郭倩

摘要：本文在深入研究游梁式抽油機(jī)采油系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)游梁式抽油機(jī)采油系統(tǒng)的特點，設(shè)計了能適應(yīng)油田惡劣工況的數(shù)字油田抽油機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：游梁式抽油機(jī) 實時監(jiān)測 GPRS 智能監(jiān)控

1 概述

本文根據(jù)游梁式抽油機(jī)采油系統(tǒng)的特點，設(shè)計了能適應(yīng)油田惡劣工況的數(shù)字油田抽油機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。該監(jiān)控系統(tǒng)采用高精度的專用傳感器實時監(jiān)控抽油機(jī)的運行狀態(tài)，通過數(shù)據(jù)傳輸，將采集到的數(shù)據(jù)傳送到本地主控終端監(jiān)控中心。該系統(tǒng)可以及時發(fā)現(xiàn)異常情況，方便工作人員處理。

2 游梁式抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)

游梁式抽油機(jī)是一種變形的四連桿機(jī)構(gòu)，基本結(jié)構(gòu)如圖1所示：

3 抽油機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.1 總體介紹 這項監(jiān)控系統(tǒng)采用的有桿泵抽油系統(tǒng)工作原理，利用高精度的井口采集終端，可以獲取關(guān)于抽油機(jī)井很多的工作參數(shù)，比如電流、溫度等，然后把這些數(shù)據(jù)及時的上傳到監(jiān)控中心，就實現(xiàn)了抽油機(jī)井工作狀況的實時監(jiān)測。

3.2 工作原理 數(shù)字化油田抽油機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖2所示：

根據(jù)抽油機(jī)的工作過程，該監(jiān)控系統(tǒng)分為三部分：井口遠(yuǎn)程采集終端模塊、信息傳輸模塊、監(jiān)控中心模塊。井場設(shè)計為主從式：抽油機(jī)主電機(jī)拖動四連桿結(jié)構(gòu)做周期機(jī)械運動，帶動抽油泵完成抽汲周期，將原油抽汲到地面。在抽油機(jī)運行過程中，在抽油機(jī)上安裝的井口遠(yuǎn)程采集終端（RTU），角位移傳感器、載荷傳感器、井口溫度、流量、壓力傳感器、三相電參數(shù)采集模塊等將感知到的物理信號調(diào)理為電信號傳回RTU，在RTU中通過對懸點位移信號和載荷信號的分析完成示功圖數(shù)據(jù)的采集與處理，通過節(jié)能控制算法計算出抽油機(jī)的最佳沖次或間抽控制策略，然后通過變頻器驅(qū)動抽油機(jī)主電機(jī)；通過對抽油機(jī)主電機(jī)電參數(shù)的分析完成抽油機(jī)平衡度的計算，然后通過控制調(diào)平衡小電機(jī)完成抽油機(jī)平衡度的調(diào)節(jié)。抽油機(jī)運行參數(shù)、示功圖參數(shù)、遠(yuǎn)端控制參數(shù)的雙向傳輸通過安裝于智能控制柜內(nèi)的GPRS無線通信模塊實現(xiàn)。

4 監(jiān)控系統(tǒng)各組成部分介紹

4.1 井口采集終端 井口采集終端是由（RTU）通過傳感器采集抽油機(jī)參數(shù)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。采集的參數(shù)主要有：電動機(jī)三相電壓、電流、軸瓦溫度、吊負(fù)荷、位移、油溫度、壓力等。

4.2 數(shù)據(jù)傳輸 抽油機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用短距離無線通信和GPRS通訊兩種方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸。它負(fù)責(zé)將系統(tǒng)采集到的信號發(fā)送給遠(yuǎn)端的監(jiān)控計算機(jī)，使監(jiān)控中心可以方便的檢測察到遠(yuǎn)端現(xiàn)場的情況。各個油井把油井工況數(shù)據(jù)利用短距離無線通信模塊發(fā)送到GPRS模塊和它的遠(yuǎn)程監(jiān)測終端，這個終端會把這些數(shù)據(jù)發(fā)送到中心監(jiān)測站，就實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的傳輸。

4.3 本地主控終端計算機(jī)監(jiān)控中心 ①監(jiān)控中心介紹。監(jiān)測系統(tǒng)的核心部分就是監(jiān)控中心，它負(fù)責(zé)對上傳的現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。②監(jiān)控中心任務(wù)。監(jiān)控中心會把收到的數(shù)據(jù)和監(jiān)控中心參數(shù)設(shè)定進(jìn)行對比，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況會及時的顯示出來，并根據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)畫出示功圖，分析和判斷抽油機(jī)運行的情況。與此同時，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制操作。

5 結(jié)論

①本文在深入分析游梁式抽油機(jī)工作過程的基礎(chǔ)上，開發(fā)出智能監(jiān)控系統(tǒng)。②該系統(tǒng)能全天候數(shù)據(jù)采集，實時觀察油井工作情況，達(dá)到確保生產(chǎn)安全，減少事故損失的效果。③通過實時故障報警，使油井在最短的時間內(nèi)恢復(fù)正常生產(chǎn)，達(dá)到減少停井時間，提高采油時率的效果；④通過使用抽油井抽空控制，達(dá)到降低電能消耗，減少設(shè)備磨損的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]王建新，楊世鳳，史永江，等.遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢[J].國外電子測量技術(shù)，2005（4）：9-11.

[2]SY/T 6225-1996.油田動態(tài)分析技術(shù)要求[S].中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，1997.

[3]陳憲侃，葉利平，谷玉洪.抽油機(jī)采油技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2004：3-5.

[4]萬仁溥著.采油工程[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000.8.

[5]王守民.油田在役常規(guī)游梁式抽油機(jī)的增程與節(jié)能改造研究[D].浙江大學(xué)，2001：11-12.