抽油机智能改造方案

智能化抽油节能测控系统设计发布时间：2021-10-22T07:12:29.494Z 来源：《基层建设》2021年第20期作者：郭保1 昋红霞2 王玉莲2[导读] 摘要：目前节能技术主要从节能电机的匹配、无功补偿、抽油机平衡调整、变频控制系统改造、降低运行负荷等方面着手，但低渗透油田典型的低产液特性限制了常规节能改造技术，常规节能改造技术的特点是吨液能耗高、系统效率低，不能有效解决油泵空抽造成的电能浪费问题。

1长庆油田分公司第一采油厂测试实验大队陕西延安 717502；2长庆油田分公司第一采油厂侯市作业区陕西延安 717502摘要：目前节能技术主要从节能电机的匹配、无功补偿、抽油机平衡调整、变频控制系统改造、降低运行负荷等方面着手，但低渗透油田典型的低产液特性限制了常规节能改造技术，常规节能改造技术的特点是吨液能耗高、系统效率低，不能有效解决油泵空抽造成的电能浪费问题。

针对这些问题，为了提高抽油机的举升效率，降低能耗，该研究通过数据采集、分析和综合应用，形成了一套智能节能抽油机测控系统，实现了抽油机的优化控制、状态监测和故障诊断。

关键词：空抽；测控系统；节能；智能化由于油层开发整体不断趋向老龄化，抽油机抽汲能力远大于油井的渗透能力，油泵空抽及其造成的电能大量浪费、抽油机寿命缩短问题持续恶化，严重时破坏井下地质结构及原油压力平衡，致使油井提前枯竭。

同时，油田现场还存在抽油机系统状态监控及故障诊断实时性差、可靠性低等问题。

这不仅危害采油生产安全，降低油田生产能力，给国家和油田企业带来巨大经济损失，也给油田企业及社会的稳定与和谐发展造成严重影响。

1 系统结构测控系统由后台ＰＣ、以数字信号处理器和单片机结构为核心的智能测控装置和ＧＰＲＳ通信模块组成。

上位机采用ＰＣ作为整个系统的高层管理设备，实时监测和管理单台或多台抽油机的工作过程，实现诸如数据存储、查询、分类统计、实时保护、实时报警、信息查询等功能。

同时工作人员可以通过后台ＰＣ对抽油机发出控制指令，实现抽油机的远程启、停控制。

抽油机井智能间抽控制技术及其方案北京金时公司单项技术介绍1.间抽控制的优点●缩短抽油时间，减少能量消耗。

通常平均可节约能量20-30%。

●保持了较低的平均液面，意味着较低的井底流压，可使较多的液体流人井底。

通常可增加产量1-4%。

●井下和地面设备的维修费用减少25-30%。

主要是消除了液击现象（此现象可大大增加起油管作业量）。

●最后，使用抽空控制大大增加了系统性能信息的数量和可靠性。

每口井的效率提高了，从而有杆抽油系统的总经济效益也就大大提高了。

（摘自石油工业出版社，“当代有杆泵抽油系统”，刘合/王广昀）2.间抽控制方式●人工控制方式；●自动功图控制方式；●自动液面控制方式；●冲次调节的变频控制：在抽油井间抽控制的基础上，增加变频控制器，然后根据示功图或液面深度得到的油井供液状况，自动调节油井的冲次，实现地层供液能力与抽出能力的最佳匹配。

3.自动功图间抽控制器●原理：•通过示功图的变化判断油井供液情况，决定抽油机的启停。

•自学习功能。

在设定的初始间抽时间的基础上，根据示功图判断得到的油井供液情况，自动学习、逐步逼近油井的最佳间抽时间。

油井供能力发生变化，也将及时自动调整间抽时间。

•可以预设最短抽油时间、最长停抽时间，防止稠油停抽时间长难以再次启动的问题。

并且由于采用角位移传感器，可以判断抽油机平衡块位置，使得抽油机的启动更加顺利。

●设备组成：•井场RTU机柜，主要由RTU集成模块、开关电源、端子、机柜等构成。

•示功图采集一次仪表，主要由固定载荷变送器与角位移变送器构成。

•电机启停模块，检测1-3路电流、并且具有DI/DO端口，控制电机的启停。

●扩展功能：• PDA手操器，读取数据与设置RTU。

•增加数传电台或GPRS模块，即可实现数据的实时远程传输，并可实现远程启停控制与间抽方案调整，以及通过控制中心设定间抽参数，监控间抽状况，实现控制中心人工干预。

4.自动液面间抽控制器●原理：•直接检测套管空间液面的高度，并根据设定允许液面的最高与最低高度，控制抽油机的启停，实现间抽。

冀东油田抽油机装“智慧大脑”前不久，冀东油田首批15口智能控制实验井已稳定运行半年，在日产液量不变的情况下，平均泵效提高14.2个百分点，系统效率提高5.4个百分点，单井平均节电率达32.3%。

冀东油田机采井中低液量井的比例较高，产液波动大，对这类油井实时分析与调整控制的难度大。

冀东油田钻采工艺研究院技术人员在充分调研的基础上，积极开展抽油机井智能控制技术攻关，制定基于井口实时量油和电机输出参数控制的智能调整方案。

这个方案以油井产液量为目标，依据油井供液变化实现抽油机井抽吸参数的自动调整。

同时，变电动机匀速运行为随载荷变化而变转速、变功率，有效延长冲程周期内抽油泵的进液时间，缩短提液时间，进而达到提高泵效、降低运行能耗的目的。

2017年12月，技术人员顺利完成首批15口井的智能控制系统安装调试。

经过半年运行和阶段效果评价，单井百米吨液能耗平均减少0.6千瓦时，节电32.3%。

在液量不降的情况下，单井年度减少摩擦行程近3500千米，有效保障了油井平稳长效运行。

（中国石油报 朱米福）长庆油田智造一体化集成装置达65种随着长庆油田新研发的五种油田一体化集成装置在现场应用，长庆油田自主研发的油气开采一体化装置目前已达65个种类。

为了彻底解决长庆油田规模大费用高、生产周期长等问题，从2008年开始，长庆油田以“小型化、橇装化、系列化”为攻关目标，通过机械技术、电子技术、自控技术、信息技术等现代化技术有机融合，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的基础上,将一线场站原来烦琐单一的设备进行合理配置、集中整合为一体，自成系统，独立完成原来需要多个生产单元共同完成的生产任务，让一台设备发挥原来一个站的作用，从根本上缩减设备规模，简化工艺流程，降低建设投资，提高运行效率。

目前，长庆油田的一体化橇装集成装置已覆盖油田集输、气田集输、油气处理、油田供注水和公用工程等5个方面。

研发的一体化集成技术主要包括一体化混输（分输）增压集成装置、一体化增压注水装置、智能移动注水装置、一体化智能接转（脱水）集成装置、天然气集气一体化集成装置、三甘醇（TEG）脱水一体化集成装置等，许多技术在我国油气田开发中属于首创，在国际上也处于领先水平。

浅谈抽油机节能及智能控制器的设计摘要说明了油田游梁式抽油机节能的几种方式，介绍了目前抽油机节能器的主要类型并比较了它们的优缺点及节能效果，阐述了智能型抽油机节能控制器的关键技术及实施方案。

0 引言游梁式抽油机结构简单,可靠性高，是目前油田原油开采的主要设备，在机械采油设备中约占60％以上。

但游梁式抽油机也是油田的耗能大户，其用电量约占油田用电量的40％，且其拖动电机普遍存在着功率利用率低、能源浪费严重的情况，目前我国有近8万台抽油机井，电动机平均符合率为20％～30％，部分电动机负荷率更低。

因此，抽油机的节能问题已引起了广泛重视，并出现了形式不同的节能产品。

但目前各种节能产品，特别是电机控制装置因没有有效针对游梁式抽油机的实际特性进行设计，因此从油田的实测评估资料看，各种节能产品远没有达到理想的节能水平。

1 抽油机节能器的主要类型和存在问题抽油机节能装置从节能原理上看，大致可以分为电机节能、变矩节能、变结构节能、变平衡方式节能和摆杆式节能5种方式。

其中，后4种节能方式是针对游梁式抽油机机械结构的节能方式，显然，改变抽油机机械结构的方式存在一个明显的缺点，必须对油井进行改造，不仅成本高，从实际节能效果看也不是很理想。

而电机节能则主要是针对抽油机的电气性能而采取的节能方式。

实际上，游梁式抽油机的电动机多数以轻载，即“大马拉小车”的工况运行，这些固有特性决定了拖动电机功率的利用率很低，因此提高拖动电机的负荷率是实现节能的途径之一。

目前，抽油机的电动机主要从3各方面实现节能：人为地改变电动机的机械特性，主要是改变电源频率，以实现与负荷特性的柔性配合；从设计上改变电动机的机械特性（如高转差率电动机和超高转差率电动机），从而改善电动机与抽油机的配合；提高电动机的负荷率和功率因素。

具体有以下方式：①采用双功率电动机。

双功率电动机的定子绕组是两个可以并联运行的绕组。

启动时和负荷轻时，两个绕组分时投入，则总的电流减小。

要包括正常功图、气体影响、泵漏失、泵充不满、抽油杆柱脱断、结蜡、出砂等情况。

对抽油泵工作状况的判断依据为提取示功图的特征量与样本数据的反复对比，基于某种神经网络，通过对对神经网络的不断训练，可最终诊断抽油泵处于何种工况，并最终给出处理方案。

同时，示功图数据与泵充满度有直接关系，根据泵充满度情况，利用实时变频技术，可实现冲次与井下供液情况的优化匹配。

3.2 井口压力、温度数据在上位机中的应用井口压力、温度数据是判定地层状况是否稳定的主要依据。

一旦发现压力异常,技术或操作人员将首先根据经验对油井进行应急处理，以免发生危险。

3.3 液面数据在上位机中的应用动液面数据是井下供液能力与井下供排关系的主要判定依据，以动液面为控制对象，通过变频调速来控制采液速率以保证与当时的供液能力匹配，可明显提高泵效和系统效率[1]。

其具体做法为:建立动液面与抽油机电机变频器供电频率的对应关系，选择适宜的供排关系，使抽油机冲次与井下供液情况一致，防止空抽。

3.4 电参数在上位机中的应用电参数主要指抽油机上、下冲程同一个周期内的电流、电功率数据。

电参数是判定抽油机工作是否异常的重要依据。

利用神经网络技术，对抽油机井故障时的电参数特征量进行不断归纳总结，同时对神经网路进行不断的样本训练，最终可实现计算机对故障的准确判断。

故障的实时准确判定将为油田的安全生产提供有力的技术支撑。

同时，根据电功率数据还可以计算出抽油机的负载状况，利用电功率数据可绘制出电功图。

4 结论随着油田数字化、智能化时代的到来，抽油机的管理绝不再局限于每天的人工巡井、定时记录日报表、专业技术人员后续分析后进行抽油机工作方式调整等工作方式。

利用实时监测系统对抽油机井的第一手资料进行全面掌握，利用人工智能方式对数据进行准确判断，及时发现故障并处理，根据供液状况，实时精细调整抽油机工作方式已经可以实现。

抽油机井的管理已从粗矿型的管理方式转化为高效型的智能化管理方式。

抽油机井的生产参数的调整与优化对策随着现代石油开采技术的不断发展，抽油机井在油田开发中扮演着重要的角色。

而抽油机井的生产参数的调整与优化对策直接影响着井场的产量和效益。

本文将从抽油机井的参数调整、优化对策的意义和方法等方面展开阐述，从而为油田开发和生产工作提供一定的参考与借鉴。

一、参数调整的意义和方法1.意义抽油机井的参数调整对于提高井场产量、延长井的寿命、降低生产成本具有重要意义。

通过合理的参数调整，可以提高油井的产量，优化工作负荷，降低能耗，减少设备故障，提高生产效率，从而为油田的良好运行提供有力支持。

2.方法（1）通过调整抽油机的冲程和冲数，改变泵挂工况，调整泵的运行速度和时间，在不同情况下合理配置泵杆结构，以达到最佳的工作效果。

（2）通过调整井口压力、排量和含水裂缝等参数，改变地层产物运移速度，提高原油采收率，减少水侵，改善生产状态。

（3）通过改善装备技术，使用先进的自动化控制软件和设备，实现对抽油机井运行参数的精细调控，提高井场产量和效益。

二、优化对策1. 通过技术手段提高抽油机井效率（2）优化设备结构，采用新材料、新工艺，提高抽油机井的使用寿命和可靠性。

（3）采用智能化传感器和监控装置，实现设备运行状态的实时监测和数据收集，为优化参数提供有效的依据。

2. 通过调整地层参数提高采收率（1）通过地震勘探和地质分析，了解地层情况，准确把握油层的产能分布和裂缝状况，根据不同地层情况调整对应的参数。

（3）通过技术手段和措施，减少因地层问题导致的油井维护和停产，提高井场效益。

3. 通过提高设备管理水平降低运行成本（1）加强对抽油机井设备的日常维护和保养，制定科学合理的维护计划，延长设备寿命，降低维修频率和成本。

（2）培训和提高技术人员的维护水平，改善设备管理与维修技术，提高设备的可靠性和稳定性。

（3）加强设备材料的管理和检测，保障设备运行的安全可靠，降低维修成本和停产损失。

三、结语抽油机井的生产参数的调整与优化对策是油田开发和生产工作的重要环节，它直接影响着井场的产量和效益。

《常规游梁式抽油机自动平衡改造方案及节能原理分析》摘要。

常规游梁式抽油机结构简单可靠、耐久性好，一直以来占据采油设备的主导地位，但其耗能高、制造成本高、平衡调节困难等不足日益突出。

通过分析游梁式抽油机的节能原理以及开展抽油机平衡调整技术的研究，提出了以节能为目的的游梁辅助平衡方案，在此基础上提出了一种新型自动调节游梁平衡装置。

该新型游梁式抽油机平衡调节装置对原机的改动小，通过配重块在配重横梁上的相对移动可以抵消部分驴头负载，实现不停机调节平衡从而起到节能作用。

关键词：游梁式抽油机；自动平衡；节能doi：10.16640/ki.37-1222/t.xx.12.0560引言据统计，我国在用抽油机井近9万口，年新机装备量5千余台，年耗电量105亿kwh，电费开支40余亿元。

在采油成本不断上升而油价由于供求失衡等原因持续低迷的情况下，节能降耗、不断降低生产成本已成为采油行业的主题。

当前抽油机的节能措施主要集中在以下三个方面：一是将常规型游梁式抽油机分批进行节能改造，改造成前置式抽油机下偏杠铃抽油机等；二是给常规型游梁式抽油机加装节能辅助平衡装置，实施节能改造；三是在抽油机电控柜加装电容器，对电动机无功功率进行补偿。

本文的节能方案属于第二种节能方法。

这种方法相比第一种方法的优势在于，基本无需改变抽油机的自身结构，改造费用低，节能效果好。

依据力矩平衡的原理，在游梁式抽油机的游梁上增加一个配重梁及合适的配重，由执行机构带动配重在游梁上移动，通过改变配重块在游梁上的位置来改善抽油机的平衡性。

1主要结构原理固定安装在游梁式抽油机游梁尾端的配重横梁及安装在配重横梁上可移动的辅助平衡装置主要结构如图1所示。

电动机的旋转经皮带、减速器后，转化为曲柄旋转运动，再经曲柄连杆机构转化为游梁的上下摆动。

可移动配重块在链条的拉动下，沿配重横梁上的滑轨可做往复移动，当由于井下载荷变化导致平衡度偏离允许范围时，可通过平衡块沿配重横梁的移动调节平衡度。

数字化抽油机技术的创新与改进【摘要】数字化抽油机是针对一些油田数字化建设现场施工难度大、安装工作量大、设备集成度低、油田现场动火、动电危险度高等问题研制而成的具备远程控制和数据采集功能的抽油机，数字化抽油机能够自动调节平衡与冲次，很大程度上节约了油田建设成本，积极推动了油田的数字化建设。

在此，我们将对数字化控油技术进行简要的介绍，并结合传统的控油机，讨论数字化控油机在技术的改进与创新，并针对数字化控油机存在的一些问题提出解决措施。

【关键词】传统抽油机；发展方向；数字化抽油机；技术创新；存在问题一、传统抽油机概述及抽油机的发展方向（一）传统抽油机概述1、游梁式抽油机。

游梁式抽油机分为常规抽油机和异性游梁式抽油机。

游梁式抽油机具有性能可靠、结构简单、操作维修方便等特点。

但游梁式抽油机总体效率低，同时作为石油开采的主要采油设备，它的用电量占整个油田总用电量的40%以上，浪费了大量的电网容量，导致能源的大量浪费，使得油田开采的电力成本居高不下。

系统来说，游梁式抽油机存在以下缺点：①传动效率低。

②游梁式抽油机增大冲程会导致外形和总计重量的增加。

③游梁式抽油机在作业时加速度大，造成较大的惯性载荷，缩短了抽油机的使用寿命。

2、链条抽油机。

链条式抽油机是一种惯性荷载小、冲程长度大、重量较小的节能电机。

但同样，这类电机也有着不可避免的缺陷：①寿命较短。

②机箱内部件容易损坏。

3、液压抽油机。

液压抽油机惯性荷载小，运动性能好，但其可靠性与适应性较差，应用并不广泛。

（二）抽油机的发展前景各种传统的抽油机存在的主要问题是系统效率低、能耗高，以游梁式抽油机为例，国内的游梁式抽油机总效率平均低于30%，系统效率低下、能耗高、单井产量低成为各个有油田面临的难题，节能降耗、现自动化智能化作业成为油田的主要发展方向。

为了更好的推进油田的发展，适应油田节能降耗的发展要求，能耗低、性能强、长冲程无梁就成为了抽油机的主要发展方向。

二、数字化控油技术的功能及技术创新数字化抽油机是指具备数据采集和远程控制功能的抽油机，数字化抽油机是在游梁式抽油机基础上，通过远程终端单元（由于远程终端单元通讯距离较长，抗干扰能力强，易扩展，因此被广泛应用于工业中）应用实现的。

抽油机智能控制系统抽油机智能控制系统专门针对油田节能降耗，自动化，数字化的生产开发的新一代控制系统。

抽油机智能控制系统，根据抽油机的特殊负载情况专门设计产品。

该系统配置在常规游梁式抽油机上，采用先进的功率电子技术、计算机技术和控制技术，实现抽油机的智能控制，达到节能、自控和提高抽汲能力的目的，进而提高了抽油系统的系统效率。

该系统配置了高性能矢量型变频器，内含直流电抗器，输入电抗器，输出电抗器，减少了对电网的谐波干扰，提高了电网质量；内含RFI无线电射频干扰滤波器，极大改进了抗干扰和抗雷击功能；内含制动单元，能够有效地释放制动能量，形成集成控制，适应抽油机的特殊应用。

抽油机智能控制系统是以“以人为本”设计理念使产品更具人性化。

能进行远程状态监视和控制。

根据各种功能模块和相应的传感器的检测，将油井实测的相关数据、参数通过无线网络传输至数控中心进行运算比对，并通过矢量变频调速技术对抽油机进行动态监测控制，以达到高效节能的自动化、数字化的控制目的。

该产品具有以下特性：1．控制系统具有周期性采集示功图的功能。

2．可在线实时监控油井工作状态信息。

3．可根据井况实现自动间歇式抽油模式４．具有测量三相交流电压、电流、有功功率、功率因数等电参量的功能。

５．可实现无线电台、无线以太网、光纤以太网、GPRS网络进行数据传输和远程控制功能。

６．具有对电机启动堵转、过载、欠压、过压、缺相、短路、欠载报警保护功能。

７．具有工频和变频，手动和自动，远程和就地等多种工作模式的选择。

８．高性能矢量控制变频交流电动机驱动，系统出现报警时，可自动转换为工频状态运行，确保油井不停机、不停产。

９．适用于标准电机和高滑差电机１０．本控制装置可取代原有的任何控制柜、软启动器、补偿器，功率因素达到0.90以上，节能幅度：15%以上。

1１．宽工作温度范围，控制柜具有温控功能，温控器为机械触点式，温控范围75℃～-50℃，温控组件为合金加热板和风扇。

凌鸥创芯油烟机方案篇一：凌鸥创芯油烟机方案是一种智能油烟机方案，旨在提升厨房空气质量和烹饪体验。

该方案采用了先进的人工智能技术，能够自动检测室内空气质量，并自动调整油烟排出量和风力大小，从而实现油烟排放的最优化。

凌鸥创芯油烟机方案的核心部件是一台智能控制器，它通过内置的传感器和算法，实时监测室内空气质量，并根据情况自动调整油烟机的运转模式。

该方案还采用了高精度的油烟传感器，能够精确地检测油烟浓度，确保油烟机能够及时调整风力和油烟排出量。

凌鸥创芯油烟机方案还具有智能化的远程控制功能，用户可以通过智能手机或平板电脑等设备，随时随地控制油烟机的运转，从而实现厨房管理的智能化。

此外，该方案还支持多种语音控制方式，用户可以通过语音指令来控制油烟机的运转。

凌鸥创芯油烟机方案的推出，将为智能家居领域带来更多的创新和发展机遇，也为消费者的烹饪体验带来了更加智能化和舒适的享受。

篇二：凌鸥创芯油烟机方案是一种基于人工智能的油烟机控制系统，旨在提高厨房空气质量和减少油烟排放。

该系统采用了先进的人工智能技术，能够自动检测室内油烟浓度，并根据油烟浓度自动调整油烟机的风力和吸烟方式，以达到最佳的吸烟效果。

凌鸥创芯油烟机方案采用了深度学习算法进行油烟检测，能够精确地检测室内油烟浓度。

同时，该系统还采用了智能控制系统，能够根据室内温度、湿度、油烟浓度等因素自动调整油烟机的吸烟方式和风力大小，以达到最佳的吸烟效果。

凌鸥创芯油烟机方案还能够实时监测油烟排放情况，并通过云平台进行数据分析和报告生成。

这样，用户可以及时了解厨房油烟排放情况，并采取必要的措施来减少油烟排放。

凌鸥创芯油烟机方案是一种基于人工智能的油烟机控制系统，能够自动检测室内油烟浓度，并根据油烟浓度自动调整油烟机的风力和吸烟方式，以达到最佳的吸烟效果。

同时，该系统还能够实时监测油烟排放情况，并通过云平台进行数据分析和报告生成，帮助用户更好地管理厨房空气质量。