塔架式数控抽油机
塔架式数控抽油机
该油田面临采油效率低下、人力成本高昂等问题，选择塔架式数控抽油机作为 解决方案。设备安装后，需要进行严格的调试和操作人员培训，确保设备正常 运行。
应用案例二
案例概述
塔架式数控抽油机在另一油田的应用情况，涉及设备运行状况、产量提升等方面 的介绍。
案例细节
该油田通过引入塔架式数控抽油机，实现了采油效率的大幅提升。同时，该设备 的人工智能控制功能减少了人力成本，提高了生产安全性。
高效驱动技术
采用更高效、节能的电机和传动系统，提高抽油机的效率和可靠性。
复合控制技术
结合多种控制算法和策略，实现抽油机的最优控制，提高采油效率 和降低能耗。
市场前景分析
市场需求增长
01
随着全球能源需求的不断增长，石油开采行业将继续发展，带
动塔架式数控抽油机市场的需求增长。
市场竞争格局
02
塔架式数控抽油机市场将面临国内外企业的竞争，企业需要不
塔架式数控抽油机
• 引言 • 塔架式数控抽油机概述 • 塔架式数控抽油机设计与制造 • 塔架式数控抽油机性能测试与评估 • 塔架式数控抽油机应用案例与效果分
析 • 塔架式数控抽油机未来发展与展望
01
引言
主题简介
01
塔架式数控抽油机是一种高效、 自动化的抽油设备，主要用于石 油、天然气等资源的开采。
衡量抽油机在单位时间 内抽取的油量，是评价 抽油机性能的重要指标。
评估抽油机的能耗水平， 是节能减排的重要参考。
衡量抽油机在长时间运 行中的稳定性和耐久性。
评估抽油机维护和保养 的难易程度，以及维修
成本。
评估结果
01
02
03
04
高效率
塔架式数控抽油机具有较高的 抽油效率，能够快速有效地抽
抽油机的分类及结构特点
抽油机的分类及结构特点
工作原理
➢ 电机通过皮带传动、减速箱减速后， 驱动主动链轮旋转，主动链轮带动链条在 上下链轮之间运动，通过曲拐带动滑车架、 滚轮、往返架上下运动，同时往返架通过 负荷皮带将运动传递至光杆，这样就把往 返架的上、下垂直往返运动传递至井口， 实现带动井下杆柱上下运动的目的。
河南油田分公司采油一厂
抽油机的分类及结构特点
➢动力传动系统——包括电动机、 皮带传动装置和减速箱等； ➢换向系统——包括主动、从动链 轮、曲拐、滑车架、往返架总成等； ➢平衡系统——包括平衡箱总成、 平衡块等； ➢悬挂系统——包括负荷皮带、悬 绳器、吊绳等； ➢刹车系统——包括刹车盘、刹车 卡子、电控柜、电磁刹车保护系统 等； ➢机架底座系统——包括抽油机塔 架、塔基、底座等；
塔架式抽油机(LCYJl0— 8—105HB)如图1—2—6所示， 是一种无游梁式抽油机，特 点是把常规游梁式抽油机的游 梁、驴头换成一个组装的同心 复合轮，其支架高，冲程长。
图1—2—6塔架式抽油机结构示意图
河南油田分公司采油一厂
抽油机的分类及结构特点
工作原理：电动机供给动力， 经过减速器、曲柄、连杆、吊绳带 动复合轮转动，进而使悬绳器带动 井下泵做上下往复运动，把井下液 体抽出地面。适用范围：该机型最 大冲程长度为8m，输出最大扭矩为 105kN·m，可与大泵(如~70mm泵)配 合采油，故其抽液能力强。
河南油田分公司采油一厂
抽油机的分类及结构特点
4、异型游梁式抽油机（双驴头抽油机）
河南油田分公司采油一厂
抽油机的分类及结构特点
5、下偏杠铃游梁复合平衡抽油机 ➢ 下偏是指杠铃的质量中心与游梁回转中 心的连线与游梁中心线下偏一个角度。 ➢ 杠铃是指偏置平衡重配重装置状如杠铃。 ➢ 该抽油机是在常规抽油机基础模型上增 加了下偏杠铃刚性装置，所以它既继承了常 规机的全部优点，同时又达到了降低峰值扭 矩节电的效果。
塔架式数控抽油机
专用套筒工具
1套
8型以上机型需要
导轮拉力器
1套
14型以下机型需要
基础安装图纸
1张
注：塔架式数控抽油机基础须由使用方根据现场地址条件设计，如需厂家提供需另付基础费用。
产品易损件及服务承诺
征象
服务承诺
钢丝绳
断丝，断股
一 年半内免费更换
V型三角带
打滑，抻长，断裂
一 年半内免费更换
链条
磨损、跳齿
一 年半内免费更换
4.4
2.56
η=58.18%
井号 F198-S97
冲程 (m)
冲次 (次/min)
泵径 （mm）
理论排量(t/d)
实测排量(t/d)
泵效
调参前
1.76
m2
38
5.73
0.33
η=5.75%
调参后1
3
1
38
4.89
0.56
η=11.45%
调参后2
3
1
38
4.89
0.66
η=13.49%
调参后3
3
1
38
传动 原理
绳轮
导轮
抽油杆
配重块m2
m1
塔架式抽油机传动示意图 m1=m2
驱动原理： 拖动系统在变频器控制下驱动绳轮正反转换向、往复运行，带动复绕在绳轮上的由抽油杆及配重体组成的平衡系统对称上下运动，完成抽油动作
节能原理： 传动系统效率较四连杆结构提高40%以上抽油杆与配重间平衡率可达95%以上，运行过程中势能近似守恒，系统做功仅为克服阻力及平衡差，运行功率显著降低。与节能型游梁式抽油机对比节电率可达50-70%
38
5.21
塔架式数控抽油机介绍
塔架式数控抽油机介绍产品介绍油田专用节能设备塔架式组合传动系列抽油机、是自主研发的专利产品。
根据油田的需求推出了塔架式组合传动抽油机系列，并开发出与之配套的TYCTZDX永磁同步电机拖动系统和TYBTZDX异步伺服电机拖动系统，具备了系列化、规模化、产业化的生产条件。
塔架式组合传动抽油机属无游梁式电机换向重力平衡变频调速机电一体化的抽油机，它的特点是：1长冲程、低冲次更加适合采油工况的要求，延长抽油杆、抽油泵的使用周期，提高泵效。
2选择性强，可针对不同油田区块采油的条件选择一款最适合的塔架式组合传动抽油机和相对应的拖动系统，系统效率、泵效、功率因数高，降低能耗、节约用电。
3既有高端的永磁同步拖动系统，也有价位适中的异步伺服拖动系统，都能实现智能控制稳定运行，运行状态一目了然。
4安全耐用，组合传动优化了传动结构延长了使用寿命，降低了维护难度，减少了维修费用。
5电脑调整冲程、冲次简便易行, 更方便调整到合理的动液面。
6上下行冲程分别调速，适合上行、下行不同速的使用工况要求。
7不平衡自测功能，高速运行时不平衡自动降至中速报警不停机；卡井时停机保护；失载自动制动，控制配重缓慢落地。
8塔架式组合传动抽油机修井不用移机让位的距离是700-1000mm以上，符合无游梁抽油机的行业标准。
9适合不同自然环境（包括水淹地区）塔架式组合传动抽油机选型说明：1一般油井需根据具体情况（泵挂、泵径、综合指标）确定最大悬点载荷，再计算出该区块或油井的液柱总重量，对照塔架式组合传动抽油机所标明的推力和所需每分钟总冲程确定型号。
2稠油井需根据油液粘稠度加大塔架式组合传动抽油机拖动力。
3根据具体区块油井最大排液量确定每分钟总冲程（冲程X冲次）选择油井所需运行速度的抽油机。
抽油机每个型号分为最高运行速度0.5m\S每分钟12米冲程内无级调节（适用于选用38mm-56mm泵径，日产液量在10-25方内的较低排液量的油井选用）；最高运行速度在0.75m\S 每分钟16米内无级调节；最高运行速度在1m\S每分钟21米冲程内无级调节适用于高排液量油井。
采油现场常用机械
缺点：结构复杂，整机重量和高度 较大，安装、调参和维护保养比较 费力；吊绳受重载挤压易破坏，更 换比较困难。
（二）链条抽油机
• 电动机通过皮带传动、减速器减
速后驱动主动链轮旋转，带动主 动链轮和从动链轮之间的轨迹链 条上下运动。轨迹链条上有一个 特殊链节，其上装有主轴销，通 过滑套和滑块带动往返架沿机架 导轨作垂直运动。当轨迹链条上 的特殊链节在链轮上作环形运动 时，主轴销带动滑块沿滑杠移动， 完成往返架的换向运动。绕在天 车轮上的钢丝绳一端连在往返架 的上部，另一端与悬绳器相连。 往返架的垂直运动，通过钢丝绳 和悬绳器带动光杆、抽油杆柱和 抽油泵完成上下冲程抽汲油液的 任务。
• 往返架的下部连有平衡链条，绕
过平衡链轮以后，固定在机架上。 平衡链轮与平衡气缸中的柱塞相 连，气体压力产生的推力经过平 衡链轮与平衡链条作用于往返架 的下部。以满足链条抽油机的平 衡需要。
第二节 抽油泵与抽油杆
主要内容：
① 抽油泵的类型与结构 ② 抽油泵工作原理 ③ 抽油杆 ④ 抽油机的工作原理
A-上冲程
2)下冲程
活塞下行，泵筒内液体受压，当压力大与或等于油 套环形空间的压力时，固定阀关闭。
泵筒内液体进入
活塞继续下行，当泵油井筒管，内不的排压液力出超过油管内的液柱 压力时，游动阀打开，液体经活塞上行进入油管。
一个冲程过程中，深井泵完成了一次进油和排油过 程。
B-下冲程
三、抽油杆
抽油杆是有杆泵抽油装置中的一个重要组成部分。 主要作用是传递动力。
基本型
悬点最 大载荷 （KN）
光杆最 大冲程
长度 （米）
减速箱曲柄轴 最大允许扭矩
（KN.米）
塔架式数控抽油机的应用效果评价
大、难 维修 ， 已经 不能适 应 油井 深抽 工 艺 的需要 ，并且 附件 多，依 靠 改进结 构 ，不能使 其 系统
效 率有 效地提 高 ，随之 而来 每增 加 一个 环 节就 必 然会增 加 一份 附加 损耗 。大庆 油 田采 油三 厂 目
机… 。２ ０ １ １ 年 ，采 油 三 厂第 一 油 矿安 装 了塔架 式 数 的小 电动 机 ，一 ｈ下 电 流 分 别 下 降 ３ ８ ／ ２ ８ Ａ，电 流下 控 抽 油机 ，截 至 目前 ，抽 油机 运转 正常 ，节 能效 果 降 幅度 很大 。与 安装 前相 比抽 油机 系统效 率提 高 了
１ ４ 根抽 油 杆 本体 断 。作 业 启抽 只 运行 了 了复式 永磁 电动 机抽 油机 ，试 验 后 现场 冲程 ６ ． ６ ｍ， 鉴定 为 第 １ 冲速 ２ ． ５ ｍｉ ｎ ～ ，泵 径 ７ ０ ｍｍ， Ｅ ｌ产 液 ６ ８ ｔ ， 日产油
一
３ ． ６ ｔ ，泵 效 ６ ９ ％ ，动 液 面 ６ ４ ３ ． ４ ｍ， 因 把 ７ ５ ｋ Ｗ 的 大 机修 好 启抽 ，由于使 用 ５ ａ ｒ ｉ ｎ 冲速 的抽 油机 无 法 正 电动机换成 ２ ２ ｋ Ｗ 的 小 电 动 机 ， 上 下 电 流 分 别 为 常 运 转 ，经 多 次 维 修 后 启 抽 ；又 于 ２ ０ ０ ９年 ５ 月２ ９
技束 － 应用 ， Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ＆Ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ
塔 架 式 数 控抽 油机 的应 用 效 果 评价
李薇 （ 大庆油田有 限责任公 司第 三采油厂 ）
超长冲程新型节能举升采油技术优势分析
超长冲程新型节能举升采油技术优势分析摘要：为了解决低产井常规抽油机举升能耗高、效率低、抽油杆及油管偏磨严重等问题，研究了超长冲程抽油机采油技术。
新型塔架式抽油机虽可实现冲程最大7m、冲速最低0.4min-1的超长冲程低冲速方式生产，但相比于常规抽油机，塔架式抽油机传动系统、控制系统稳定性不足，推广空间受限，因此近几年在头台油田试验了超长冲程新型节能举升采油技术。
关键词：超长冲程；采油技术；优势1工艺技术的分析1.1超长冲程抽油机地面设备主要由电动机、滚筒、控制柜等组成。
电动机通过减速箱带动滚筒旋转，实现柔性抽油杆往复运动，通过控制系统按设定好的生产制度实现自动运行。
通过进行现场试验，不断完善改进，传动系统已使用变速箱齿轮传动，输出扭矩变大，运行更加稳定；制动系统应用电动机电磁制动与滚筒机械锁止相结合的方式，制动距离短、稳定，不受停电影响；控制系统实现柔性控制，生产参数、工作制度可智能设定，超长冲程抽油机换向时冲击载荷小、运行平稳。
1.2超长冲程抽油泵超长冲程抽油泵采用5级泵筒连接，全长50m，为了更好地工作，做了如下改进：为了保证整体同轴度，多级泵筒通过细螺纹平扣连接，设计限位锁紧实现端面密封；为了提高泵筒硬度及耐磨性能，泵筒内壁镀铬处理，丝扣部位采用液体共渗处理；为了提高泵筒防垢、密封效果，泵筒底部采用双套固定阀，降低了固定阀漏失量。
通过改进，实现超长冲程抽油泵同轴度小于0.03mm，密封等级1级，柱塞长1.2m，井下运行稳定性与普通抽油泵相近。
1.3柔性抽油杆超长冲程抽油机可实现超长冲程运行主要是因为柔性抽油杆在滚筒内盘绕与井下超长冲程抽油泵配套进行举升。
经过对柔性抽油杆逐步优化改进，发现采用直径为16mm的钢丝绳在外部编织成钢丝网，并涂覆高分子材料，可提高耐磨、抗腐蚀性能，有利于井口密封。
该柔性抽油杆改进前后的钢丝绳接头连接方式示意图如图1。
图11.4抽油杆柱配比优化使用线密度小的钢丝绳比普通抽油杆更有优势，但在抽油机下冲程时抽油杆受上浮力、反向摩擦力和液体黏滞阻力的作用，为了保证抽油泵正常工作普通抽油杆长度不能过短，因此通过理论计算确定超长冲程井合理杆柱配比经验公式。
塔架式数控抽油机在商河油田商三区的应用
压 力 平 衡 阀 能 够 保证 在 注 氮 气 时 ， 空 氮气 具 环
有 良好 的 隔 热 效 果 ， 省 氮 气 用 量 ， 时 它 还 可 以保 节 同
护 地 面 设 施 和 注 氮 设 备 。 由于 套 管 内 压 力 受 注 汽 的 温 度 、 量 、 度 及 井 深 的 影 响 ， 须 保 证 压 力 平 衡 排 干 必
然 而 ， 工 艺 技 术 在 实 施 过 程 中 还 存 在 着 一 定 该 的 不 足 ， 要 有 以 下 几 个 方 面 ： 工 艺 配 套 的 防 砂 措 主 ①
地 面设 备 的损 坏 ， 其 在 多井 同时 注汽 的情 况下 ， 尤 可
以避 免 由于 各 井 环 空 压 力 的 不 同 而 产 生 气 窜 现 象 。
成 。塔 架 式 数 控 抽 油 机 与 传 统 的 游 梁 式 抽 油 机 相 比
省略 四连 杆传 动 机构 ， 要 由上平 台 、 架 、 座 、 主 塔 底 导 向轮 及 控 制 系 统 组 成 。
２２ ． 塔 架 式 数 控 抽 油 机 工 作 原 理
口单 流 阀 可 以 避 免 氮 气 回 返 ， 减 少 热 损 失 以 及 对 以
塔 架 式 数 控 抽 油 机 由基 础 部 分 、 架 部 分 和传 塔 动 部 分 三 部 分 组 成 。 中 传 动 部 分 包 括 ： 械 系 统 和 其 机
控 制 系 统 。机 械 系 统 由 电 机 、 速 机 构 、 组 和 平 衡 减 轮
机 构 组 成 ； 制 系 统 由 变 频 控 制 柜 和 无 线 ห้องสมุดไป่ตู้ 作 器 组 控
关 键 词 ： 架 式 ； 油 机 ； 控 ； 频 ； 能 塔 抽 数 变 节
塔架式长冲程抽油机原理及应用
塔架式长冲程抽油机原理及应用马强【摘要】塔架式长冲程抽油机(20～22型)是配合油田采用新工艺而研制开发的.在给出其工作原理的基础上,进行了运动规律分析;阐述了基本技术参数和相关操作功能.该机具有长冲程、软性换向、对称对拉、高度平衡、高效节能、大载荷等特点,经过辽河油田试用,效果良好.【期刊名称】《石油矿场机械》【年(卷),期】2008(037)001【总页数】4页(P80-83)【关键词】塔架式抽油机;长冲程;运动规律;调平衡;技术参数;故障排除【作者】马强【作者单位】中油辽河金马油田开发公司,辽宁,盘锦,124010【正文语种】中文【中图分类】工业技术2008 年第 37 卷第1 期第 80 页石油矿场机械OII。
FIELD EQUIPMFNT文章编号： 1001-3482(2008)01-0080-04塔架式长冲程抽油机原理及应用马强（中油辽河金马油田开发公司，辽宁盘锦 124010 ）摘要：塔架式长冲程抽油机（ 20 ～ 22 型）是配合油田采用新工艺而研制开发的。
在给出其工作原理的基础上，进行了运动规律分析；阐述了基本技术参数和相关操作功能。
该机具有长冲程、软性换向、对称对拉、高度平衡、高效节能、大载荷等特点，经过辽河油田试用，效果良好。
关键词：塔架式抽油机；长冲程；运动规律；调平衡；技术参数；故障排除中图分类号： TE933.1文献标识码： A MechanicsofLongStrokePumpingUnitwithTowerFrameandItsApplication MAQiang( I.iaoheJinma ()il['idclDe-oelo/nnent('rnnp “ n y,pcl n ji,z 12-1()1().('hil,ci) Abstract: Long strokepumpingunit(Model20～22)withdcrrickframewasdevelopedfornew production.Basedonits operationprinciple,itsdynamicmcchanicswasanalyzed.Itstcchnicalparametersandoperationwerepr esentedaswell.It fcatureslongstroke,softdireciionchanging,balancedheight,highefficiency,andhighpower.Thepractic eshowsgoodefficiencyinI.iaoheOilfield.Keywords:derrickframedpumpingunit;longstroke;motionprinciple;balancea djustmeni; technicalparameter;troubleshooting目前长冲程无游梁抽油机发展较快，采用了许多现代技术和先进结构方案以及新材料、新工艺，抽油机的适应性、经济性、可靠性和先进性以及技术水平均达到了有史以来的最高水平，为高效、经济、安全和可靠地开采石油资源作出了卓越贡献¨一。
塔架式抽油机安装施工工法
塔架式抽油机安装施工工法1 前言塔架式数控抽油机属于“长冲程、低冲次”机电一体化的抽油机，是现代化数字控制技术与直线抽油方式的完美结合。
它的出现解决了游粱式抽油机耗电量大、机械效率低、调参困难的问题。
其低能耗、高效率的机械性能与轻松的操作方式在传统的采油领域起到了领头作用。
在抽油机安装的实际施工中，我们以《抽油机安装工程施工及验收规范》标准为指导，结合生产厂家要求和现场的实际条件，进行抽油机安装。
以大庆总机厂生产的塔架式抽油机CYJSKZ14-7型为例，介绍一下塔架型抽油机安装工程的实际施工方法。
2工法特点2.1塔架式数控抽油机安装时所需要的施工设备简单，安装工艺简便，易于施工。
2.2塔架式数控抽油机在安装过程中和老式游粱抽油机相比，大大缩短了安装时间，节省了施工机械台班费用。
3适用范围本工法适用塔架式抽油机的安装。
4工艺原理本功法主要以抽油机安装规范、施工图纸及塔架式数控抽油机说明书为主要施工依据，结合现场安装施工经验采用人工配合机械的方法，首先将塔架吊装至基础上，再将配重吊入塔架，最后吊装上平台，再按步骤对螺栓进行紧固。
5工艺流程及操作要点5.1 工艺流程基础现场浇筑f核对基础上预埋地脚螺丝与抽油机螺栓孔尺寸与距离f基础复验f吊装塔架型抽油机机架f吊装抽油机配重 f 上平台安装 f 提升配重 f 连接光杆 f 试运。
5.2 操作要点5.2.1基础的浇筑塔架式抽油机基础为自制基础，按照厂家提供的安装尺寸制作，用①16钢筋制造的立体混凝土钢筋笼，钢筋笼网孔的尺寸不大于350mm混凝土的抗压强度应在28Mpa以上，故用400# 以上的水泥制作，其中水泥：沙子：石头的配比应为1:2:3 ，最后表面用细沙灰磨平。
5.2.2基础验收：塔架式抽油机基础必须严格按照安装图纸进行定位、找正。
首先在基础定位后，用100mm水准仪测量，基础前后高低的水平偏差不得超过1/4 气泡，基础必须完全水平；然后结合抽油机塔架底部螺栓孔的位置仔细核对基础上预埋地脚螺栓尺寸及两螺栓之间距离。
单位内部认证采油中级考试(试卷编号1161)
单位内部认证采油中级考试(试卷编号1161)1.[单选题]BF003方框式水平尺的读数精度为0.02mm/m，在长为1m的被测平面上气泡移动两格，那么此平面两端高低相差( )。
A)0.02mmB)0.03mmC)0.04mmD)0.06mm答案:C解析:2.[单选题](1690879)抽油机更换减速箱机油时，先要上紧（）丝堵，再加入新机油。
A)放油孔B)视油孔C)呼吸孔D)回油腔答案:A解析:3.[单选题]无杆泵采油方式是指( )采油。
A)无梁式抽油机井B)螺杆泵C)自喷井D)电动潜油泵答案:D解析:4.[单选题]合理选择深井泵和油井工作参数，可以( )泵效。
A)稳定B)降低C)保持D)提高答案:D解析:5.[单选题]注水井注水时，井底压力与地层压力的差值叫( )。
A)注水压差B)注水压力C)吸水指数6.[单选题]在气体影响下，抽油机井深井泵活塞上行时,（ ）不能立即打开，使泵效降低。
A)游动阀B)固定阀C)油管D)筛管答案:B解析:7.[单选题](1689831)干式水表是通过（）连接带动计数器转动，计数器即可指示出水表某一段时间内的流量。
A)压盖B)齿轮C)磁性D)电子答案:C解析:8.[单选题]某油井井下系统效率为30%，地面系统效率为60%，则该井系统效率为（ ）。
A)18%B)30%C)50%D)90%答案:A解析:9.[单选题]调整卡钳的开度时，要轻敲（ ）。
A)尺身B)中轴C)钳尺脚D)尺口答案:C解析:10.[单选题]填料密封的软填料装在填料箱内，通过压盖的（ ）作用使软填料产生轴向压缩变形。
A)径向预紧力B)径向扩张力C)轴向预紧力D)轴向向心力11.[单选题]在更换或检查电动潜油泵井油嘴时，生产阀门应（ ）。
A)打开B)关闭C)微开D)卸掉答案:B解析:12.[单选题]为防止电工用螺钉旋具的金属杆触及皮肤或邻近带电体应在金属杆上（ ）。
A)涂上防护油B)套上绝缘管C)缠绕塑料带D)刷上油漆答案:B解析:13.[单选题]阀门型号中传动方式用数字表示，其中数字“6”表示（ ）的阀门。
油田抽油机的节能措施与选型方法探讨
油田抽油机的节能措施与选型方法探讨田彦瑞【摘要】分析了游梁式抽油机高耗能的原因和节能改进措施，介绍了塔架式抽油机的结构和节能原理，指出抽油机在选型时要在满足油田需要的前提下，兼顾节能性和可靠性。
%This paper analyzes the causes of beam pumping oil machine of high energy consumption and energy‐saving measures , introduces the structure and principle of energy saving of the tower type pumping oil machine ,points out that the pumping unit in the selection must satisfy the need of the oil field ,both energy and reliability .【期刊名称】《机械管理开发》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】3页(P53-55)【关键词】游梁式抽油机;塔架式抽油机;选型方法;节能措施【作者】田彦瑞【作者单位】中国石化股份华北分公司，河南郑州 450006【正文语种】中文【中图分类】TE933引言在油田采油生产过程中，抽油机是常用的地面举升设备。
从结构上，按照有无游梁，抽油机主要分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机两大类，当前游梁式抽油机的使用量仍占绝大多数。
近年来，随着油气开采的不断深入，特低渗透、超低渗透油田不断投入开发，为保证开发的经济效益，需要不断提高油田的采收率，控制前期投资成本，节能降耗，推进低成本开发战略；再者，当前我国大力提倡节能减排和可持续发展，对油田的主要设备抽油机的性能及能耗状况都提出了更高的要求。
本文总结了近年国内不同类型抽油机节能措施的研究进展，为油田抽油机的选型提供一些借鉴。
塔架式抽油机PLC控制系统设计
塔架式抽油机PLC控制系统设计郭庆荣;李全;曹佳;胡勇;刘建鹏;赵春喜【摘要】To meet the requirements of the big horsehead load,long stroke,low speed and energy saving,a new type of derrick framed pumping unit was developed. The pumping unit with tower type structure uses switch magneto resistive motor to drive,belt to transmit,and weight box to balance. The control system involves multi-point positioning,that is.it requests to start different operating modes at different anchor point. Utilizing an algorithm,PLC control method is adopted in the orientation control to achieve the acceleration and deceleration,reversing control of vertical pumping unit,and adjusting the stroke and speed with no downtime.%为满足大悬点载荷、长冲程、低冲次及节能的要求,研制了一种新型塔架式抽油机.该抽油机采用开关磁阻电机驱动,皮带传动,配重箱平衡.控制系统涉及到多点定位问题,即要求在不同的定位点启动不同的运行方式.采用PLC进行定位控制,实现抽油机的加减速、换向控制,及不停机调整冲程和冲次.【期刊名称】《石油矿场机械》【年(卷),期】2012(041)012【总页数】4页(P29-32)【关键词】塔架式抽油机;PLC;控制系统【作者】郭庆荣;李全;曹佳;胡勇;刘建鹏;赵春喜【作者单位】渤海装备新世纪机械制造公司,天津300280;渤海装备新世纪机械制造公司,天津300280;国家油气田井口设备质量监督检验中心,湖北荆州434000;渤海装备新世纪机械制造公司,天津300280;渤海装备新世纪机械制造公司,天津300280;中国石油管道工程有限公司天津滨海分公司,天津300457【正文语种】中文【中图分类】TE937针对油田井深的增加及高黏度稠油的开采现状，研制了一种新型塔架式抽油机。
塔式抽油机操作规程
W型曳引抽油机操作规程一、适用范围本操作规程规定了W型曳引抽油机的具体操作步骤及要求，适用于鲁克沁采油厂WCYJT16-8-15Z型W曳引抽油机的操作。
二、启动前的检查（1）抽油机1. 检查各部位连接螺栓是否连接紧固，有无松动、缺失情况。
2. 检查手刹车是否灵活可靠。
启机前要先松开手刹车。
3. 检查各运动部件周围是否有障碍物。
若有应移开。
4. 检查减速机润滑油位是否合适，要求油位在视窗1/2以上。
5. 检查钢丝绳是否完好，有无明显断股、扎头情况。
（2）配电柜1. 合上配电柜总电源空气开关，检查供电电压是否正常。
要求在380-420V。
2. 检查变频器显示是否正常。
屏幕上有无故障代码显示，若有，应及时排除故障，并进行复位。
3. 检查各电气元件是否完好，有无损坏情况。
若有损坏的电气元件，应及时联系维修、更换。
4. 检查生产工艺流程是否导通。
三、启机1. 将配电柜面板上“手动/自动”旋钮旋至“手动”位置，按“启动”按钮，绿色指示灯亮，抽油机启动。
2. 根据抽油杆所处位置分别轻按“上”、“下”两个小按钮（红色和绿色），抽油机即上下运行。
3. 检查、调整变频器的频率及运行换向时间，达到工作要求的冲次。
4. 将配电柜面板上“手动/自动”旋钮旋至“自动”位置，抽油机正常运行。
四、运行中检查1. 检查地脚螺栓及各部位连接螺栓的紧固情况，确保无松动、无抖动。
2. 检查抽油机平衡情况，确保抽油机在最佳平衡条件下工作。
若出现不平衡运行情况，应及时停机并联系处理。
3. 检查抽油机运行声音是否正常。
若有异响，因查找原因并及时排除。
4. 要求至少每15天对抽油机平台上驱动部分进行检查，重点是松、旷、漏及异响，检查减速机润滑油位和油质是否合适。
五、停机1. 将配电柜面板上“手动/自动”旋钮旋至“手动”位置。
2. 按配电柜面板上“停止”按钮，红色指示灯亮，停机。
3. 待抽油机完全停止运转后，拉紧手刹。
4. 断开配电柜内总电源空气开关。
新型塔架式抽油机节能效果的评价分析
新型塔架式抽油机节能效果的评价分析摘要：在油田上塔架式抽油机的应用正在逐渐增多，而且种类也多，主要具备高塔架、长冲程慢冲次等特点，具有良好节能效果。
基于此，本文主要介绍的几种新型塔架式抽油机节能效果，可供参阅。
关键词：新型塔架式；抽油机；节能；效果；评价一、基本原理及应用效果1.1智能塔架式抽油机1.1.1基本原理及特点采用永磁电动机与链轮减速驱动，智能塔架式抽油机通过电动机正反向转动，带动皮带和负载，做往复直线运动，完成抽汲动作。
配备的智能控制柜，可根据负载变化自行调整电动机参数，实现自主调参的目的，从而提高节能的效果。
1.1.2试验效果试验应用2口井，试验机型均为WCYJS10-4.2-18Z，平均装机功率由46kW下降到20kW，平均有功功率降低25.78%，系统效率平均提高18.66%，平均吨液百米节电率为34.24%，平均泵效提高5.5%，如表1所示。
表11.2电控换向塔架式抽油机1.2.1基本原理及特点电控换向塔架式抽油机采用永磁电动机+扇形齿轮减速驱动。
电动机正反向转动，通过皮带带动配重和负载，做往复直线运动，达到抽油的目的。
设计动滑轮机构，系统对电动机的输出动力需求减少50%，可以大幅度降低电动机装机的功率。
1.2.2试验效果试验2口井，平均单井日产液12.5t，液面660m。
试验机型分别为WCYJD8-4.0-9.9Z和WCYJD8-4.0-20Z。
试验以后，2口井平均装机功率从42.5kW下降到11kW，吨液百米节电率为27.43%，系统效率提高了6.16个百分点，泵效提高了16.9个百分点，如表2所示。
表21.3复式永磁电动机塔架抽油机1.3.1基本原理复式永磁电动机塔架抽油机采用低转速大扭矩的复式永磁电动机直接驱动，电动机做正反向转动，通过皮带带动负荷-和配重，做往复直线运动，达到举升的目的。
低转速大扭矩的复式永磁电动机替代了减速器，节能效果好。
1.3.2试验效果应用18口井，平均单井日产液62t，液面501m。
塔架式抽油机在低渗透油田的应用
塔架式抽油机在低渗透油田的应用摘要：常规游梁式抽油机受四连杆机构固有特性的影响，传动效率低，系统能耗高。
为了降低低渗油田抽油设备能耗，我厂开展了塔架式抽油机现场试验。
试验结果表明，塔架式抽油机节能效果显著，与普通游梁抽油机比较，功率因数和系统效率均得到较大提高，取得明显节能效果。
关键词：塔架机；节能中图分类号：te08 文献标识码：a 文章编号：c油田属于低孔低渗油田，主要采用游梁抽油机的人工举升方式。
由于受四连杆机构固有特性的影响，系统效率低，能耗较高。
为实现在低渗透油田节能降耗要求，提高油田开发效益，开展了塔架式抽油机现场试验。
试验结果表明，与普通游梁抽油机比较，功率因素和系统效率均得到较大提高，节能效果显著。
1塔架机的结构原理1.1 塔架机结构该抽油机为非四连杆机构无游梁塔架式抽油机，主要由底座、塔架、平台、导轨、平衡重、动力系统及控制柜组成。
塔架机的平台在塔架的最上端，平台上放有驱动电机、滚筒、导向轮、变频器等；塔架的高度可以根据用户对该机冲程的要求而定。
动力驱动系统:该塔架机采用的是电机驱动，所选用的电机是具有很好节能性低转速、大扭矩的永磁同步电机，其额定输出扭矩为450n.m。
控制系统:主要由变频器、数字智能控制、电磁制动。
1.2 塔架机原理采用永磁同步电机为动力，在变频器控制下，直接驱动安装在驱动轴上的滚筒，滚筒上的钢绳一端连接悬绳器，另一端连接平衡重，悬绳器带动抽油杆做上下往复运动，进而达到抽油的目的。
1.3塔架机的特点1.3.1 塔架机采用简单的轮绳传动，减少了能量损失其它类型抽油机没从根本上改变四连杆传动机构，而塔架机采用简单的绳轮传动，将电能转换为直线往复运动，取消了减速器，简化了传动方式，与常规抽油机相比，减少了5%-15%的传动能量损失。
1.3.2 塔架机采用天平平衡方式，平衡调整省力方便塔架机采用的是天平平衡方式，平衡重和井下管柱重量几乎相等，靠钢丝绳连接，平衡重在塔架内部，呈漏斗状，可人为地用增减砂子的办法调整平衡。
塔架式抽油机(底驱)安全操作规程
塔架式抽油机（底驱）安全操作规程一、启动前检查1、检查抽油机基础是否破损、倾斜，检查所有连接件是否紧固；2、检查制动机构是否灵活，刹瓦与刹车轮的间隙是否均匀合适。
检查设备接地是否完好；3、检查抽油机配重箱滑轮、悬绳器滑轮在导轨内间隙是否合适；4、检查控制柜上的防尘通风孔保持畅通；5、检查上限位感应铁位置是损坏，检查配重箱感应铁与接近开关间隙（3-5厘米）；6、流程导通，采油树压力表完好可用；7、抽油机悬绳器是否水平，光杆与它保持垂直；8、检查各润滑点是否润滑良好；9、检查抽油机控制柜、分线箱是否正常,夏季时检查控制柜排风扇运行是否正常。
二、启动操作1、用试电笔检查控制柜是否漏电，戴绝缘手套合闸送电，观察控制柜内电源指示灯正常后，再用试电笔检查抽油机控制柜是否漏电，按下“上电”按钮，等待控制器启动；2、按“上行点动”或“下行点动”按钮，使配重箱运行经过两次中点传感器，确认油井正常，没有卡泵、碰泵现象；3、按“启动”按钮启动抽油机，观察抽油机运行情况，等运转正常后方可离开控制柜，若发现异常情况，应立即按“停止”按钮停运抽油机；4、按照生产需求调整好冲程、冲次。
三、运行中检查1、检查抽油机各传动部件的运行情况、光杆的运行情况、井口压力变化情况、电动机的电流变化情况；2、每4小时巡回检查一次，严禁设备带病运行；3、按规定的巡回检查路线、检查点逐一详细检查，做好巡回检查结果记录；4、巡回检查以“听、看、摸、闻”为主；（即听：各部位减速箱，刹车是否有异响；看：各紧固件是否有松动，连接件是否偏移动或串动，整机是否抖动，整机卫生等；摸：抽油机基础是否晃动；闻：是否有异味（控制柜、皮带、刹车等）。
四、停机操作1、在运行中，根据油井工况选择合适的“配重箱”位置，按“停止按钮”实现停机；2、将三档调节按钮由自动档打到作业档，实现安全停机；3、戴上绝缘手套，断开空气开关，锁好控制柜柜门锁；4、变频机停机时应先打作业档、按急停按钮、断空气开关。
采油工艺机械原理
4.电动机的接线方法 电机有两种接线方法：一种为星形接法，符号为Y。另一种为三角形接法
符号为△。电机接线盒内接线柱旁有各项首端、末端的标志，三个首端分别
用D1.D2.D3表示，三个末端分别用D4.D5.D6表示。接线柱分上下两排，上排
为三个末端，下排为三个首端。三个线圈可以联成星形或三角形。
(1)星形接法：将三个绕组的三个尾端连接在一起，三个头分别接到三条 线上，星形接法中，线电压等于相电压的 3 倍，线电流等于相电流。
(2)由于有曲柄偏移角，平衡重可发挥类似前置式抽油机的“均衡扭矩’’作 用，使上冲程曲柄转角增大约120，达到1920，即上冲程时移动同样距离，时 间长，加速度减小，动载下降，从而使光扦载荷减小，有利于减小振动和延 长机、杆泵的使用寿命。
(3)曲柄远离井口，井口操作范围扩大。
(4)异相曲柄抽油机结构与常规式抽油机相差不大，有利于常规抽油机的技术 改造。
国产型号 J JO JO2 JQO JB JBS KB JR JK JKZ
型号说明 三相异步电动机 三相异步封闭式鼠笼型。O表示封闭，2表示改型设计
三相异步封闭式鼠笼型高起动转矩，Q表示高起动转矩 三相异步防爆型。B表示防爆型，S表示小型
矿用防爆型电动机 三相异步绕线型。R表示绕线型转子 三相异步高速鼠笼型电动机。K表示高速鼠笼型，Z表示座式轴承
（2）转子。是由转子铁芯和转子绕组组成的。 2．异步电动机的铭牌数据 每台异步电动机的机座上都有一块铭牌，标记着该电动机的型号、各种额定 值和联接方法等。供我们正确使用，电动机的主要技术规范有以下内容 (1)型号：指电动机的产品、规格代号。 例如：Y112M—4 “Y”产品代号，表示异步电动机；“112M—4”规格代号， 表示中心高112mm，四极1480r/min。
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产品简介 传动原理 结构简介 产品特点 产品分布 型号参数 产品到货清单 产品易损件及厂家承诺
本机为现代机械设计制造技术、 数字化控制技术、功率电子技 术、机电一体化技术高度结合 的产物。通过自主创新的永磁 同步电机与减速机构组成的组 合传动系统分担了减速机的功 能，解决了减速机易出故障的 痼疾，提高了使用效率。它的 出现填补了游梁式抽油机的空 白，适合稠油井、高含蜡井、 中高含水期大排量井和低渗透 井重载强抽和间抽的采油要求， 并具有适合抗风、滩涂、低温、 高温等多种复杂地质环境的使 用要求，扩展了抽油机的 应用 范围。
数量 1
备注 包括电机、配重
使用说明书 操作器
专用套筒工具 导轮拉力器 基础安装图纸
1 1
1套 1套 1张 8型以上机型需要 14型以下机型需要
注：塔架式数控抽油机基础须由使用方根据现场地址条件设计，如需厂 家提供需另付基础费用。
抽油机易损件表
征象 钢丝绳 V型三 角带 链条
断丝，断股 打滑，抻长，断裂 磨损、跳齿
大庆油田 十厂五矿三、 四工区108台
胜利油田 S1376 S1359
胜利油田 HE1344
参数 型号 悬点 载荷 KN 60 冲程 M ≤4 冲次 次/分 ≤3
平衡 箱重
T
1.4
填充物 （砂、铁） 平衡 块重 T T ＜0.7 2.1
最大 配重 T 4.2
最大 偏差 载荷
KN
13
1. 使用380V三相四线制。 2.抽油机的冲次调节幅度是在每 分钟冲程≤20米/分内无级调整。 3.冲程长、换向冲击小、承载力 大可通过适当增大泵径满足产液 量的需求。 4.同型号比游梁机承载负荷增大 10%时运行同样安全。
维护保养工作在平台内 部进行 参数调节使用遥控器操 作，人员与电源隔离，极 端条件下杜绝触电可能
适应环境 抗风防涝
抗风防涝 静音运行
采用光杆吊绳，具有抗风载减轻 光杆震动变形，延长采油树的使 用寿命。 所有运动部件及电器都在6米以 上的平台上方，具有很强的防涝功 能。
两端拉绳固定的圆筒结构配重提 高了防风性。 运行安静，噪音极低，实际测量 50db，可用于社区内采油
通用锂基润滑脂半年更换 General Purpose Lithium Lubricating Grease to Be Changed for Half a Year
安全可靠 监控完备
安全可靠 监控完备
配重在塔架内部杜绝发 生人畜砸伤事故。 具有断杆、断带、断绳、卡井、 过载、过冲等故障报警功能 具有功率差保护、电流值保护及 失载保护等保护功能
100
120 120 140 140 160
≤6
≤7.5 ≤7.5 ≤7.5 ≤7.5 ≤7.5
≤3.5
≤2 ≤3 ≤2 ≤3 ≤3
2
3 3 3 3 4
＜1
＜1 ＜1 ＜1 ＜1 ＜1
4
4.5 4.5 6 6 6
7.2
8.5 8.5 10 10 11
22
26 26 30 30 36
项目 抽油机整机
驱动原理：
拖动系统在变频器控制下驱动绳轮 正反转换向、往复运行，带动复绕 在绳轮上的由抽油杆及配重体组成 的平衡系统对称上下运动，完成抽 油动作
绳轮 导轮
节能原理：
传动系统效率较四连杆结构提高40%以上抽 油杆与配重间平衡率可达95%以上，运行过 程中势能近似守恒，系统做功仅为克服阻力 及平衡差，运行功率显著降低。与节能型游 梁式抽油机对比节电率可达50-70%
13
70.88%
胜利油田塔架式数控抽油机泵效
冲程 F196-S97 (m) 调参前 调参后1 调参后2
井号
冲次 (次/min)
泵径
理论排量
（mm）
38 38 38 38 泵径 （mm） 38 38
(t/d)
5.96 4.4 4.4 4.4 理论排量 (t/d) 5.73 4.89
实测排量(t/d) 1.98 2.32 2.48 2.56 实测排量(t/d) 0.33 0.56
服务承诺
一 年半内免费更换 一 年半内免费更换 一 年半内免费更换
厂家承诺：
保修内容：除易损件外，对于自生产之日起18个月以内 （安装后12个月内），在正常使用条件下发生故障的零 部件进行无偿更换或修理。电机10年内出现退磁由厂家 提供更换电机服务。 不能履行保证情况： 未经我厂同意，对设备进行改造。由于基础下沉或基 础不能满足设备要求所造成的事故。 未按抽油机使用说明书所规定条件进行安装、使用造 成的事故。非制造原因造成的损伤。
4.89
4.89 理论排量 (t/d) 5.93 5.21 5.21 5.21 理论排量 (t/d)
0.66
0.7
η=13.49%
η=14.31%
实测排量(t/d)
ห้องสมุดไป่ตู้
泵效
0.2 0.32 0.43 0.55 实测排量(t/d)
η=5.75% η=6.14% η=8.25% η=10.55% 泵效
调参前
1.4
2 2 2 2 2
＜0.7
＜1 ＜1 ＜1 ＜1 ＜1
2.1
3 3 3 3 4
4.2
5.6 5.6 5.6 5.6 7.2
13
17 17 17 17 22
CYJSKZ10-6-14B
CYJSKZ 12-7.5-70A CYJSKZ12-7.5-70B CYJSKZ14-7.5-82A CYJSKZ14-7.5-82B CYJSKZ16-8-97B
抽 油 杆m1
配重块m2
塔架式抽油机传动示意图 m1=m2
桁架
塔架部分
塔 架 式 数 控 抽 油 机
电机 减速机构 轮组 平衡机构
平台
机械系统
传动部分
控制柜
控制系统
基础部分 无线 操作器
电机
绳轮
护栏 上平台
导轮 转动 支架
绳轮
皮带轮组
导轮 爬梯
配重 (m2)
塔架
链轮组
电机
基础
型号说明
CYJSKZ 塔架式 数控抽 油机 抽 油 机 型 号 光 杆 最 大 冲 程 减速 系统 输出 最大 扭矩 Nm 抽程 分类
CYJSKZ6-4-10A
CYJSKZ6-4-10B
CYJSKZ8-4-10A CYJSKZ8-4-10B CYJSKZ8-6-10A CYJSKZ8-6-10B CYJSKZ10-6-14A
60
80 80 80 80 100
≤4
≤4 ≤4 ≤6 ≤6 ≤6
≤4.5
≤3 ≤4.5 ≤2 ≤3.5 ≤2
低冲次
井号
泵效
S-1359 S-1376 HE1344
81.69% 98.03%
1.8 38
塔架式数控抽油机的抽油过程全程 由电脑调控，冲程冲次实时可调， 冲程最大可达9.5m（可定制）。 “长冲程、低冲次”可提高泵效。 实践证明，塔架式数控抽油机比之 传统游梁式抽油机泵效显著提高。
6
0.9
57
1630 18.34
内置砝码式配重调整省力方便
主配重
3.2t
配重调节箱 （1t微调量） 配重连接环 配重挂架 挂架档销
副配重1
1.1t 1.1t
副配重2 副配重3
1.1t
副配重4
1.1t
12型配重
自挂负荷 让位方便
不用吊车 无需移机
修井时将导轮移至一端，无 需整机移动。 无需吊车配合即可装\卸载 负荷
工作状态
修井状态
安全操作 调节方便
上下行冲程、冲次分别无级调控
塔架式数控抽油机可 根据现场工况要求分 别调控上下行运行速 度。抽油杆下行降低 速度，增加泵桶充满 度；加快上行速度， 减小漏失，最大限度 保证了合理的动液面。
光杆上行: 加速度逐渐增大，达到适当值后进行匀加速，随后逐 渐减小，进行匀速运动。带到大预定点后开始减速， 加速度逐渐增大，匀减速过程，加速度逐渐减小直至 速度为零，完成光杆上行。 光杆下行正与其相反。
泵效 η=33.22% η=52.27% η=56.36% η=58.18% 泵效 η=5.75% η=11.45%
1.83
2.7 2.7 2.7 冲程 (m) 1.76 3
2
1 1 1 冲次 (次/min) m2 1
塔架式数控抽油机 提供冲程较长，运 行过程中均速阶段 较长，换向加速度 可设，换向冲击小 泵 抽油杆变形小 效 提 高 漏失率低 上下行速度分别调 控，快上慢下
安全操作 调节方便
遥控器控制 调参便捷迅速
塔架式数控抽油机的全部都可通 过遥控器读取、设置包括： •停起机、手动运行 •分别设定上下行冲程 •分别设定上下行运行速度、速度 环曲线 •可设定自动间歇抽油 •设定电流保护值、功率保护值 •显示即时电流、电压、转矩、平 均功率、冲程、冲次、当前位置 等。
示例：CYJSKZ 6-4-10A表示额定悬点载荷为60kN，光杆最大冲程 4m，减速系统输出最大扭矩10kN，抽程分类A为低冲次型塔架式数 控抽油机（B为常规型塔架式数控抽油机）。
长冲程
提高了抽油机系统效率
冲次 泵径 泵挂 理论排 实测排 冲程 (m) (次 （mm） (m) 量(t/d) 量(t/d) /min) 4.2 4.2 1.8 38 1650 12.24 1820 12.24 8-10 9-12
节能环保 高效节能
得益于对称式平衡结构，塔架式数控 抽油机只需较低的电能完成整个采油 动作。配合由永磁同步电机与皮带|链 轮+齿轮结构的组合传动系统，进一 步降低系统耗能。 经中国石油天然气公司油田节能检测 中心权威认定：在大庆采油十厂同区 块、相同井况条件下，塔架式数控抽 油机较之同型号节能型游梁式抽油机 节能效果在50%以上，百米吨液耗电 量仅为游梁式抽油机的30%。 经100多台抽油机的长期试验，6、8 型机日耗电30kwh左右，12型机日耗 电57.6kwh左右。