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摘 要：本文主要阐述数字化抽油机优势，并重点阐述了数字化抽油机不平衡的危害、节能技术及数字化抽油机推广应用情况。
关键词：数字化抽油机；机械采油；推广与应用
常规式抽油机是长庆油田机械采油的主要设备，俗称“磕头机”。长庆油田属原油渗透率低，高含蜡，井下供液不足，井况变化大。有些采油单位为了追求高产量，调高冲次，导致供液不足，泵效低。连续高冲次抽汲，易造成油井枯竭，不能实现合理采油，间抽又造成油井结蜡，冬季管线堵塞。目前长庆油田99.9%的抽油机采用常规式抽油机，耗电量也非常大。因此在该油田大力推广和应用数字化抽油机非常必要。
1.数字化抽油机介绍
数字化抽油机是由游梁式抽油机和数字化抽油机智能控制柜组成。
数字化抽油机是在游梁式抽油机上集成了油井参数采集模块、控制模块、智能控制装置，可实现对抽油机运行状态的参数采集与上传以及参数调节，可实现自身智能控制，亦可通过上位机进行远程控制等功能。
2.推广和应用数字化抽油机的原因
数字化抽油机与常规抽油机相比较有以下优势：①数据采集、处理和传输。采集主电动机电流、电压、功率、频率等电参数，采集井口载荷，采集抽油机的冲次、冲程、平衡度等参数，并对采集的参数数据实现本地读取、计算，将站控系统所需参数和示功图进行通信传输；②多种控制方式。抽油机具有本地自动、本地手动、和远程的三种控制方式。启停操作能够通过本地自动和远程控制两种方式实现。冲次、平衡调整操作可通过本地自动、本地手动和远程三种控制方式实现；③语音提示/报警：按照上位机指令，进行语音提示和报警；④数字化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状况，通过对采集的数据进行分析和计算，将抽油机调整到最佳的平衡状况，保持减速箱的扭矩运行在允许范围之内，同时达到节能的效果；⑤数字化抽油机工作冲次的判定及调整。自动监测并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的大小，通过控制柜对运行数据的采集和分析计算进行自动调节，在保证油井产液量的同时耗能最低；⑥超载和超限的保护。抽油机控制系统具有超载、失载、缺相、过流、短路、超速、防雷击、防闪断等保护功能；⑦两种控制回路。抽油机具备工频和变频两种控制电路。变频启动能够实现软启动，降低了启动电流，对电动机进行有效保护，减小了对电网的冲击。⑧可实现老游梁式抽油机数字化改造。
数字化抽油机智能控制系统与常规抽油机控制箱相比较有以下优势：①系统的主要保护功能：（a）具有防雷功能；（b）系统具备电源防闪断功能；（c）变频状态保护功能：变频器过载保护，电机过载保护、外设保护、电流检测异常、输出对地短路异常、运行中异常掉电、输入电源异常、输出缺相异常、电源欠压、过流保护、过压保护、模块保护、散热器过热保护等保护功能。②系統主要功能：（a）系统具备工频和变频两套系统；（b）系统具备工频、变频无缝切换功能及变频故障启动切换到工频运行功能；（c）系统具备载荷、位移及电参量的同步采集功能；（d）系统具备数据的有线/无线传输功能；（e）冲次的手动/自动调节功能；（f）具有平衡分析功能，并实现抽油机平衡度的自动调节，同时具备平衡本地调节功能。
下面重点阐述数字化抽油机调平衡和节能技术：
抽油机井平衡率是日常生产管理中的一项重要指标，抽油机在工作过程中悬点承受的是交变载荷，上冲程载荷很大，下冲程载荷较小，这样就会造成上冲程电动机做功很大，下冲程电机做负功，即悬点拉着电机旋转。因此也就会造成抽油机不平衡。抽油机不平衡产生的危害挺大：对电机，由于抽油机不平衡引起电机负荷的不均匀，造成功率浪费和效率降低，缩短电机寿命。抽油机是油田的主要能耗设备，其不平衡状况可直接导致能耗增加15%～25%。对抽油机，由于抽油机曲柄运转不平衡，使抽油机发生振动，导致各连接螺丝松动，易出现故障，影响抽油机装置的使用寿命；对抽油泵及抽油杆，由于运转不平衡，影响抽油杆和泵的正常工作。因此， 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，对抽油杆和抽油泵的工作状况 也有很大的影响，必须予以高度重视。抽油机调平衡是节能降耗、延长设备使用寿命的一项重要的技术措施。常规抽油机调平衡既不方便，又不安全，费时费力，而数字化抽油机根据自动监测并实时显示抽油机的平衡状况，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。方便安全，达到了节能、延长了电机、抽油机、抽油杆及抽油泵的效果。
数字化抽油机节电技术采用变频调速控制，则可以改变抽油机长期处于低效做功的状态，使其工作方式与油井实际负荷相匹配，保证每次都抽油，减少低效甚至无效抽取，从而降低电费开支，减少维护成本，提高运行效率。效果如下：
2.1.变频器具有软起动功能起动时电流较小，对电网冲击小，起动时能耗大为降低。避免了启动时的相当于3～7倍的额定电流，避免了不必要的电能损耗。同时减少了对电动机，变速箱，抽油机等大机械的冲击，延长了相关设备的使用寿命。在工作中电机的功率因数可从0.2～0.5提高到0.9，减轻电网和变压器的负担，降低线损，大量减少了无功损耗。
2.2.引进变频器控制可实现设备上，下行程自动识别从而控制抽油机上、下行程的电机运行频率分别可调，以改变抽油机上、下行程的运行速度。解决了因更换皮带轮调冲次造成的停产，从而提高了生产效率。同时达到满足泵效的情况下耗用最少的电能。
2.3.由于抽油机下行时负载性质为位势负载，变频器加装能耗制动功能后恰能适应其工况。对于改变抽油机转速调节最佳工作状态带来很大方便。降低漏失，提高泵效。
3.数字化抽油机的推广与应用
数字化抽油机是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而研制的新产品。该产品集成油井数据采集模块，实现抽油机自动调节平衡，自动调节冲次。现场安装和数字化建设安装同步进行，节约建设成本，缩短建设周期，对油田数字化建设起到了积极地推动作用。
长庆油田在建设西部大庆过程中，数字化抽油机经历了试点到推广过程，取得了良好的效果，目前新投油井全部采用数字化抽油机并对常规抽油机进行数字化改造，这也有力促进了油田数字化建设。
4.结束语
数字化抽油机是目前有杆泵采油设备中最先进的，它在游梁式抽油机上，融合了信息技术、嵌入了传感器、集成了电路、软件和其它信息器件，集成了油井功图和电参数的采集与传输，具有冲次、平衡等参数随工况自动调节的抽油机，它还采用变频调速既无启动冲击，又可解决选型保守、线路较长等所致的功率因数偏低等问题，获得节能增效的同时又能提高整机寿命。尤其是油泵的寿命，减少机械故障提高可靠性。因此很有必要低渗透油田中大力推广和应用。
关键词：数字化抽油机；机械采油；推广与应用
常规式抽油机是长庆油田机械采油的主要设备，俗称“磕头机”。长庆油田属原油渗透率低，高含蜡，井下供液不足，井况变化大。有些采油单位为了追求高产量，调高冲次，导致供液不足，泵效低。连续高冲次抽汲，易造成油井枯竭，不能实现合理采油，间抽又造成油井结蜡，冬季管线堵塞。目前长庆油田99.9%的抽油机采用常规式抽油机，耗电量也非常大。因此在该油田大力推广和应用数字化抽油机非常必要。
1.数字化抽油机介绍
数字化抽油机是由游梁式抽油机和数字化抽油机智能控制柜组成。
数字化抽油机是在游梁式抽油机上集成了油井参数采集模块、控制模块、智能控制装置，可实现对抽油机运行状态的参数采集与上传以及参数调节，可实现自身智能控制，亦可通过上位机进行远程控制等功能。
2.推广和应用数字化抽油机的原因
数字化抽油机与常规抽油机相比较有以下优势：①数据采集、处理和传输。采集主电动机电流、电压、功率、频率等电参数，采集井口载荷，采集抽油机的冲次、冲程、平衡度等参数，并对采集的参数数据实现本地读取、计算，将站控系统所需参数和示功图进行通信传输；②多种控制方式。抽油机具有本地自动、本地手动、和远程的三种控制方式。启停操作能够通过本地自动和远程控制两种方式实现。冲次、平衡调整操作可通过本地自动、本地手动和远程三种控制方式实现；③语音提示/报警：按照上位机指令，进行语音提示和报警；④数字化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状况，通过对采集的数据进行分析和计算，将抽油机调整到最佳的平衡状况，保持减速箱的扭矩运行在允许范围之内，同时达到节能的效果；⑤数字化抽油机工作冲次的判定及调整。自动监测并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的大小，通过控制柜对运行数据的采集和分析计算进行自动调节，在保证油井产液量的同时耗能最低；⑥超载和超限的保护。抽油机控制系统具有超载、失载、缺相、过流、短路、超速、防雷击、防闪断等保护功能；⑦两种控制回路。抽油机具备工频和变频两种控制电路。变频启动能够实现软启动，降低了启动电流，对电动机进行有效保护，减小了对电网的冲击。⑧可实现老游梁式抽油机数字化改造。
数字化抽油机智能控制系统与常规抽油机控制箱相比较有以下优势：①系统的主要保护功能：（a）具有防雷功能；（b）系统具备电源防闪断功能；（c）变频状态保护功能：变频器过载保护，电机过载保护、外设保护、电流检测异常、输出对地短路异常、运行中异常掉电、输入电源异常、输出缺相异常、电源欠压、过流保护、过压保护、模块保护、散热器过热保护等保护功能。②系統主要功能：（a）系统具备工频和变频两套系统；（b）系统具备工频、变频无缝切换功能及变频故障启动切换到工频运行功能；（c）系统具备载荷、位移及电参量的同步采集功能；（d）系统具备数据的有线/无线传输功能；（e）冲次的手动/自动调节功能；（f）具有平衡分析功能，并实现抽油机平衡度的自动调节，同时具备平衡本地调节功能。
下面重点阐述数字化抽油机调平衡和节能技术：
抽油机井平衡率是日常生产管理中的一项重要指标，抽油机在工作过程中悬点承受的是交变载荷，上冲程载荷很大，下冲程载荷较小，这样就会造成上冲程电动机做功很大，下冲程电机做负功，即悬点拉着电机旋转。因此也就会造成抽油机不平衡。抽油机不平衡产生的危害挺大：对电机，由于抽油机不平衡引起电机负荷的不均匀，造成功率浪费和效率降低，缩短电机寿命。抽油机是油田的主要能耗设备，其不平衡状况可直接导致能耗增加15%～25%。对抽油机，由于抽油机曲柄运转不平衡，使抽油机发生振动，导致各连接螺丝松动，易出现故障，影响抽油机装置的使用寿命；对抽油泵及抽油杆，由于运转不平衡，影响抽油杆和泵的正常工作。因此， 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，对抽油杆和抽油泵的工作状况 也有很大的影响，必须予以高度重视。抽油机调平衡是节能降耗、延长设备使用寿命的一项重要的技术措施。常规抽油机调平衡既不方便，又不安全，费时费力，而数字化抽油机根据自动监测并实时显示抽油机的平衡状况，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。方便安全，达到了节能、延长了电机、抽油机、抽油杆及抽油泵的效果。
数字化抽油机节电技术采用变频调速控制，则可以改变抽油机长期处于低效做功的状态，使其工作方式与油井实际负荷相匹配，保证每次都抽油，减少低效甚至无效抽取，从而降低电费开支，减少维护成本，提高运行效率。效果如下：
2.1.变频器具有软起动功能起动时电流较小，对电网冲击小，起动时能耗大为降低。避免了启动时的相当于3～7倍的额定电流，避免了不必要的电能损耗。同时减少了对电动机，变速箱，抽油机等大机械的冲击，延长了相关设备的使用寿命。在工作中电机的功率因数可从0.2～0.5提高到0.9，减轻电网和变压器的负担，降低线损，大量减少了无功损耗。
2.2.引进变频器控制可实现设备上，下行程自动识别从而控制抽油机上、下行程的电机运行频率分别可调，以改变抽油机上、下行程的运行速度。解决了因更换皮带轮调冲次造成的停产，从而提高了生产效率。同时达到满足泵效的情况下耗用最少的电能。
2.3.由于抽油机下行时负载性质为位势负载，变频器加装能耗制动功能后恰能适应其工况。对于改变抽油机转速调节最佳工作状态带来很大方便。降低漏失，提高泵效。
3.数字化抽油机的推广与应用
数字化抽油机是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而研制的新产品。该产品集成油井数据采集模块，实现抽油机自动调节平衡，自动调节冲次。现场安装和数字化建设安装同步进行，节约建设成本，缩短建设周期，对油田数字化建设起到了积极地推动作用。
长庆油田在建设西部大庆过程中，数字化抽油机经历了试点到推广过程，取得了良好的效果，目前新投油井全部采用数字化抽油机并对常规抽油机进行数字化改造，这也有力促进了油田数字化建设。
4.结束语
数字化抽油机是目前有杆泵采油设备中最先进的，它在游梁式抽油机上，融合了信息技术、嵌入了传感器、集成了电路、软件和其它信息器件，集成了油井功图和电参数的采集与传输，具有冲次、平衡等参数随工况自动调节的抽油机，它还采用变频调速既无启动冲击，又可解决选型保守、线路较长等所致的功率因数偏低等问题，获得节能增效的同时又能提高整机寿命。尤其是油泵的寿命，减少机械故障提高可靠性。因此很有必要低渗透油田中大力推广和应用。