目前我國老油田多為低滲透的低產(chǎn)油田,不像中東油田那樣具有很強的自噴能力,大部分油田要靠注水壓油入井,再靠抽油機把油從地層中提升上來,因此,抽油提升設(shè)備在石油開采行業(yè)中占有重要的地位。
在我國油田采用的抽油設(shè)備中,以游梁式抽油機最為普遍,數(shù)量也最多。游梁式抽油機的工作原理是由交流電動機恒速運轉(zhuǎn)拖工抽油泵,沿著重力作用方向進行往復(fù)運動,從而把原油從數(shù)百米至數(shù)千米的井下抽到地面。由于在不同工作進程中抽油機的負(fù)載不同導(dǎo)致設(shè)備能耗很大、效率降低、設(shè)備損耗加大。
此外,由于抽油機特殊的工作環(huán)境,控制設(shè)備大多也需要安裝在戶外,因此對控制系統(tǒng)的要求非常苛刻,需要系統(tǒng)具有無風(fēng)扇、體積小、安裝方便、維護方便或者免維護等特點。
為此,GE Fanuc提出的解決方案是采用工業(yè)計算機PC8配合變頻器通過變化沖程方式對抽油機實現(xiàn)變頻控制,從而提高效率、降低能耗。具體方案結(jié)構(gòu)簡圖如下圖所示:
該方案通過傳感器監(jiān)測井況、油水比例和油量,通過PC8的集成RS-232端口與變頻器通訊,從而相應(yīng)的設(shè)置每個沖程上升或下降過程中設(shè)備的頻率,調(diào)整電機轉(zhuǎn)速,優(yōu)化工作進程,節(jié)省能耗,提高效率,并提高設(shè)備的使用壽命。經(jīng)測算,采用該方案比傳統(tǒng)的無變頻控制方式節(jié)省用電30%左右,這在當(dāng)前能源緊張的情況下顯得尤為可貴,不失為石油行業(yè)節(jié)能降耗的理想選擇。
此外,通過PC8的RS-485通訊口與GSM模塊通訊,可以定期或不定期地把實時數(shù)據(jù)及報警信息傳遞到集控室,方便操作人員遠程了解電機的負(fù)載、效率等工作參數(shù)、變頻器的健康工作狀態(tài)等數(shù)據(jù),便于實現(xiàn)遠程的數(shù)據(jù)監(jiān)控和采集。