抽油機系統節能解決方案

目前我國老油田多為低滲透的低產油田，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，抽油提升設備在石油開采行業中占有重要的地位。

在我國油田采用的抽油設備中，以游梁式抽油機最為普遍，數量也最多。游梁式抽油機的工作原理是由交流電動機恒速運轉拖工抽油泵，沿著重力作用方向進行往復運動，從而把原油從數百米至數千米的井下抽到地面。由于在不同工作進程中抽油機的負載不同導致設備能耗很大、效率降低、設備損耗加大。

此外，由于抽油機特殊的工作環境，控制設備大多也需要安裝在戶外，因此對控制系統的要求非常苛刻，需要系統具有無風扇、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計算機PC8配合變頻器通過變化沖程方式對抽油機實現變頻控制，從而提高效率、降低能耗。具體方案結構簡圖如下圖所示：

該方案通過傳感器監測井況、油水比例和油量，通過PC8的集成RS-232端口與變頻器通訊，從而相應的設置每個沖程上升或下降過程中設備的頻率，調整電機轉速，優化工作進程，節省能耗，提高效率，并提高設備的使用壽命。經測算，采用該方案比傳統的無變頻控制方式節省用電30%左右，這在當前能源緊張的情況下顯得尤為可貴，不失為石油行業節能降耗的理想選擇。

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據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載、效率等工作參數、變頻器的健康工作狀態等數據，便于實現遠程的數據監控和采集。

靈活、高性能的PC8工業計算機

PC8是便攜式的工業級控制計算機，非常適合終端（RTU)及設備成套獨立控制器。它采用先進的工業級Rugged all-in-one 計算機結構設計，集成4個RS-232/485串口和GPIO、導軌安裝，具有體積小、重量輕、可靠性高、應用靈活、操作方便等特點。 

PC8采用10V~30V 直流供電，適合油井的易燃控制環境，同時PC8的所有PCB在生產時都嚴格依照易燃標準。可用PC8集成的PC/104-Plus擴展槽來選配12bit、100k的AD采集卡，用來采集油的流量、油井溫度、壓力等模擬量。PC8可通過外接LCD編程，直觀可視，使用簡單。

此外，PC8集成了2路24V的開關量輸入通道，可用來實時檢測現場控制柜是否被打開，軟起的工作狀態等參數。用PC8集成的4路開關量輸出通道來控制變頻器的啟停、電機的供電，并根據抽油機的特殊工況實現變頻/工頻運行方式的自動切換等。經應用證明，采用GE Fanuc的工業計算機可以為抽油機提供節能解決方案，為我國油田的節能工作做出貢獻。