抽油机系统节能解决方案

目前我国老油田多为低渗透的低产油田，不像中东油田那样具有很强的自喷能力，大部分油田要靠注水压油入井，再靠抽油机把油从地层中提升上来，因此，抽油提升设备在石油开采行业中占有重要的地位。

在我国油田采用的抽油设备中，以游梁式抽油机最为普遍，数量也最多。游梁式抽油机的工作原理是由交流电动机恒速运转拖工抽油泵，沿着重力作用方向进行往复运动，从而把原油从数百米至数千米的井下抽到地面。由于在不同工作进程中抽油机的负载不同导致设备能耗很大、效率降低、设备损耗加大。

此外，由于抽油机特殊的工作环境，控制设备大多也需要安装在户外，因此对控制系统的要求非常苛刻，需要系统具有无风扇、体积小、安装方便、维护方便或者免维护等特点。

为此，GE Fanuc提出的解决方案是采用工业计算机PC8配合变频器通过变化冲程方式对抽油机实现变频控制，从而提高效率、降低能耗。具体方案结构简图如下图所示：

该方案通过传感器监测井况、油水比例和油量，通过PC8的集成RS-232端口与变频器通讯，从而相应的设置每个冲程上升或下降过程中设备的频率，调整电机转速，优化工作进程，节省能耗，提高效率，并提高设备的使用寿命。经测算，采用该方案比传统的无变频控制方式节省用电30%左右，这在当前能源紧张的情况下显得尤为可贵，不失为石油行业节能降耗的理想选择。

此外，通过PC8的RS-485通讯口与GSM模块通讯，可以定期或不定期地把实时数据及报警信息传递到集控室，方便操作人员远程了解电机的负载、效率等工作参数、变频器的健康工作状态等数据，便于实现远程的数据监控和采集。

灵活、高性能的PC8工业计算机

PC8是便携式的工业级控制计算机，非常适合终端（RTU)及设备成套独立控制器。它采用先进的工业级Rugged all-in-one 计算机结构设计，集成4个RS-232/485串口和GPIO、导轨安装，具有体积小、重量轻、可靠性高、应用灵活、操作方便等特点。 

PC8采用10V~30V 直流供电，适合油井的易燃控制环境，同时PC8的所有PCB在生产时都严格依照易燃标准。可用PC8集成的PC/104-Plus扩展槽来选配12bit、100k的AD采集卡，用来采集油的流量、油井温度、压力等模拟量。PC8可通过外接LCD编程，直观可视，使用简单。

此外，PC8集成了2路24V的开关量输入通道，可用来实时检测现场控制柜是否被打开，软起的工作状态等参数。用PC8集成的4路开关量输出通道来控制变频器的启停、电机的供电，并根据抽油机的特殊工况实现变频/工频运行方式的自动切换等。经应用证明，采用GE Fanuc的工业计算机可以为抽油机提供节能解决方案，为我国油田的节能工作做出贡献。