智能调整技术在油井的应用

杜国栋 毕新忠 侯卫山

摘要：随着油田四化建设的发展，实现了油井温度、压力等资料的自动录取和抽油机运行状态的视频监控。虽然降低了工作量，但是需要人员到现场定时调整皮带松紧度。传统的更换皮带、紧皮带等操作存在难度大、安全性差、停井时间长的问题，因此设计了全新的智能电机滑轨调整装置。该装置改变了抽油机电机滑轨传统的固定方式，使电机在不拆卸电机固定螺丝的情况下，能够前后移动，减少了调整电机皮带“四点一线”凭经验观察等人为因素的影响，采用拉力传感器实现皮带松紧的量化和在自动调整。应用表明，该装置降低了工人的劳动强度，提高了开井时率和安全操作系数，具有较好的经济效益和社会效益。

关键词：皮带松紧度;智能;调整装置

游梁式抽油机的种类繁多，但其运转过程都是通过皮带将电动机的动力传递给四连杆机构，实现抽油机的运转，抽油机的运转将动力传递给井下抽油泵形成抽吸，将地下石油开采至地面。抽油机除皮带部分采用的磨擦方式传递动力，其它部分的传动全部为机械传动，因此对皮带损耗较大，如何保障皮带的松紧适度、四点一线是延长皮带使用寿命提高采油时率的重要措施。正常运转的抽油机在运转一段时间后，需停井对磨损的皮带进行松紧度调整，磨损严重的要进行更换。整个更换过程费时费力，频繁的停机调整电机皮带即增加了采油工的工作量又影响了原油产量。

一、目前现状及不足

传动电动机及皮带问题影响产量分析一是因雨霜雾天气造成皮带轮与皮带结合面打滑，降低冲次影响产量。以2017年3次雨天为例，对比冲次变化可以得出，冲次降低在0.03—0.07r/min之间，影响产量 8 吨。见（表1）。

如桩104-XN37在2017年8月9日下雨中冲次由4r/min降到0.59r/min，说明雨天对皮带打滑影响严重，而且据统计每次发生较大雨天，因皮带打滑造成皮带磨损停井4-7口。

为调查因其对产量的影响，我们对2016年6-12月调整皮带统计，按单井影响0.3t/h计算产量。见（表2）。

从传动原因影响产量看出，调整皮带影响产量相对较多的因素是调整皮带用时长。职业技能鉴定用时规定20分钟，从调查看，对比平均超时6分钟。

通过调查发现传统的皮带松紧度调整方法存在的不足：

（1）需现场停机，反复拆装固定螺丝和顶丝，操作繁琐，工作效率低;

（2）无法进行皮带松紧度的量化，需人工翻动或下压皮带，凭经验确定;

（3）无法自动调整皮带松紧度。

二、装置设计

1、设计思路：针对传统方式中存在的问题，通过一系列的优化集成优化和实验研究，设计出一体化自动化电机安装调整装置。整个装置由滑轨部分、数据传感部分和控制部分三部分构成，用一套拉力传感系统，控制一套自动螺杆传动系统，并可实现数字化手动调整，和数字化自动调整。

2、滑軌部分结构组成

固定导轨座采用可伸缩调节方式，可适用于任何型号游梁式抽油机安装，不受机型限制适用范围广。传感器动力滑座主要作用：连接梯形螺杆，通过拉力传感器带动电机滑座，可沿固定导轨座导轨轴向运动。电机滑座主要作用是固定电机，同时可依靠传感器动力滑座通过拉力传感器，沿固定导轨座导轨轴向运动。滑座设计U形固定孔可满足多种型号电机的安装。

3、传感及控制部分结构组成

拉力传感器经多次现场试验，皮带正常运转拉力500-700N，抽油机启动瞬间最大7000-11000N，经市场选型最终选定TJL-1拉力传感器，最大100KN，合理使用范围10KN-50KN，最大误差0.03%-0.05%在允许范围之内。控制部分主要采用五位单显仪表TY5D 两路继电器。主要作用通过拉力传感器采集数据、单显测控仪表参数调整设置、信号输出控制扭力电机，通过蜗轮蜗杆机构带动电机滑座根据设定值自动调整的目的。

三、现场应用

2018年12月在注采202站8-p1生产井进行安装实验。经统计8-p1生产井自安装以来一年消耗皮带1条，远远低于安装前平均使用周期3个月。该装置到目前应用效果良好。

四、结论

一、应用了自主创新的新型可调式滑轨，消除拆卸螺丝、顶丝操作，避免了二次调整四点一线。

二、增加伺服电机，在电机作用下，自动前后移动电机底座，能够使皮带松弛和保持了设定的涨紧力。

三、改停产紧皮带为不停产自动紧固。

参考文献：

[1]邹春雷.抽油机皮带远程监控装置的研究与应用[ J ].化学工程与装备，2015（7）：164-165.

[2]郭清元，王红前，储继松.抽油机电机底座安全调整装置的研制与应用[ J ].内江科技，2011，32（11）：124.