滚筒抽油机极限位置控制系统的改进与应用

1、滚筒抽油机极限位置控制系统的改进与应用摘 要：智能滚筒抽油机可根据油井生产动态自 动进行油井冲程、冲次参数调整，适合稠油区块油井 生产。但在油井负荷变化较大时，容易出现滚筒与承 载皮带间打滑的现象，造成配重箱撞地或者光杆防脱 卡子撞井口，严重影响了油井的安全生产运行。通过 改造极限位置控制系统，实现了皮带自动换向功能， 保证了抽油机安全有效运行。关键词：滚筒抽油机 撞井口 安全 极限位置控制 系统 自动转向随着油田勘探程度的不断提高，特稠油和超稠油 油田在油田储量中所占的比重原来越大。准噶尔盆地 西缘车排子地区特超稠油油田是胜利油田在西部上产 的主要阵地。该油田目前探明储量508X 104t,

2、目前建 成产能规模 85 万吨。稠油由于粘度大， 凝固点高， 需 要注蒸汽开发,蒸汽吞吐末期原油粘度急剧增加,导 致了光杆下行速度滞后于抽油机的下行速度,造成抽 油机换向系统信号辨识错误,发生配重箱撞击基础或 井口负荷卡子撞井口,严重影响了油井的安全生产运 行。为此,通过改造极限位置控制系统,实现了皮带 自动换向功能，较好的解决了车排子地区特超稠油油 田开采中存在的安全隐患问题。一、滚筒抽油机使用现状智能电动滚筒抽油机是一种无游梁立式机电一体 化抽油机。使用过程中冲程、冲次在额定范围内可以 无级调节，具有调参方便、电机功率因数及系统效率 高等特点。得知：摩擦载荷与液体粘度成正比，因而随着油 井

3、末期原油粘度的大幅增加摩擦载荷也急剧上升。转周油井生产至后期，由于原油粘度的增加，使 抽油机上行载荷急剧增加，光杆下行速度滞后于抽油 机悬点下行速度，造成滚筒与承载皮带间打滑的现象, 接近开关检测到校零软铁信号后，由于承载皮带打滑 被分配的上半个冲程或下半个冲程与实际运行的冲程 不符，分配冲程完成后换向指令便发出，而实际冲程 由于皮带打滑并没有完成。造成配重箱撞地或者光杆 防脱卡子撞井口，直接影响抽油机安全运行。二、极限位置控制器研制与应用为确保抽油机安全高效运行，避免因光杆缓下等 因素造成的配重箱撞地或光杆防脱卡子撞井口事故， 我们进行了滚筒抽油机极限位置控制系统的研究。在传动大皮带对应的上

4、、下极限位置并列安装了2 根铁条，对控制抽油机的 PLC 系统进行程序调整， 实现当校零接近开关检测到连续 2 个信号时，停机并 制动，确保配重箱不落地。由于抽油机运行时频率不 同，确定这 2 个连续信号间隔范围成为了分析重点。三、现场试验及应用情况2013年选择排 601-平9等 4口井，进行试验，经 过多次调整校零接近开关、 PLC 系统程序，抽油机皮 带到达限位位置实现了自动换向。安全运行 1 个月以 后，在该区块使用的 126 台滚筒抽油机进行了推广改 造。从此，未发生配重箱撞地或者光杆防脱卡子撞井 口等现象，实现了抽油机安全运行的目的。四、结论 通过现场的实际应用，结合超稠油油藏的开采特 点，智能滚筒抽油机极限位置控制系统，在现场有较 高的应用和推广价值。 在现场使用过程中有如下特点：1.改造方案简单可行，只需在原有设备的基础上 安装 2个感应软铁，调试校零接近开关、 PLC 控制程 序。2.提高了抽油机运行的安全系数，抽油机皮带滑 脱距离超过安全冲程时，能够自动换向，对抽油设备 起到很好的保护作用，有效避免了安全事故的发生。参考文献：1 王自治等：长冲程抽油机应用效果分析 ，钻 采工艺 1994（6）；2 王建怀等：滚筒式智能抽油机设计 ，石油机 械 2005（ 3）3 孙庆红等；电动机换向智能