淺談抽油機減速器的數(shù)字化改造

摘 要：數(shù)字化改造是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，隨著數(shù)字化抽油機的推廣應(yīng)用，抽油機減速器數(shù)字化改造已十分必要。文章介紹了一種采用PLC控制的減速器潤滑系統(tǒng)，對系統(tǒng)的組成與功能設(shè)計進(jìn)行了探討，并在此基礎(chǔ)上提出對常規(guī)抽油機減速器進(jìn)行數(shù)字化改造的方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化；抽油機；減速器；PLC

引言

數(shù)字化技術(shù)指的是運用0和1兩位數(shù)字編碼，通過電子計算機、光纜、通信衛(wèi)星等設(shè)備，來表達(dá)、傳輸和處理所有信息的技術(shù)。隨著科技的進(jìn)步，油田數(shù)字化程度不斷進(jìn)步和深化，數(shù)字化抽油機已經(jīng)在我國得到推廣應(yīng)用。

1 抽油機減速器數(shù)字化改造的必要性

數(shù)字化抽油機主要指具備信息自動采集和自動控制功能的抽油機。數(shù)字化抽油機已經(jīng)集成了油井?dāng)?shù)據(jù)采集模塊，油田的各項指標(biāo)的采集和信息集成化的處理都是采用計算機數(shù)字傳輸?shù)募夹g(shù)，為油田的安全施工提供了必要的技術(shù)和數(shù)據(jù)支持。數(shù)字化抽油機實現(xiàn)了抽油機自動調(diào)節(jié)平衡和沖程、沖次的實時調(diào)節(jié)，大大提高采油效率，降低了能源消耗。數(shù)字化抽油機最低沖次為1.5次/分，最高沖次為20次/分，這要求其配套的減速器在低轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)速時都能夠良好運轉(zhuǎn)。但由于潤滑系統(tǒng)的限制，目前常規(guī)抽油機減速器一般只能適應(yīng)高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)這單一工況，即使是帶有輔助供油系統(tǒng)的減速器也只能保證3沖（即沖次為3次/分）以上時的潤滑需求且其在高沖次時容易因供油量過多引發(fā)漏油問題。同時，抽油機減速器作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，從未進(jìn)行過數(shù)字化改造，減速器已成為數(shù)字化抽油機進(jìn)一步推廣應(yīng)用的一個函待解決重要問題。

2 抽油機減速器數(shù)字化改造的方式

文章介紹了一種采用PLC控制的減速器潤滑系統(tǒng)，對系統(tǒng)的組成與功能設(shè)計進(jìn)行了探討，并在此基礎(chǔ)上提出對常規(guī)抽油機減速器進(jìn)行數(shù)字化改造的方法。PLC（可編程邏輯控制器）是一種采用可編程的存儲器，以微處理器為核心，集通信技術(shù)、自動化技術(shù)、微機技術(shù)與一體的工業(yè)控制裝置。PLC具有很強的抗干擾能力，平均無故障時間達(dá)到數(shù)萬小時以上，故障率低且維修方便，很多機械設(shè)備已將PLC控制技術(shù)引入到其電控系統(tǒng)中，以實現(xiàn)數(shù)字化改造。因此，PLC技術(shù)非常適合引入到抽油機減速器控制領(lǐng)域。

抽油機減速器承受的工作負(fù)荷大，工作環(huán)境惡劣，對潤滑要求十分嚴(yán)格。其常用的潤滑方式有飛濺潤滑、浸油潤滑、刮油潤滑以及作為輔助供油系統(tǒng)的類似水車的舀油潤滑等。上述潤滑方式均無法滿足抽油機減速器在沖次低于3沖以下時的潤滑需求，更無法滿足能夠進(jìn)行高低沖次自動調(diào)節(jié)的數(shù)字化化抽油機工作要求。我們研制開發(fā)的這套以PLC為控制核心的減速器潤滑系統(tǒng)，采用旋轉(zhuǎn)編碼器作為檢測工具，采用電機油泵組作為動力源，通過管路自動在低沖次時對減速器齒輪和軸承進(jìn)行潤滑，在高沖次時關(guān)閉電機油泵組以防止因供油量過多引發(fā)漏油問題同時節(jié)省能源。其中，旋轉(zhuǎn)編碼器是一種光電式旋轉(zhuǎn)測量裝置，它能將被測的角位移直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號（高速脈沖信號）；電機油泵組是柱塞泵和異步電動機的機電一體化元件，它與傳統(tǒng)的油泵-聯(lián)軸器-電機傳動裝置相比，省去聯(lián)軸器和泵支架，安裝底板可縮小1/2以上，軸向總長度可減少1/3以上，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、振動小、噪音低、使用方便等優(yōu)點。該系統(tǒng)的工作原理是：通過旋轉(zhuǎn)編碼器對減速器輸出軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測，旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出脈沖信號直接輸入給PLC，利用PLC的高速計數(shù)器對其脈沖信號進(jìn)行計數(shù)和數(shù)據(jù)處理，根PLC預(yù)先設(shè)定值（例如3r/min）進(jìn)行比較，如果減速機輸出轉(zhuǎn)速低于此值，PLC輸出電機油泵啟動信號，電機油泵組啟動；如果減速機輸出轉(zhuǎn)速高于此值，PLC輸出電機油泵組關(guān)閉信號，電機油泵組關(guān)閉。該系統(tǒng)的核心功能是利用PLC根據(jù)設(shè)定運轉(zhuǎn)速度實時控制潤滑過程，在此基礎(chǔ)上可添加油位、油溫、噪聲等數(shù)據(jù)采集模塊，并將采集到的數(shù)據(jù)輸送到現(xiàn)場抽油機電氣控制柜和遠(yuǎn)程控制端上，可實現(xiàn)實時顯示，異常報警。必要時亦可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，從而實現(xiàn)了抽油機減速器的數(shù)字化改造。

3 數(shù)字化改造是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢

對抽油機減速器進(jìn)行改造不僅是為適應(yīng)數(shù)字化抽油機的發(fā)展，更會給整個產(chǎn)業(yè)帶來翻天覆地的變化?，F(xiàn)代社會是信息社會，數(shù)字化是信息社會的技術(shù)基礎(chǔ)，數(shù)字化技術(shù)還正在引發(fā)一場范圍廣泛的產(chǎn)品革命，各種家用設(shè)備，工業(yè)設(shè)備，信息處理設(shè)備都將向數(shù)字化方向發(fā)展。將數(shù)字化技術(shù)注入傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，開發(fā)新產(chǎn)品，無論從工業(yè)裝備和人民生活需求來講，這都是社會發(fā)展的趨勢。國家在數(shù)字化基礎(chǔ)研究方面應(yīng)加大資助力度，企業(yè)在數(shù)字化改造方面應(yīng)加大投資力度，社會應(yīng)重視人才隊伍建設(shè)，大力培養(yǎng)一批具有創(chuàng)新意識從事數(shù)字化基礎(chǔ)研究的高技術(shù)人才，傳統(tǒng)制造業(yè)應(yīng)積極開展數(shù)字化方面的國際交流和合作，盡快提高我國數(shù)字化方面的發(fā)展水平，實現(xiàn)我國制造業(yè)的跨躍式發(fā)展。

4 結(jié)束語

將PLC技術(shù)引入到傳統(tǒng)抽油機減速器領(lǐng)域，實現(xiàn)減速器數(shù)字化，不僅能促進(jìn)數(shù)字化抽油機的發(fā)展，更是產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。

參考文獻(xiàn)

[1]金鐘輝，彭勇，費凡，等.數(shù)字化抽油機技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].石油機械，2014（12）.

[2]成城.數(shù)字化抽油機技術(shù)的創(chuàng)新與改進(jìn)[J].科技與企業(yè)，2013（14）.

[3]劉建芬.機床電控系統(tǒng)的PLC技術(shù)數(shù)字化改造與應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（23）.

[4]吳中俊，黃永紅.可編程控制器原理及應(yīng)用（第二版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.