夏永平

摘要：在石油開采中，電費支出占生產(chǎn)的成本的大部分。因此，抽油機的節(jié)能降耗顯得更為重要，油田抽油機節(jié)能器的設計在很大程度上為油田的采油提供了方便，達到了節(jié)能降耗、低碳環(huán)保、維護簡單、性價比高等要求，解決了在油田采油過程中采油機空抽、低效等問題，對降低采油機機械磨損、延長采油機械設備的使用壽命有重要的現(xiàn)實意義。

關鍵詞：抽油機;節(jié)能器;設計思路

前言：抽油機作為油田企業(yè)主要的生產(chǎn)設備，占企業(yè)用電量的比重相對較大，在國家日漸提倡重視節(jié)能環(huán)保的新時代下，通過對抽油機設備進行節(jié)能器設計改造達到降低用電消耗的效果，不僅能為企業(yè)創(chuàng)造較好的經(jīng)濟效益，更能實現(xiàn)良好的社會效益，本文就抽油機節(jié)能器的設計思路進行簡要探討。

1.抽油機的節(jié)能控制方式

抽油機的節(jié)能控制主要分為幾個方面，由于梁式抽油機的運行狀況不是恒轉速狀態(tài)，其在運行過程中的狀態(tài)在上沖程時，電動機處于耗能狀態(tài);而在下沖程時，電動機則處于發(fā)電狀態(tài);在使用變頻器時，為了使變頻器能夠正常持續(xù)運行，就需要將電動機發(fā)出來的電能開釋掉;一種方式是外加制動單元和制動電阻，把電能消耗在電阻上;另一種方式是采用回饋制動方式，將電能回饋到原電網(wǎng)，而回饋制動方式，是油田實現(xiàn)節(jié)能最大化的方式。

2.抽油機的最佳節(jié)能工作模式

在中低粘度原油，高含水量的開采油井條件下，抽油機的最佳工作方式為“慢上快下”、“慢上”有利于提升抽油泵的布滿程度，有利于提升每一沖次的排液量，同時“慢上”能有效減小懸點的附加動載荷，從而減小沖程損失，改善采油設備的工作條件，延長設備的使用壽命?！翱煜隆庇欣诔橛捅霉潭ㄩy的及時封閉，提升泵效，節(jié)省時間，提高單位時間的采油量;對于高產(chǎn)井、高含水井，可通過頻率上調(diào)來適當增加沖次，以實現(xiàn)“快上快下”增加產(chǎn)液量;對于低產(chǎn)井，提高沖次能使排液量不增反降，降低沖次的條件下則排液量反而增加20-30%左右，能很好的降低電能消耗;在不同的工況條件下，選取最恰當?shù)倪\行參數(shù)，確保油井的供采關系平衡，達到增產(chǎn)節(jié)能的目的。

3.抽油機節(jié)能器的硬件設計思路

抽油機節(jié)能器是以單片機為核心的測控設備，硬件系統(tǒng)由溫度測量、油位測量、單片機控制、油位顯示、抽油機驅(qū)動控制以及數(shù)據(jù)存儲六大模塊組成，各大模塊通過電子線路控制固態(tài)繼電器進行斬波調(diào)壓，實現(xiàn)參數(shù)測量、油位計算、實時數(shù)據(jù)存儲和抽油機控制，控制固態(tài)繼電器滿載完全導通時是全壓運行，單片機控制模塊接收采集的數(shù)據(jù)參數(shù)，并對數(shù)據(jù)進行具體計算，對抽油機進行實時控制，是整個系統(tǒng)的核心;為降低和避免因環(huán)境溫度而帶來的測量偏差，首先檢測環(huán)境溫度，再通過計算來消除偏差;油位數(shù)據(jù)的存儲用于分析本油井和所在區(qū)塊的油位變化情況，為油井堵水、調(diào)剖選井提供決策依據(jù);電流和電壓傳感器把測得的電流值和電壓值信號放大發(fā)出脈沖送給信號調(diào)理模塊，信號調(diào)理模塊對脈沖進行整形、濾波，最后送到電子控制器參與控制。

4.抽油機節(jié)能器的軟件設計思路

油田抽油機節(jié)能器的系統(tǒng)軟件是專用的應用程序，將信號控制在抽油機節(jié)能器的系統(tǒng)硬件中，配合硬件結構實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理和應用，軟件系統(tǒng)的設計需要涵蓋并完成發(fā)射脈沖信號、溫度測試、輸出顯示及抽油機的工作狀態(tài)的控制，采用單精度形式的油位數(shù)據(jù)存儲，信號處理根據(jù)傳感器安裝的位置就確定油位高低，由于油位形成的過程緩慢，為更好的提高抽油機的精準度，采集數(shù)據(jù)要求一分鐘左右存儲一次，各種數(shù)據(jù)的收集與分析為節(jié)能器的控制提供依據(jù)，實現(xiàn)抽油機的軟起動、軟停車和調(diào)速運行等過程控制。

5.PMD變頻器在抽油機中的運用

由于井下儲油量的變化不定，在測量不能滿足抽油機滿負荷運行的情況下，可以通過采用變頻器降低抽油機的沖飲，根據(jù)不同油井油量的多少來設定速度，既可以減少向井下注水的方式，又能滿足油井持續(xù)不斷的抽油，減少因頻繁注水和抽油機不能滿負荷運行而多余消耗的電能，同時還能延長抽油機、油管、油桿的使用壽命，具有較強的經(jīng)濟效益;PMD變頻器啟動電流小、速度平穩(wěn)、對電網(wǎng)沖擊小，能夠據(jù)油井的液位、壓力確定抽油機的沖次、速度和產(chǎn)液量，實現(xiàn)上下沖次速度任意調(diào)節(jié)和閉環(huán)控制運行，能有效降低能耗;且可配置無線通訊模塊，用于無縫對接油田數(shù)字化系統(tǒng)，全自動設計，可任意控制抽油速度，適用不同地域、不同結構的油井。

6.做好抽油設備的維護管理

隨著油田開采生產(chǎn)規(guī)模的逐漸擴大，尤其要做好抽油機等相關設備的日常維護保養(yǎng)，通過建立健全相關的保養(yǎng)機制，一要定期檢查設備功能狀態(tài)是否良好，設備操作人員的安全教育和安全措施落實情況;二要檢查管理人員履行職責的情況;三要檢查作業(yè)人員是否按技術標準和操作規(guī)程進行設備操作;四要檢查設備的安全質(zhì)量管理，到期的、已損壞的和定期試用中檢查不合格的設備一律要強制報廢并破壞至不能使用，落實設備的檢修管理標準化制度，對使用設備需要的維修、驗收記錄做出具體詳細的規(guī)定，做到有據(jù)可查，責任落實，為抽油設備的正常運行創(chuàng)造有利前提。

結束語：

通過結合油田企業(yè)自身生產(chǎn)實際出發(fā)，通過技術手段對抽油機進行節(jié)能器設計改造，在保持原有生產(chǎn)規(guī)模的情況下，設計改造后的抽油機設備達到節(jié)約電能消耗、減少資源浪費、降低工人勞動量及設備的維護成本需求，更好的實現(xiàn)油田企業(yè)的經(jīng)濟運行和節(jié)能增效的目標。

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