数字化抽油机技术现状和发展趋势

数字化抽油机技术现状和发展趋势

发表时间：2019-09-18T09:00:10.967Z 来源：《电力设备》2019年第7期作者：许剑

[导读] 摘要：数字化抽油机是具有数据采集和远程控制功能的抽油机，这种设备采用了新的设计，在制造过程中采用了大量的新材料和新工艺，极大地提高了抽油机的可靠性。

(大庆油田装备制造集团吉林分公司吉林松原 138000)

摘要：数字化抽油机是具有数据采集和远程控制功能的抽油机，这种设备采用了新的设计，在制造过程中采用了大量的新材料和新工艺，极大地提高了抽油机的可靠性。本文对当前我国数字化抽油机存在的问题及发展趋势进行了分析。

关键词：数字化抽油机技术；问题；发展趋势

数字化抽油机是将传统的游梁式抽油机与现代先进的信息采集技术和电气控制技术完美结合，使其具有自动采集数据、远程控制、实现不停机状态下智能调节平衡、自动调节冲次、语音提示及语音报警、实现软启动和过载保护的高效节能抽油机，是新一代工业化与信息化高度融合的采油设备。

一、数字化抽油机概述

数字化抽油机能实现抽油机井采油参数的现场采集、传输及远程控制的作用，实现数字化抽油机的远程启机和停机操作。通过上位机的指令，达到自动控制和管理的程度，减轻岗位员工的劳动强度，提高油田生产效率。

第一代数字化抽油机集成了井口的数据采集模块，将采集器和抽油机的控制单元集中在控制柜内，将控制柜、信号线及传感器安装于数字化的抽油机上。

第二代数字化抽油机是在第一代的基础上，实现了井口数据的采集、数据的传输、远程的启停机、抽油机的自动调参功能，比第一代更进一步地实现了自动控制和管理，自动化水平有所提高。

数字化抽油机能实现油井生产参数、电参数的采集和传输功能，接受上位机的指令，自动启动和停运抽油机。按照上位机的要求，进行语音指令和提醒，进行报警，提示岗位员工安全操作。可自动检测抽油机平衡的情况，发现问题及时进行抽油机平衡度的自动调整。实时显示抽油机的冲次，可手动调节抽油机的冲次，也可通过控制柜内的RTU对抽油机的冲次进行判断和调节，达到最佳的抽吸参数的配合，降低启动抽油机时的惯性负荷。

二、数字化抽油机技术的应用

1、远程控制。它是数字化抽油机的最大创新点，可通过远程指令的方式来完成终端单元的转换工作，同时将相关数据进行上传，最终准确完成指令操作。远程控制避免了工作人员接近终端单元，在安全性能方面有着很大的提高。

2、信号采集。其主要靠远程终端单元来完成对抽油机及其他装置的运行状况的数据采集工作，并在此过程中，将信号转化成可视的功能图，以方便工作人员进行运行状况的监控和数据的收集整理。

3、自动调节。对抽油机运行状况及其效率的自动化调节是数字化抽油机的又一大亮点，在运行过程中，自动化的数据整理及监控程序的良好运行，极大地节省了人力，提高了工作效率。同时在抽油机最佳平衡状态的调节上，以其高度的准确性，降低了人工操作过程中的错误率。

4、自动调节冲程。自动化冲程调节作用，是对冲程调节的一大改进。该技术的运用减少了操作过程中的配套机械设施，降低了运行成本，缩短了运行时间，同时操作过程中只需对操作曲柄进行简单的人工调节即可，节约了劳动力，从而降低了运行成本。

5、预警系统。数字化抽油技术在应用过程中，增添了自动预警系统。在抽油机作业过程中，有一套专门的安全监督系统对系统的运行状况进行全程监控，一旦出现故障或突发状况，预警系统会直接发挥作用，进行报警，并同时启动保护装置，进行断电处理，以防发生电路短路，从而造成安全事故。

三、数字化控油技术在实际应用中存在的问题

1、远程启停环节存在的问题。油田的数字化抽油机的远程启停技术是在传统抽油机的控制启停的按钮上加了装远程控制设备，以达到自动启停。但在抽油机自动停机的过程中，可能会出现由于抽油机平衡不好，而在最高点停机的情况，这种情况可能会导致翻车等重大安全事故。而在自动启动时，会有启动提示，提示现场工作人员离开，从而使抽油机安全启动，避免出现安全事故，但如果出现刹车刹住，现场却无人值守时，会导致烧毁电机及供电电路的事故，而现场如果有工作人员，操作失误则可能造成恶性的人员伤亡事故。

2、主远程终端单元与由井口远程终端单元存在用电隐患。由于主远程终端单元机柜内的设备多样，电气线路繁琐，可能会出现设备供电故障、短路等危险，在安装井口远程终端单元后，抽油机配电柜里线路和设备明显增多，现场线路凌乱，也容易出现短路烧毁、电机漏电等情况，导致安全事故的发生。

四、数字化抽油机技术的发展趋势

1、自动化和智能化。自动化是指抽油机在没有人或较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断和操纵控制，达到预期生产目标的过程。智能化是指将现代通信与信息技术、计算机网络技术、智能控制技术与抽油机技术相结合进行应用。自动化与智能化技术的作用与功能：抽油机井数据的采集传输，冲程、冲次、平衡和启停的自动化控制与调节；在设定工作目标下，智能系统可确保抽油机在最优参数下运行，实现抽油机智能化控制和管理；在不确定性推理、神经网络和示功图分析技术的基础上，实现数字化抽油机的智能故障诊断，从而提高抽油机的维修效率，降低维修成本。

2、远程控制与无线控制。远程控制是指管理人员在异地通过计算机网络实现对抽油机的控制，将抽油机控制器采集的数据显示到自己的计算机上，通过计算机对抽油机进行监测、控制、软件安装程序等工作。无线控制是用无线遥测遥控终端设备取代现场总线，采用无线技术完成抽油机设备的调试、程序下载、故障诊断等工作。采用远程控制和无线控制技术可避免人机直接接触，提高抽油机管理和控制系统安装的效率。

3、系统化与低能耗。系统化指以油田生产系统为对象，设定目标进行优化生产。抽油机生产管理应该系统化，实现油藏、井筒和地面三个阶段相互衔接，通过系统的优化实现抽油机设备的效率最大化。降低抽油机能耗的方法：利用变频控制系统实时调整工作参数，提高电机功率因数，减小供电电流，实现电机的软启动，减小冲击；利用公用直流母线变频技术、变频器加能量回馈单元及四象限变频器技术等降低无功功率，提高抽油机效率。数字化抽油机应将系统化与低能耗相结合，进一步实现系统效率的最大化。