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1、第二代数字化抽油机现场操作,长庆油田分公司机械制造总厂 2011年6月,目 录 第一章 前言 第二章 第二代数字化抽油机介绍 2.1 结构特点 2.2 性能特点 2.3 数字化模块 第三章 操作与调试 3.1 智能控制柜的操作 3.2 抽油机的操作 3.3 维护保养 第四章 故障诊断与处理 4.1 抽油机常见故障与维护 4.2 控制柜故障检查与排查 第五章 抽油机与站控系统的通讯,第一章 前 言,长庆油田地处鄂尔多斯盆地，横跨陕、甘、宁、蒙、晋五省（自治区），是典型的“三低”油田。依据“十二五”规划，到2015年，长庆油田油气当量将达到5000万吨，油井总数也将达到5万口。年耗电量接近10亿千
2、瓦时，占油田生产总用电量的60，是主要的耗能大户。抽油机采油系统平均效率约20，低于全国平均水平，为进一步提高抽油机采油系统效率，节约能源，降低开采成本，对建立低碳节约型企业、实现油田经济有效开发，研制开发数字化抽油机就显得尤为重要。,第一章 前 言,一、数字化油田建设的需要： 长庆油田自推广实施数字化油田以来，抽油机作为油田开发的主要设备及耗能大户，受到了极大的关注。针对目前数字化建设现场施工中安装工作量大、野外施工难度大、油田现场动火、动电危险度高、设备集成度低、各施工单位安装方式不统一等问题，机械制造总厂相继研制开发了第一代数字化抽油机和第二代数字化抽油机。 第一代数字化抽油机集成了油井
3、的数据采集模块（井口采集器），将井口采集器部分与抽油机控制单元有效的集成在抽油机的控制柜中。在抽油机出厂时将数字化控制柜、数字化信号线和传感器集成安装到抽油机上，达到了规范、统一，标准化施工的目的。 第二代数字化抽油机除了具备第一代数字化抽油机的井口数据采集、传输和远程启停外，还实现了抽油机的自动调参目的，实现真正意义上的数字化管理和智能控制。,第一章 前 言,二、低碳油田开发和节能开采的需要： 游梁式抽油机作为油田开发的主要设备，近几年来，国内外围绕游梁式抽油机研制开发做了大量工作。从常规抽油机开始到异相曲柄抽油机、复合平衡抽油机、双驴头抽油机及弯梁变矩抽油机等各种游梁式抽油机，主要是针对抽
4、油机的自身平衡效果来设计制造，从而达到降低抽油机的配备功率和节能的目的，没有与油井相关的参数进行有效的结合，调整抽油机的运行参数而实现抽油机的最佳运行等。往往在现场应用中，还存在抽油机运行参数与油井参数相差较大，抽油机的平衡状态和工作冲次与油井参数不匹配，致使抽油机的工作状态不良、系统效率低下等弊病。 第二代数字化抽油机的研制开发可以根据油井负荷大小使抽油机达到最佳的平衡状态，根据油井的产液量使抽油机工作在合理的冲次，并根据油井工况对抽油机进行有效的保护；从而最大限度的使抽油机的运行参数与油井参数相一致，发挥抽油机的工作能力，达到低碳开发和节能开采的目的。,第一章 前 言,三、适应油田数字化管
5、理的需要： 长庆油田实施数字化管理最大限度地降低一线员工的劳动强度和减少一线员工的用工总量，使井场设备达到无人值守。第二代数字化抽油机的研制成功可以通过站控平台有效实现抽油机的参数调整及管理要求，实现真正意义上的井场无人值守的目的。有利于采油厂实行组织结构的调整和扁平化管理的目的。,第二章 第二代数字化抽油机介绍,产品简介： 定义：具备数据采集和远程控制功能的抽油机。 功能及特点： 1.油井参数、电参数采集和传输。 2.抽油机远程启停：接收上位机指令实现抽油机远程启停。 3.语音提示/报警：按照上位机指令，进行语音提示和报警。 4.抽油机平衡度的自动判定及调整。自动监测并实时显示抽油机的平 衡
6、状况，可手动或自动将抽油机调整到最佳的平衡状况，降低峰值 电流，达到保护减速器和节能的目的。 5.抽油机最佳工作冲次的判定及调整。实时显示抽油机的冲次。可以 手动无级调节冲次，也可以根据油井产液量大小，自动寻找最佳冲,第二章 第二代数字化抽油机介绍,次，并向上位机推荐最佳冲次。按照上位机指令，将抽油机调整到 最佳冲次。在保证产液量的情况下，冲次调整到最小，达到最佳节 能效果。 6.实现软启动和过载保护。降低了启动惯性载荷，结合最佳平衡判定 与调节技术，使抽油机的装机功率降低一个档，可降低井场电网容 量30%。 7.可实现旧型号抽油机的数字化改造。改造时主要更换抽油机的弯梁 部分和控制柜及附件即
7、可。,第二章 第二代数字化抽油机介绍,主要组成部分： 1. 抽油机：游梁平衡的无基础抽油机。 2. 数字化抽油机智能控制柜： 数据采集传输模块：实现本机与上位机的数据传输，并实现本机的逻辑运算与智能控制。 数据显示模块：实时显示抽油机的冲次和平衡度。 工频：包含了原有工频控制柜的功能，具有工频启动、停止、过流、过载、缺相等保护的功能。 变频：可通过变频器的变频，调整抽油机冲次。并实现电机的软启动及多项保护功能。 工频、变频相互切换：当变频器发生故障时，系统可自动切换到工,第二章 第二代数字化抽油机介绍,频状态。 3.一体化载荷悬绳器：将载荷传感器嵌入到特制悬绳器中，对传感器有效保护。 4.传感
8、器：实现载荷和位移及电参数的实时采集与传输。 5.平衡调节装置：包括控制系统和执行机构，具有手动和自动两个功能，根据平衡度的大小，调节平衡重的力矩，实现抽油机平衡状态的无级调节。,第二章 第二代数字化抽油机介绍,抽油机型号命名表示,第二章 第二代数字化抽油机介绍,第二代数字化抽油机技术参数,抽油机所用电机功率较原来同型号抽油机普降一档。,第二章 第二代数字化抽油机介绍,抽油机结构简述,第二章 第二代数字化抽油机介绍,第二章 第二代数字化抽油机介绍,第二章 第二代数字化抽油机介绍,第二章 第二代数字化抽油机介绍,第二章 第二代数字化抽油机介绍,第二章 第二代数字化抽油机介绍,第二章 第二代数字化
9、抽油机介绍,第二章 第二代数字化抽油机介绍,第二章 第二代数字化抽油机介绍,第二章 第二代数字化抽油机介绍,第二章 第二代数字化抽油机介绍,第二章 第二代数字化抽油机介绍,第二章 第二代数字化抽油机介绍,第二章 第二代数字化抽油机介绍,第二章 第二代数字化抽油机介绍,第二章 第二代数字化抽油机介绍,第二章 第二代数字化抽油机介绍,第二章 第二代数字化抽油机介绍,2.1 结构特点,1.三条腿支架结构：三条腿全部坐于底座上，具有足够稳定性，便于制造安装、节约材料成本； 2.减速器安装方向：与常规式游梁抽油机布置一致，更利于低转速减速器的齿轮和轴承润滑； 3.电机与控制柜后置：符合SY6320-20
10、08陆上油气田油气集输安全规程相关规定，距离井口在5米以上； 4.无基础底座：使用近两年推广应用的无基础抽油机底座； 5.全新游梁平衡调节装置：电动机带动丝杠传到系统，使与抽油机后臂连接的平衡重力臂发生改变来平衡悬点载荷； 6.一体化载荷悬绳器：载荷传感器嵌入特制的悬绳器能够对传感器提供有效保护； 7.预装的动力及信号电缆：在游梁、支架、底座等位置预装线缆的穿线管和安装卡座，规范电缆布置。CJ122-00总图.pdf,1.自动调节平衡 抽油机平衡状况的好坏直接影响到抽油机的效率、能耗和寿命，对抽油杆的工作状况也有很大的影响，必须予以高度重视。 第二代数字化抽油机根据自动监测并实时显示抽油机的平
11、衡状况，可手动或自动将抽油机调整到最佳的平衡状况，降低峰值电流，达到保护减速器和节能的目的。通过软件可设定平衡度，如90100%为最佳平衡状态，当采集的传感器数据计算之后，自动启动平衡电机进行至最佳。,2.2 性能特点,2.自动调节冲次 抽油机运行过程中，根据功图量油软件数据接口得到的泵功图或泵充满度，应用最佳冲次技术设计的判定软件计算后，发送指令给变频器，调整电动机输入频率，调整到最合理的抽油机冲次。,2.2 性能特点,3.冲程的调整 冲程的改变是靠人工调整曲柄销装置在曲柄上的位置来实现的。作业时，曲柄转到适当的位置，使驴头处于略上偏，停机，刹牢刹车，装好刹车安全制动板（拧紧死刹杆）。从支架
12、顶板上松开支撑装置，调节下耳座，长度适当后与游梁上的支座连接；对准支座孔中心，顶紧支撑顶丝。用撬杠铰转支撑管体，将曲柄销装置连同连杆一起拉出。使曲柄销对准欲调整的曲柄销孔并装入，上紧锁紧螺母。,2.2 性能特点,松开两侧顶丝，取出支撑装置，调整下耳座螺纹至最低位置，固定在支架上。确定各部无误后，脱开刹车安全装置（死刹杆），松开刹车，启动电机开始运行。并注意检查曲柄销是否松动，应及时上紧。 调冲程时必须注意安全，不得卸除悬点负荷，不允许人工盘动皮带。各型号抽油机的冲程在抽油机铭牌上均有标注，曲柄销孔到减速器轴的距离越大，冲程越大。第二代数字化抽油机沿用了原来弯梁抽油机的成熟结构，不需吊车配合即可
13、完成。 4.油井参数、电参数采集和传输。 5.抽油机远程启停：接收上位机指令实现抽油机远程启停。,2.2 性能特点,6.语音提示/报警：按照上位机指令，进行语音提示和报警。 7.实现软启动和过载保护：降低了启动惯性载荷，结合最佳平衡判定与调节技术，使抽油机的装机功率降低一个档，可降低井场电网容量30%。,2.2 性能特点,第二代数字化抽油机应用效果实例 井号：关128158 比较机型：CYJW7-2.5-18HF抽油机 性能参数：,2.2 性能特点,冲次调节对比：,平衡调节对比：,2.2 性能特点,示功图对比：,2.2 性能特点,数字化系统是第二代数字化抽油机的大脑和中枢。具有油井参数和电参数
14、的采集和传输；抽油机远程启停；语音提示/报警；软启动和过载保护；最佳工作冲次的判断及调节；抽油机平衡的判断与调节以及与站控系统软件的通讯等功能。数字化设备部分主要包括数字化抽油机智能控制柜、抽油机平衡电机的控制与供电线缆及载荷传感器、位移传感器信号采集等功能。,数字化抽油机智能控制柜,2.3 智能控制柜,智能控制柜介绍 主要功能 (1)系统具备工频和变频两套系统； (2)系统具备工频、变频无缝切换功能； (3)系统具备载荷、位移及电流的采集功能； (4)系统具备数据的有线/无线传输功能； (5)冲次的手动/自动调节功能； (6)平衡度的手动/自动调节功能; (7)系统具备功率限定和载荷限定功能
15、，有效保护抽油机。,2.3 智能控制柜,主要保护功能 (1)系统具备防雷功能； (2)系统具备电源防闪断功能； (3)变频器具备：电机过载保护、电流限幅、输入缺相检测、输出缺相检测、加速过流、减速过流、恒速过流、接地故障检测、散热器过载、变频器过载、负载短路等等保护功能； (4)过载能力强：最大过载电流为1.5倍额定电流。,2.3 智能控制柜,控制柜正面元件布置图,变频器,变频供电断路器,工频供电断路器,变频供电接触器,工频供电接触器,电源进线端子,电机进线端子,调平衡电机进线端子,浪涌保护器,进线熔断器,调平衡电机供 电接触器,RTU,语音模块,12V电源,调平衡电机供电断路器,电加热供电断
16、路器,2.3 智能控制柜,控制柜背面元件布置图,制动电阻,2.3 智能控制柜,控制柜前面板元件布置图,2.3 智能控制柜,智能化控制柜操作规范 定义和警告： 合格人员：为了理解产品上的警示标记，合格人员是指熟悉本产品的装配、安装、启动、运行及维护，并在实践中掌握相当技巧的人员， 例如： 1.按安全规程规定，在线路和电气设备的供电、断电、接地及标记方面受 过培训并取得相应的资格证。 2.按安全规程规定，在正确维护与使用安全设备方面受过培训。 3.在紧急救护方面受过培训。,第三章 操作与调试,安全准则： 电气维护人员与其他相关岗位工作人员必须有相应的资质证明，并经过的使用、维护及紧急救护等方面的相应培训。 控制柜运行时部分部件带有高压，直接接触或通过潮湿物体间接接触这些部件，会带来致命的危险。 工作时请勿佩戴金属腰带及饰物，以防与带电导线接触触电。,安全标识做出定义：,3.1 智能控制柜的操作,4）变频器输出线不能接PE，否则有可能造成变频器损坏。 5）工作时所有使用的工具手柄
