于成熟的技術(shù)、良好的市場前景，將成為油田專用車行業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

4 主要技術(shù)和創(chuàng)新點(diǎn)

（1）潤滑油泵送系統(tǒng)設(shè)計(jì)。潤滑油泵送系統(tǒng)主要包括廢油回收系統(tǒng)，潤滑油箱清洗系統(tǒng)，新油加注系統(tǒng)三部分。新油加注系統(tǒng)和潤滑油箱清洗系統(tǒng)，可以完成從加油接口向儲油箱內(nèi)供油、從儲油箱向加油槍供油兩個流程轉(zhuǎn)換。在泵出管匯上設(shè)計(jì)了溢流調(diào)壓保護(hù)裝置，能夠在突然關(guān)槍時保護(hù)油泵不受沖擊。新油加注管匯中設(shè)計(jì)有壓力表、流量計(jì)，所選壓力表有直讀表頭，還備有電流信號輸出端，可將壓力值輸送到PLC端口。流量計(jì)選用先進(jìn)的質(zhì)量流量計(jì)，這種流量計(jì)的特點(diǎn)是精度較其他種類流量計(jì)高，并且可以通過流體的質(zhì)量直接計(jì)量，特別適合用于計(jì)量潤滑油密度隨溫度變化較大的情況。并且加油車計(jì)量控制系統(tǒng)采用了多種的先進(jìn)傳感器來保障系統(tǒng)的安全運(yùn)行，可以實(shí)時的檢測傳感器的連接情況，如果出現(xiàn)傳感器斷線的情況下，可以迅速的關(guān)閉系統(tǒng)的運(yùn)行。

（2）采用專罐專儲，專泵專管專輸，避免油品污染，保證換油質(zhì)量。油田潤滑油加油車中廢油回收系統(tǒng)、清洗油沖洗系統(tǒng)、新油計(jì)量加注系統(tǒng)設(shè)計(jì)有獨(dú)立電機(jī)、獨(dú)立管匯，這樣可以避免油品互相污染,保證換油質(zhì)量。傳統(tǒng)換油方式加油效率低，廢油通過放油堵用油桶接，很難保證不撒漏。本車采用專泵專管密閉輸送，避免換油時撒漏造成環(huán)境污染,并在油品進(jìn)出口設(shè)計(jì)液壓快速接頭，接頭斷開時立即封閉端口，可以有效控制撒漏現(xiàn)象，符合環(huán)保作業(yè)要求。

（3）設(shè)計(jì)沖洗設(shè)備，可反復(fù)沖洗，保障箱體內(nèi)壁雜質(zhì)有效清除。傳統(tǒng)換油方式?jīng)]有沖洗環(huán)節(jié)，油箱壁上的雜質(zhì)無法得到有效清除，直接影響換油質(zhì)量，該車通過安裝先進(jìn)的沖洗設(shè)備，將清洗油通過通徑變化，形成高速油流，可有效清除箱體內(nèi)雜質(zhì)，提高換油質(zhì)量。

（4）先進(jìn)的用戶操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)。油田潤滑油加油車計(jì)量控制系統(tǒng)人機(jī)界面可以選擇定量加油和非定量加油兩種方式。采用定量加油時，在觸摸屏處設(shè)置好預(yù)置新油量，流量達(dá)到預(yù)設(shè)總量時自動停泵。設(shè)置不定量加油方式，把油槍放到需要加油容器內(nèi)，按新油泵入鍵盤，加滿油面后，按停止鍵，加油完成。界面設(shè)有新油流量、新油壓力、清洗油壓力實(shí)時顯示，GPRS數(shù)據(jù)發(fā)送按鈕，通過移動或者聯(lián)通GSM網(wǎng)絡(luò)來實(shí)時的傳送井號、油量、車號、時間等。并通過采用新型變頻技術(shù)配合PID調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)供油系統(tǒng)自動恒壓控制。為了更好配合潤滑油換油車系統(tǒng)的應(yīng)用，對主控室實(shí)時的對換油車進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和監(jiān)測，我們在系統(tǒng)內(nèi)安裝了GPRS模塊，能夠?qū)⒚看巫鳂I(yè)加油量數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠傳送至調(diào)度室。

5 結(jié)語

油田潤滑油加油車計(jì)量控制系統(tǒng)完全能夠滿足作業(yè)要求，變壓器輸出壓力恒定，保證了恒壓加油。加油精度達(dá)到指標(biāo)要求，能夠很好地滿足計(jì)量要求，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，總體上節(jié)約效率較常規(guī)加油系統(tǒng)約高25%~40%。該車操作方便，靈活，易學(xué)易用,實(shí)現(xiàn)了安全、高效、節(jié)能和環(huán)保的要求。油田潤滑油加油車的研制，可以解決在現(xiàn)場完成廢油回收、箱體沖洗、新油計(jì)量加注等功能，工作過程采用專罐專儲，專泵專管專輸，避免油品污染，保證換油質(zhì)量。油田潤滑油加油車計(jì)量控制系統(tǒng)是目前油田抽油機(jī)變速箱和鉆井泥漿泵等設(shè)備加入潤滑油的主要控制設(shè)備的代表，該產(chǎn)品的成功應(yīng)用，為油田潤滑油加油車的高端研發(fā)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)，同時也為拓展高端應(yīng)用市場，提高產(chǎn)品附加值，實(shí)現(xiàn)國際化戰(zhàn)略的目標(biāo)做出了貢獻(xiàn)。