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    抽油機(jī)（俗稱叩頭機(jī)）是石油開采中的必備設(shè)備。一般每個(gè)原油生產(chǎn)井都最少使用一個(gè)抽油機(jī)將蘊(yùn)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(jì)，我國陸海共有石油生產(chǎn)油井八萬多個(gè)，也就是說石油行業(yè)共有八萬多臺抽油機(jī)在運(yùn)行。

    抽油機(jī)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(fù)運(yùn)動(dòng)類（國內(nèi)外大量使用的游梁式抽油機(jī)和無游梁式抽油機(jī)）和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)類（如電動(dòng)潛油螺桿泵）；無桿類采油設(shè)備也可分為電動(dòng)潛油離心泵，液壓驅(qū)動(dòng)類（如水力活塞泵）和氣舉采油設(shè)備。目前，應(yīng)用最為廣泛的是游梁式豎井抽油機(jī)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(jī)，它由電動(dòng)機(jī)、減速箱和四連桿機(jī)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(jī)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(jī)一般多見的有兩種，即梁式曲柄平衡抽油機(jī)和異型梁式曲柄平衡抽油機(jī)，但其組成部分大致相同，一般其組件可分為抽油桿、拖動(dòng)電機(jī)、平衡重鐵塊、油梁、旋轉(zhuǎn)軸、凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳送皮帶、安裝支架八大部分。梁式曲柄平衡抽油機(jī)的每個(gè)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(gè)大的階段，每一個(gè)階段對應(yīng)不同的抽油過程。

          

    抽油機(jī)的工作過程可分為上沖程和下沖程兩個(gè)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(dòng)活塞向上的運(yùn)動(dòng)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(jìn)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(jìn)入泵體上部，再隨著活塞的上升，將液體抽出，活塞這樣往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)的抽油工作。

               

    控制功能

    抽油泵充滿度的有效界定  采用兩個(gè)傳感器配合工作，通過兩個(gè)傳感器測出的值進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，從而進(jìn)行抽油泵充滿度的界定。兩個(gè)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(gè)沖次過程中各點(diǎn)壓力值，角位移傳感器安裝在抽油機(jī)下始點(diǎn)時(shí)曲柄對應(yīng)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(gè)位置采集到的壓力值，以沖程為橫坐標(biāo)，各點(diǎn)壓力為縱坐標(biāo)繪制功圖，從而判斷抽油泵充滿度。

          

    1.抽油機(jī)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(gè)沖程中各個(gè)位置不同的電流值，來綜合計(jì)算抽油機(jī)的平衡度。

    2.抽油機(jī)平衡調(diào)整  根據(jù)計(jì)算得到的抽油泵充滿度和抽油機(jī)平衡度數(shù)值，判定是否要進(jìn)行抽油機(jī)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(dòng)抽油主電機(jī)的變頻器的運(yùn)行頻率，從而達(dá)到調(diào)整抽油機(jī)平衡和沖次的目的。

    典型配置

    針對抽油機(jī)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(jìn)行各種信號的測量，HOLLiAS LM PLC作為抽油機(jī)核心控制器，進(jìn)行各類信號的采集和數(shù)據(jù)運(yùn)算。CPU作為數(shù)據(jù)運(yùn)算和存儲(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)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(jì)算機(jī)。

         

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