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抽油機(jī)系統(tǒng)節(jié)能解決方案

目前我國老油田多為低滲透的低產(chǎn)油田，不像中東油田那樣具有很強(qiáng)的自噴能力，大部分油田要靠注水壓油入井，再靠抽油機(jī)把油從地層中提升上來，因此，抽油提升設(shè)備在石油開采行業(yè)中占有重要的地位。

在我國油田采用的抽油設(shè)備中，以游梁式抽油機(jī)最為普遍，數(shù)量也最多。游梁式抽油機(jī)的工作原理是由交流電動機(jī)恒速運轉(zhuǎn)拖工抽油泵，沿著重力作用方向進(jìn)行往復(fù)運動，從而把原油從數(shù)百米至數(shù)千米的井下抽到地面。由于在不同工作進(jìn)程中抽油機(jī)的負(fù)載不同導(dǎo)致設(shè)備能耗很大、效率降低、設(shè)備損耗加大。

此外，由于抽油機(jī)特殊的工作環(huán)境，控制設(shè)備大多也需要安裝在戶外，因此對控制系統(tǒng)的要求非常苛刻，需要系統(tǒng)具有無風(fēng)扇、體積小、安裝方便、維護(hù)方便或者免維護(hù)等特點。

為此，GE Fanuc提出的解決方案是采用工業(yè)計算機(jī)PC8配合變頻器通過變化沖程方式對抽油機(jī)實現(xiàn)變頻控制，從而提高效率、降低能耗。具體方案結(jié)構(gòu)簡圖如下圖所示：

該方案通過傳感器監(jiān)測井況、油水比例和油量，通過PC8的集成RS-232端口與變頻器通訊，從而相應(yīng)的設(shè)置每個沖程上升或下降過程中設(shè)備的頻率，調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，優(yōu)化工作進(jìn)程，節(jié)省能耗，提高效率，并提高設(shè)備的使用壽命。經(jīng)測算，采用該方案比傳統(tǒng)的無變頻控制方式節(jié)省用電30%左右，這在當(dāng)前能源緊張的情況下顯得尤為可貴，不失為石油行業(yè)節(jié)能降耗的理想選擇。

此外，通過PC8的RS-485通訊口與GSM模塊通訊，可以定期或不定期地把實時數(shù)據(jù)及報警信息傳遞到集控室，方便操作人員遠(yuǎn)程了解電機(jī)的負(fù)載、效率等工作參數(shù)、變頻器的健康工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)，便于實現(xiàn)遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)監(jiān)控和采集。

靈活、高性能的PC8工業(yè)計算機(jī)

PC8是便攜式的工業(yè)級控制計算機(jī)，非常適合終端（RTU)及設(shè)備成套獨立控制器。它采用先進(jìn)的工業(yè)級Rugged all-in-one 計算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計，集成4個RS-232/485串口和GPIO、導(dǎo)軌安裝，具有體積小、重量輕、可靠性高、應(yīng)用靈活、操作方便等特點。 

PC8采用10V~30V 直流供電，適合油井的易燃控制環(huán)境，同時PC8的所有PCB在生產(chǎn)時都嚴(yán)格依照易燃標(biāo)準(zhǔn)。可用PC8集成的PC/104-Plus擴(kuò)展槽來選配12bit、100k的AD采集卡，用來采集油的流量、油井溫度、壓力等模擬量。PC8可通過外接LCD編程，直觀可視，使用簡單。

此外，PC8集成了2路24V的開關(guān)量輸入通道，可用來實時檢測現(xiàn)場控制柜是否被打開，軟起的工作狀態(tài)等參數(shù)。用PC8集成的4路開關(guān)量輸出通道來控制變頻器的啟停、電機(jī)的供電，并根據(jù)抽油機(jī)的特殊工況實現(xiàn)變頻/工頻運行方式的自動切換等。經(jīng)應(yīng)用證明，采用GE Fanuc的工業(yè)計算機(jī)可以為抽油機(jī)提供節(jié)能解決方案，為我國油田的節(jié)能工作做出貢獻(xiàn)。