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    抽油機（俗稱叩頭機）是石油開采中的必備設(shè)備。一般每個原油生產(chǎn)井都最少使用一個抽油機將蘊藏在地下（或海水中）的石油通過抽油管抽出。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國陸海共有石油生產(chǎn)油井八萬多個，也就是說石油行業(yè)共有八萬多臺抽油機在運行。

    抽油機的種類繁多，技術(shù)發(fā)明有數(shù)百種。從采油方式上可分為兩類，即有桿類采油設(shè)備和無桿類采油設(shè)備。有桿類采油設(shè)備又可分為抽油桿往復運動類（國內(nèi)外大量使用的游梁式抽油機和無游梁式抽油機）和旋轉(zhuǎn)運動類（如電動潛油螺桿泵）；無桿類采油設(shè)備也可分為電動潛油離心泵，液壓驅(qū)動類（如水力活塞泵）和氣舉采油設(shè)備。目前，應用最為廣泛的是游梁式豎井抽油機采油系統(tǒng)，該系統(tǒng)由三部分組成，即地面部分——游梁式抽油機，它由電動機、減速箱和四連桿機構(gòu)（包括曲柄、連桿和游梁）等組成 ；井下部分——抽油泵（包括吸入閥、泵筒、柱塞和排出閥等），它懸掛在套管中油管的下端，可分為桿式泵和管式泵；聯(lián)接地面抽油機和井下抽油泵的中間部分——抽油桿柱，它由一種或幾種直徑的抽油桿和接箍組成。

    工藝原理

    梁式曲柄平衡抽油機一般多見的有兩種，即梁式曲柄平衡抽油機和異型梁式曲柄平衡抽油機，但其組成部分大致相同，一般其組件可分為抽油桿、拖動電機、平衡重鐵塊、油梁、旋轉(zhuǎn)軸、凸輪傳動機構(gòu)、傳送皮帶、安裝支架八大部分。梁式曲柄平衡抽油機的每個抽油周期可分為上提抽油桿、下放抽油桿、從上提抽油桿轉(zhuǎn)換為下放抽油桿、從下放抽油桿轉(zhuǎn)換為上提抽油桿四個大的階段，每一個階段對應不同的抽油過程。

          

    抽油機的工作過程可分為上沖程和下沖程兩個階段。在上沖程，抽油泵的固定凡爾（油田井下開關(guān)工具）打開、排出凡爾關(guān)閉，排出凡爾上部的液體隨著抽油桿帶動活塞向上的運動把產(chǎn)液托出地面，此過程完成后，由于泵體內(nèi)壓力降低，地層產(chǎn)液便通過打開的固定凡爾進入泵體，而在下沖程，抽油泵的固定凡爾關(guān)閉、排出凡爾打開，泵體內(nèi)的液體由打開的排出凡爾進入泵體上部，再隨著活塞的上升，將液體抽出，活塞這樣往復運動，實現(xiàn)抽油機的抽油工作。

               

    控制功能

    抽油泵充滿度的有效界定  采用兩個傳感器配合工作，通過兩個傳感器測出的值進行相關(guān)運算，從而進行抽油泵充滿度的界定。兩個傳感器分別是載荷傳感器和角位移傳感器，載荷傳感器安裝在懸繩器上，測量一個沖次過程中各點壓力值，角位移傳感器安裝在抽油機下始點時曲柄對應的位置上，測量各壓力量的位置值。通過在一次抽油過程中各個位置采集到的壓力值，以沖程為橫坐標，各點壓力為縱坐標繪制功圖，從而判斷抽油泵充滿度。

          

    1.抽油機平衡度的測定  與抽油泵充滿度的界定方法一樣，采用電流傳感器和角位移傳感器配合工作，測定一個沖程中各個位置不同的電流值，來綜合計算抽油機的平衡度。

    2.抽油機平衡調(diào)整  根據(jù)計算得到的抽油泵充滿度和抽油機平衡度數(shù)值，判定是否要進行抽油機平衡調(diào)整以及沖次調(diào)整，根據(jù)不同的平衡度數(shù)值，改變驅(qū)動抽油主電機的變頻器的運行頻率，從而達到調(diào)整抽油機平衡和沖次的目的。

    典型配置

    針對抽油機需要監(jiān)測的各種數(shù)據(jù)，采用電流、載荷、角位移以及溫度傳感器來進行各種信號的測量，HOLLiAS LM PLC作為抽油機核心控制器，進行各類信號的采集和數(shù)據(jù)運算。CPU作為數(shù)據(jù)運算和存儲的核心模塊，16位分辨率的模擬量采集模塊采集電流和載荷傳感器輸出的標準電壓、電流信號，熱電阻信號采集模塊采集Pt100的輸出值，最后采用自由口編程的方式，通過CPU上的串行通訊口將數(shù)據(jù)發(fā)送至無線數(shù)據(jù)傳輸終端，從而將數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至上位監(jiān)控計算機。

         

    LM PLC的CPU模塊支持自由協(xié)議編程，能夠方便地與眾多的無線數(shù)據(jù)傳輸終端進行連接，可以在有線網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)困難的情況下，將所需數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)方便地傳輸至最終數(shù)據(jù)終端。無線傳輸方式可以采用短信息（SMS）方式或GPRS方式。此外，模擬量信號采集模塊LM3310B，采用16位分辨率的處理芯片，使模擬量信號采集的精度非常高，完全能夠滿足在繪制抽油機功圖中對載荷和電流數(shù)據(jù)高精度的要求。

    HOLLiAS LM PLC在抽油機控制中的使用，使得抽油機的控制方便靈活，根據(jù)對抽油機沖次及沖程的調(diào)整，很好地起到了節(jié)能的作用，同時抽油機的效率得到很好改善，產(chǎn)油量得以大幅提高。