夏永平

摘要：在石油开采中，电费支出占生产的成本的大部分。因此，抽油机的节能降耗显得更为重要，油田抽油机节能器的设计在很大程度上为油田的采油提供了方便，达到了节能降耗、低碳环保、维护简单、性价比高等要求，解决了在油田采油过程中采油机空抽、低效等问题，对降低采油机机械磨损、延长采油机械设备的使用寿命有重要的现实意义。

关键词：抽油机;节能器;设计思路

前言：抽油机作为油田企业主要的生产设备，占企业用电量的比重相对较大，在国家日渐提倡重视节能环保的新时代下，通过对抽油机设备进行节能器设计改造达到降低用电消耗的效果，不仅能为企业创造较好的经济效益，更能实现良好的社会效益，本文就抽油机节能器的设计思路进行简要探讨。

1.抽油机的节能控制方式

抽油机的节能控制主要分为几个方面，由于梁式抽油机的运行状况不是恒转速状态，其在运行过程中的状态在上冲程时，电动机处于耗能状态;而在下冲程时，电动机则处于发电状态;在使用变频器时，为了使变频器能够正常持续运行，就需要将电动机发出来的电能开释掉;一种方式是外加制动单元和制动电阻，把电能消耗在电阻上;另一种方式是采用回馈制动方式，将电能回馈到原电网，而回馈制动方式，是油田实现节能最大化的方式。

2.抽油机的最佳节能工作模式

在中低粘度原油，高含水量的开采油井条件下，抽油机的最佳工作方式为“慢上快下”、“慢上”有利于提升抽油泵的布满程度，有利于提升每一冲次的排液量，同时“慢上”能有效减小悬点的附加动载荷，从而减小冲程损失，改善采油设备的工作条件，延长设备的使用寿命。“快下”有利于抽油泵固定阀的及时封闭，提升泵效，节省时间，提高单位时间的采油量;对于高产井、高含水井，可通过频率上调来适当增加冲次，以实现“快上快下”增加产液量;对于低产井，提高冲次能使排液量不增反降，降低冲次的条件下则排液量反而增加20-30%左右，能很好的降低电能消耗;在不同的工况条件下，选取最恰当的运行参数，确保油井的供采关系平衡，达到增产节能的目的。

3.抽油机节能器的硬件设计思路

抽油机节能器是以单片机为核心的测控设备，硬件系统由温度测量、油位测量、单片机控制、油位显示、抽油机驱动控制以及数据存储六大模块组成，各大模块通过电子线路控制固态继电器进行斩波调压，实现参数测量、油位计算、实时数据存储和抽油机控制，控制固态继电器满载完全导通时是全压运行，单片机控制模块接收采集的数据参数，并对数据进行具体计算，对抽油机进行实时控制，是整个系统的核心;为降低和避免因环境温度而带来的测量偏差，首先检测环境温度，再通过计算来消除偏差;油位数据的存储用于分析本油井和所在区块的油位变化情况，为油井堵水、调剖选井提供决策依据;电流和电压传感器把测得的电流值和电压值信号放大发出脉冲送给信号调理模块，信号调理模块对脉冲进行整形、滤波，最后送到电子控制器参与控制。

4.抽油机节能器的软件设计思路

油田抽油机节能器的系统软件是专用的应用程序，将信号控制在抽油机节能器的系统硬件中，配合硬件结构实现数据的处理和应用，软件系统的设计需要涵盖并完成发射脉冲信号、温度测试、输出显示及抽油机的工作状态的控制，采用单精度形式的油位数据存储，信号处理根据传感器安装的位置就确定油位高低，由于油位形成的过程缓慢，为更好的提高抽油机的精准度，采集数据要求一分钟左右存储一次，各种数据的收集与分析为节能器的控制提供依据，实现抽油机的软起动、软停车和调速运行等过程控制。

5.PMD變频器在抽油机中的运用

由于井下储油量的变化不定，在测量不能满足抽油机满负荷运行的情况下，可以通过采用变频器降低抽油机的冲饮，根据不同油井油量的多少来设定速度，既可以减少向井下注水的方式，又能满足油井持续不断的抽油，减少因频繁注水和抽油机不能满负荷运行而多余消耗的电能，同时还能延长抽油机、油管、油杆的使用寿命，具有较强的经济效益;PMD变频器启动电流小、速度平稳、对电网冲击小，能够据油井的液位、压力确定抽油机的冲次、速度和产液量，实现上下冲次速度任意调节和闭环控制运行，能有效降低能耗;且可配置无线通讯模块，用于无缝对接油田数字化系统，全自动设计，可任意控制抽油速度，适用不同地域、不同结构的油井。

6.做好抽油设备的维护管理

随着油田开采生产规模的逐渐扩大，尤其要做好抽油机等相关设备的日常维护保养，通过建立健全相关的保养机制，一要定期检查设备功能状态是否良好，设备操作人员的安全教育和安全措施落实情况;二要检查管理人员履行职责的情况;三要检查作业人员是否按技术标准和操作规程进行设备操作;四要检查设备的安全质量管理，到期的、已损坏的和定期试用中检查不合格的设备一律要强制报废并破坏至不能使用，落实设备的检修管理标准化制度，对使用设备需要的维修、验收记录做出具体详细的规定，做到有据可查，责任落实，为抽油设备的正常运行创造有利前提。

结束语：

通过结合油田企业自身生产实际出发，通过技术手段对抽油机进行节能器设计改造，在保持原有生产规模的情况下，设计改造后的抽油机设备达到节约电能消耗、减少资源浪费、降低工人劳动量及设备的维护成本需求，更好的实现油田企业的经济运行和节能增效的目标。

参考文献：

[1] 刘海成，赵勇 抽油机系统效率分析仪系统的设计《黑龙江工程学院学报》2018，32（3）TP23 47-50页

[2]金璇 新型节能抽油机的发展趋势《科学管理》2018，25（5）224页

[3] 高嵩 油田常用节能抽油机应用分析《设备管理与维修》2018年 第10期 190-192页