鲍旭

（大庆油田装备制造集团石油专用设备有限公司，黑龙江 大庆 163000）

抽油机、抽油杆、抽油泵是油杆泵采油系统中的重要组成部分，减速箱在电动机的带动下，实现连杆机构的连续工作，地层中的原油被抽汲到地面上。通常情况下，抽油机都是在野外进行工作，减速箱内的润滑液性能、黏度、减摩性等都随着使用时间的增加而逐渐地下降，尤其是在抽油机工作3 ～5 年，故障发生率增加。经过我们实际的调查研究发现，要想保障抽油机变速箱运行的安全、稳定，就要保障减速箱内润滑油质量。随着外界温差的不断变化，变速箱底部会出现一些铁屑、油泥等杂质，影响减速箱的使用寿命，加剧了齿轮磨损程度，给企业经济带来了一定的经济损失。

1 抽油机润滑油净化工程车原理

抽油机润滑油净化工程车的重要原理就是对抽油机变速箱润滑油进行更换、净化、添加，底盘我们主要选择四驱越野底盘，可以适应一些井场的特殊路况。电源设计双动力来源，一方面可以使用车载发电机，另一方面可以使用井场电源。油泵设计为高黏度大功率油泵，可以将减速箱底部的一些铁屑、油污等杂质吸附干净，减速箱内壁可能会附着一些杂质，我们可以利用高压喷射进行冲洗，直到满足使用需求。我们通过电控系统对新油的加注量进行控制，同时还能显示出添加油量、添加压力等数据信息，方便以后的记录。通过控制面板对润滑油的净化、添加、更换进行操作，简单方便，操作快捷。

2 抽油机润滑油净化工程车结构特点

抽油机润滑油净化工程车是保障抽油机减速箱设备维护、服务的重要设备之一，主要的组成为底盘、车厢、电控系统、计量系统、泵送系统、储油箱、油管卷盘、电源系统、辅助系统等，详情见图1 所示。

2.1 底盘

我们选用解放CA2080P40K1L2T5E5A84 型二类底盘，柴油发动机型号为CA4DD1-15E5，发动机功率为110kW。

2.2 车厢

车厢主体结构为钢骨架方舱，充分地利用车厢的有限空间，将泵送系统、油箱、卷盘、电控系统等安装在内，车厢前侧两端设置1200mm 宽卷帘门，实现输油管线作业方便，车厢后侧驾驶室端设置500×500mm侧开门，内部对应电控系统，方便人员进行操作，车厢后板设置1800×750mm 进户门，方便人员从车厢后侧进入车厢内进行维修和操作。车厢内所有设施布局合理，方便对车厢内进行清洁。车厢内顶部安装LED 光源，车厢外部后侧安装照明灯、示廓灯、尾灯，所有灯类选择要符合国家相应的标准，外观美观。

2.3 电控系统

电气系统为PCL 控制系统，针对传统的机械式换油可能存在的问题，现代传感器技术有效的保障了换油操作的更加科学合理，系统结构得到简化，自动化、智能化水平得到提升。电控系统操作过程中，我们充分的利用液位传感器、流量传感器、压力传感器等实时监控换油过程，同时配备了无线传输模块，保障对实时加油量的记录，每次换油量都会通过GSM 网络传输到控制中心。

抽油机润滑油净化工程车的电控系统只要是针对减速箱野外换油进行设计，传感器将环境温度、流量、压力值等通过转换模块转换为数字量，传输到PLC 的CPU中，内齿泵在压力和流量的调节下，同时配合PLC 数据处理，润滑油输送到减速箱中。想要加油管路的正常工作，就要科学合理的控制压力值，润滑油净化工程车内油量过低时，传感器会启动报警。准确地计算和控制加注油量，控制管路压力，控制油箱液面，最终完成数据的远程传输。

2.4 计量系统

润滑油净化工程车工作过程中，想要保障计量的准确性，就要应用相应的数字滤波及通讯程序，在采样过程中采样数值很可能会受到器件噪声及随机噪声的干扰，造成测量数值出现误差。经过实际的研究发现我们在应用数字滤波方法以后，可以实现数据采集可靠性的提升、准确度的提升，干扰被削弱，硬件电路不受限制，灵活可靠。去极值平均滤波法在众多的数字滤波方法中属于一种复合滤波法，是将中值滤波算法和平均滤波算法相结合，在多次连续采样过程中，去除一部分最大值和最小值，对比较明显的脉冲干扰进行去除，对剩余采样值进行平均，降低数值误差、减小随机干扰中断技术设置为250ms，每秒实现四次样品采集。数据采集程序流程图如图2 所示。计VFM4070 是Modbus 通讯地从机，触摸屏是Modbus 通信的主机，在MCGS 与VFM4070 之间需要遵守工业领域中的Modbus 协议，使用应答/请求模式。目前工业领域中应用比较广泛的Modbus 协议在VFM4070 与MCGS 触摸屏之间也同样比较适用，屏幕为触屏，Modbus 通讯机使用的为VFM4070 型号。命令主要是从主机开始发送，从机接受主机发出的指令，再将指令转成相应的功能码反馈给主机。如果从机不能识别出主机发出的指令，就会出现差错相应，转成异常码反馈给主机。

图2 数据采集程序流程图

2.5 泵送系统

泵送系统的组成主要分为三个部分，分别为有高压冲洗装置、新油加注装置、费油回收装置，每个装置的组成有油管卷盘、高黏度内齿泵、防爆电机、储油箱等。新油和回收油一定要分开存储，专罐专储，避免造成新油被回收油污染。高黏度齿轮泵具有较强的吸油能力，满足大黏度齿轮油的输送能力。

2.6 电源系统

电源的来源主要有两种，一种为电网供电，一种为柴油发电机供电，可以根据现场的实际情况进行选择。

3 净化效果对比

我们对某采油厂三个抽油机减速箱内的润滑油进行分别取样，取样总量为120L，我们对润滑油进行分析发现，其中水分含量高于5000mg/kg，标志着抽油机减速箱内存在磨损风险；总酸值高于4mgKOH/g，标志着抽油机减速箱内润滑油发生严重的氧化现象；氧化度高于7Abs/cm，标志着抽油机减速箱润滑油酸性增加、黏度增加。我们使用润滑油净化工程车对旧润滑油进行净化处理1 小时后，再对润滑油进行分析可以发现，相关数据指标都有所好转，具体结果如表1。

表1 润滑油净化前后指标对比

4 经济效益分析

我们对抽油机减速箱传统的换油方式为人工换油，通过减速箱底部放油孔放油，旧油放空后再注入新油，这种工作方式的缺点就是工作量比较大、工作效率较低，减速箱内的杂质、铁屑等残留在减速箱底部，增加了新油中杂质含量，造成新油的性能指标下降。一旦遇到恶劣环境，人工作业便无法进行，直接影响工作进度。

润滑油净化工程车只需要作业人员两名（含司机），预计每天可以对四台10 型抽油机减速箱完成润滑油净化或者更换工作，按照每人每月工资3500 元，每月22个工作日计算，平均每日工资大约为318.2 元；设备折旧期为五年，使用平均年限法，设备折旧每天550 元；更换滤芯等相关材料费用每天约600 元，消耗燃油费用每天150 元；人员、车辆保险费用每天50 元，每天平均支出约为1668.2 元，单井417.05 元。如果不使用润滑油净化工程车，每个单井需要更换润滑油100KG，加上每次单井的换油作业费一共约为2000 元，每年按照可以对600 台抽油机减速箱更换润滑油来计算，每年大约可以节约费用90 万元，若加上因提高换油效率减少的油井停机时间而增加的原油产量，节约效益可达到100 万元。

5 结语

经过以上研究和分析发现，抽油机润滑油净化工程车通过厂内试制及工业现场试验主要呈现以下几种特点：（1）新油与回收油一定要分开存储，单独管线输送，避免回收油对新油造成污染，保障换油质量；（2）换油过程要保障管线密闭，避免管线出现泄漏对周边环境产生污染；（3）回收油的黏度较大，尽量选择吸油能力较强的高黏度齿轮泵；（4）车辆带有自清洁设备，及时对箱体内的杂质进行冲洗，去除杂质；（5）新油输送、回收油输送都需要使用PLC 集中控制，有效地控制流量、流速、压力等数据参数，同时带有数据的显示、打印功能；（6）润滑油净化工程车安装远程控制系统，可以无线远程遥控操作；（7）变频器的监视、控制、故障诊断等都需要依靠PROFIBUS 总线控制技术；（8）动力来源为2 种模式，一种为井场变压器接电方式，一种为车载柴油发电机组供电，2 种供电方式可以根据现场实际情况随时切换，保障润滑油净化工程车的正常运行。综上所述，抽油机润滑油净化工程车满足设计需求，是油田抽油机润滑油维修和保养过程中的重要设备。