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    抽油機（俗稱叩頭機）是石油開采中的必備設備。一般每個原油生產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。據不完全統(tǒng)計，我國陸海共有石油生產油井八萬多個，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，技術發(fā)明有數百種。從采油方式上可分為兩類，即有桿類采油設備和無桿類采油設備。有桿類采油設備又可分為抽油桿往復運動類（國內外大量使用的游梁式抽油機和無游梁式抽油機）和旋轉運動類（如電動潛油螺桿泵）；無桿類采油設備也可分為電動潛油離心泵，液壓驅動類（如水力活塞泵）和氣舉采油設備。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（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、旋轉軸、凸輪傳動機構、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、從上提抽油桿轉換為下放抽油桿、從下放抽油桿轉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（油田井下開關工具）打開、排出凡爾關閉，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液托出地面，此過程完成后，由于泵體內壓力降低，地層產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閉、排出凡爾打開，泵體內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.抽油機平衡調整  根據計算得到的抽油泵充滿度和抽油機平衡度數值，判定是否要進行抽油機平衡調整以及沖次調整，根據不同的平衡度數值，改變驅動抽油主電機的變頻器的運行頻率，從而達到調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)測的各種數據，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據運算。CPU作為數據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據發(fā)送至無線數據傳輸終端，從而將數據通過無線網絡傳輸至上位監(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據傳輸終端進行連接，可以在有線網絡鋪設困難的情況下，將所需數據通過無線網絡方便地傳輸至最終數據終端。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據高精度的要求。

    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，根據對抽油機沖次及沖程的調整，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，產油量得以大幅提高。