(转到第10期)安控数字化油田擂台第七期-游梁式抽油机井数据采集、控制的硬件配置？ 点击：8273 | 回复：56
要求：1.不能采用抽油机采集的成套产品；
2.采用流行的RTU/PLC，必须带有可编程特性
3．通讯方式采用无线网桥。
要求：最好结合自己实际工作。
参与方式：采取跟帖的方式参与。
评奖规则：由活动组织者评奖，并进行公开公布告示。
活动结贴：每周为1期，由安控数字化论坛擂台版主选定议题，半个月后（隔一期）擂台版主从所有参与讨论的网友中选出6个优胜者。
奖项设置：每期选出6个优胜者，其中：
一等奖1名：奖200MP（相当于200人民币），
二等奖5名，奖工控精美礼物一个（工控点点、工控T恤、工控徽章、工控工具四者任选一个，相当于65人民币）。
活动发奖：MP评奖后一周内发放，精美礼物每月发放一次，统一在月初寄送。
北京安控科技股份有限公司（简称“安控科技”），是专业从事工业级RTU产品研发、生产、销售和系统集成业务的高新技术企业。基于RTU技术在油气、环境在线监测行业开发出多款专业化经典产品，产品广泛应用于石油天然气的开采、处理、管输、储配等各个环节以及环境在线监测、城市燃气、供水供热等管网监控领域，并已远销美国、加拿大、墨西哥、土耳其、哈萨克斯坦、土库曼斯坦、伊拉克、伊朗、韩国、泰国、马来西亚等国家。安控科技严格执行ISO9000质量管理体系、建立了先进的生产和检测平台，并获得了多项国际认证（如UL 、CE、EMC四级认证等），产品品质达到国际先进水平。
安控科技是行业领先的工业级RTU产品供应商和系统集成服务商，拥有完善的远程控制终端（RTU）产品链，拥有完善的油气田自动化和环保在线监测专用产品。提供工业自动化产品的OEM/ODM服务，提供SCADA和DCS等自动化系统和企业管理信息系统的集成服务。
本着“卓越品质，源于更高要求”的核心理念，“勤奋、严谨、协作、卓越”的企业精神，安控人必将以更可靠的工业RTU产品、更先进的自动化解决方案和更完善的服务答谢用户、回报社会，为振兴民族自动化事业、创建民族自动化品牌而努力奋斗。
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软件系统要能实现数据的采集，分析等等一系列功能，这块的实现可以实现任何一家公司的相关产品，如安控公司的相关产品。
油井生产实时分析优化专家系统的独创内容包括：利用功图、压力、温度、电流、功率等数据，实现油井生产工况实时诊断；远程实时产液量计量、用电消耗计量及能耗分析；应用扭矩法、电能法、功率曲线法等计算和调节抽油机平衡；钢丝绳、玻璃钢、碳纤维等特种抽油杆的抽油机井优化设计；基于诊断、优化设计结果的专家解决方案发布。系统依据以上复杂的油井工况诊断和工艺参数设计结果，远程实时实现对油井的 “大闭环”智能控制。
对于所采用的软件系统正常情况下都必须具备以下几项功能：
3.1、 数据采集功能：将传感器采集的数据能实时的发布在WEB上。
3.2 故障报警功能：停电、停机、回压异常、缺相及电流异常、抽油机抽空、防盗红外监控。
3.3 控制保护功能：对油井间抽控制；缺相、三相电流不平衡、自动停机；远程启停控制和开关井场照明灯；井口加药装置、投球装置的自动控制；实现对油井产/掺水液量的自动计量控制；采用生产数据的远程监控与视频图像监控相结合的方式进行控制。
3.4 数据通讯功能：单井采用远程数据集散控制中心与上位机进行数据通信；中控室采用无线宽带/光缆网络通讯方式实现联网。
3.5 数据管理功能：图形方式实时显示压力、温度、载荷、电流、电压、功率等各种生产参数及泵、机等生产设备运行状态；实现生产参数超限报警及设备故障报警，预测故障位置和故障原因并进行相应提示。
3.6 生产管理及遥控指挥：自动记录巡井时间；与油田局域网数据共享；可以通过现有局域网络，在网上远端监控油水井生产现场并进行指挥。
3.7 油井产量、电量计量功能：在油井正常运行期间，能够实现远程测试数据的自动录取，根据采集的压力、转速、地面示功图、电量等数据，应用油井量油技术，计算油井产液量，实现在无人值守情况下能及时掌握油井的动态变化和用电情况。
3.8 油井生产系统分析与优化决策功能：根据检测数据，进行生产井参数优化设计、在线诊断、抽油井系统效率分析等。
3.9 网络查询功能：通过IE浏览器和专用的视频播放软件，在油田信息网上可随时浏览各油井的各个监控画面、实时生产数据、液量计量、工况诊断、优化设计等结果，查询有关生产报表及分析结果。
ECHO 5000 SCADA监控与数据采集系统，为油气田地面建设自动化工程提供了独特而开放的平台。该系统采用了目前国际上最新的软、硬件技术，结合国内油气田生产工艺的特点而研制开发的监控与数据采集系统。它独有的专业化设计和体系结构保证了油气田开发、生产整个生命周期的高效、经济运行。
内容包括：规划、工程实施、开车、培训、运行和维护以及未来系统的扩展。
ECHO 5000 SCADA监控与数据采集系统具有操作简单、使用方便、功能齐全、性能可靠、应用广泛、组态灵活、运行安全等特点。从远程测控终端到办公室管理计算机，从通讯系统到管理网络，从软件到硬件，ECHO 5000 SCADA监控与数据采集系统提供了完整的解决方案。
ECHO 5000 SCADA系统——统一协调的完整系统
ECHO 5000 SCADA独有的专业化设计和体系结构为油气田用户提供了一个集成化的、和谐的油气田生产自动化解决方案。从工程规划、实施、开车到系统运行、维护及扩展，ECHO 5000 SCADA系统保证了油气田用户在原油（天然气）井站、油气地面开采集输、原油（天然气）处理联合站、输油（气）管道的自动化需求都能实现。
ECHO 5000 SCADA系统提供的典型功能模块有：
● 抽油机控制终端 ● 天然气配气站的流量检测与控制
● 水源井控制终端 ● 原油（天然气）处理联合站
● 自喷井控制终端 ● 油气田自动化通讯系统
● 计配（转）站控制终端 ● 中控室监控与数据采集软件包
● 天然气计量控制终端 ● 油气田生产管理数据库（DMS）软件包
● 输油（气）管道泄漏检测控制终端 ● 视频监控系统
系统结构
ECHO 5000 SCADA系统是一个真正的分布式处理系统。系统网络上的每一台计算机是一个节点，每个节点独立执行分配给它的任务。这种结构的优点是不会因为一个节点的离线影响整个网络的运行。ECHO 5000 SCADA系统通过客户机/服务器的模式进行节点对节点的通讯，使用网络上的节点共享数据。
ECHO 5000 SCADA系统在广域网上运行时的性能与在局域网上运行时一样，远程访? 问不同地理位置上的节点就如同访问位于本地局域网上的节点。
特点
● 分布式客户机/服务器体系结构 ● 报警和报警管理
● 友好的人机界面 ● 标准的通讯协议
● 实时工艺过程监视 ● 多种冗余方式
● 本地和远程的现场控制 ● 内置油田管理数据库（DMS）软件包
● 实时趋势和历史趋势 ● 内置油井故障诊断软件
系统功能
1、抽油机监测和控制
● 抽油机控制器根据设定的工作点实现自动控制
● 监测需要的生产数据
● 小键盘远程遥控操作
● 遥控抽油机的启停
● 在线采集示功图
2、自喷井监测和控制
● 监测需要的生产数据
● 小键盘远程遥控操作
3、水源井监测和控制
● 监测需要的生产数据
● 小键盘远程遥控操作
● 遥控阀门的开关和泵的启停
4、联合站监测和控制
● 监测联合站油系统生产数据
● 监测联合站水系统生产数据
● 动态流程图显示联合站生产工艺
5、油井自动计量
● 监测需要的生产数据
● 实现油井油、气、水三相自动计量
● 遥控计量站倒井阀和压油阀
● 实时监测油井的计量过程
● 计量数据自动进入实时数据库和历史数据库
6、注水井监测
● 监测注水井的瞬时流量
● 监测注水井的累积流量
● 监测注水井的压力
7、油田生产管理数据库（DMS）软件包
● 趋势图分析
● 报表生成
● 异常井号查询
● 通过Internet浏览生产数据
8、报警管理系统
● 多种报警级别
● 可按物理位置或类型查询报警信息
● 多窗口显示不同的报警信息
● 采用多媒体技术报警
● 在线打印报警信息
● 存储报警历史信息
9、维护与管理
● 增加或减少现场测控计算机
● 井况管理系统
● 报警管理系统
● 网络维护与管理
● 安全管理系统
典型应用
ECHO 5000油气田生产自动化监控和数据采集系统已在国内油气田获得多次应用。典型应用为新疆石油公司某油田SCADA系统，系统组成如图：
整个油田SCADA系统设有油田中心和基地中心两个控制室，由289口抽油井、20座采注计量配水站、10口水源井、1个原油天然气集中处理站DCS系统和1个输油首站站控系统组成。
整油田SCADA系统在中心控制室和基地中心控制室分别建立局域网，采用以网络交换机为中心的星型结构。为保证网络的可靠性，网络所有设备均为冗余配置，通过光缆将两个局域网高速互连，油田前方控制室可实现无人值守，操作人员可以在基地中心控制室对油田的生产进行监控和管理，还可通过Internet远程实时查询生产数据。
油田SCADA系统主要完成整个作业区生产数据采集、数据管理、数据分析处理等工作。项目涉及到数据采集、遥测遥控、无线通讯、光线通讯、Internet数据发布、ORACLE数据库、计算机网络和综合布线等技术，项目I/O点数达8000点。
(1)游梁平衡
游梁的尾部装设一定重量的平衡块，平衡方式简单，适用3吨以下的轻型抽油机。
(2)曲柄平衡
是将平衡块加在曲柄上，适用于10吨(也叫10型)以上重型抽油机。这种干衡方式减小了游梁平衡引起的抽油机摆动，调整比较方便。但是，曲柄上有很大的负荷和离心力。
(3)复合平衡
在一台抽油机上同时使用游梁平衡和曲柄平衡。特点：小范围调整时，可调整游梁平衡，大范围调整时，则调整曲柄平衡块．这种平衡方式适用于中深井。
(4)气动平衡
利用气体的可压缩性来储存和释放能量达到平衡的目的，可用于10吨以上重型抽油机，这种平衡方式减少了抽油机的动负荷及震动，但其装置精度要求高，加工麻烦。
6、主要部件的作用
（1）驴头
它的作用是保证抽油时光杆始终对准井口中心位置。驴头的弧线是以支架轴承为圆心，游粱前臂长为半径画弧而得到的．
修井时可将驴头从井口移开，方便作业．移开的方式有三种，即：侧转式、上翻式，可卸式．
(2)游梁
游梁固定在支架上，前端安装驴头承受井下负荷，后端连接横梁、连杆、曲柄、减速箱传递电动机的动力．
(3)曲柄连杆机构
曲柄连杆机构的作用是将电动机的旋转运动变成驴头的往复运动．在曲柄上有4-8个孔，是调节冲程时用的。
(4)减速箱
是将电动机的高速转动，通过三轴二级减速变成曲柄轴（输出轴）的低速转动，同时支撑平衡块。
（5）平衡块
平衡块装在抽油机游粱尾部或曲柄轴上。它的作用是：当抽油机上冲程时，平衡块向下运动，帮助克服驴头上的负荷；在下冲程时，电机使平衡块向上运动，储存能量，在平衡块的作用下，可以减小抽油机上下冲程的负荷差别。
(6)悬绳器
它是连接光杆和驴头的柔性连接件，还可以供动力仪测示功图用．
(7)底座：它是担负起抽油机全部重量的惟一基础。下部与水泥混凝土的基础由螺栓连接成一体。上部与支架、减速器由螺栓连接成一体。由型钢焊接而成，是抽油机机身的基础.
(8)减速器座：它的作用是固定减速器，承担减速器的重量并使减速器提高，使曲柄能够旋转。高基础井则无筒座，它由厚钢板焊接而成，与底座焊接在一起，顶面加工水平，并有螺栓孔与减速器连接。
(9)电机座：它的主要作用是承载电机的重量，它自成一体与抽油机底座由螺丝连接，它上面有井字钢，目的是为了调整电机的前、后、左、右位置，保持电机轮与减速器轮的“四点一线”，它是由槽钢焊接而成。
(10)电机：电机是动力的来源，一般采用感应式三相交流电动机。它固定在电机座上由皮带传送动力至减速器大皮带轮。前后对上有两条顶丝可调节皮带的松紧度。
(11)刹车装置：刹车也叫制动器，它是由手柄、刹车中间座、拉杆、锁死弹簧、刹车轮、刹车片等部件组成。刹车片与刹车轮接触时发生摩擦而起到制动作用，所以也叫制动器。
(12)大皮带轮：电动机把旋转的动力传给皮带，再由皮带传给大皮带轮，由大皮带轮带动输入轴，它是减速器做功的桥梁。
(13)尾轴承：它起着尾梁和游梁相连的作用，减小摩擦使游梁上下运动较轻便。(14)支架：支架支撑着游梁全部重量和它所承担的重量，而且是游梁的可靠支柱。
(15)工作梯及护圈：工作梯是安装游梁、处理驴头偏斜、给中轴加注黄油、平时的检查以及上下游梁等方便工作的扶梯。护圈叫安全圈，在我们高空作业时起到安全保护作用。
(16)中央轴承座：是支架与游梁连接的配件，担负游梁承担的全部重量，而且在一定的轨道上上下摇摆运动。
(17)曲柄销：它将曲柄和连杆连接在一起，与曲柄上的冲程孔、曲销轴、锥套和冕型螺母相连接，与连杆的连接是通过穿销螺丝穿过曲柄销壳来实现的，它在冲程孔的位置决定抽油机冲程的大小，并可通过调整曲柄销的位置来调整抽吸参数，现场上发生曲柄销脱出曲柄的事故较多。
• 要保证抽油机能够长期正常工作．延长使用寿命，就需要定期进行维护保养，检查运转部件；拧紧螺丝、更换零件．添加或更换润滑油等．除了定期维护保养外．在平时的巡回检查中也要注意观察抽油机运转状况，倾听有无异常音响，发现问题及时处理．
维修保养工作可以概括为十个字： “清洁、紧固、润滑、防腐、调整”。
清洁——指清洁卫生，清洗呼吸阀、刹车片。
紧固——指紧固各部件间的连接螺丝。
润滑——对各加油点(部位)定期添加润滑油脂，检查减速箱机油是否足够。
调整——即对整机的水平、对中、平衡、控制系统等为主的调整。
防腐：对脱漆、生锈部位刷漆或涂油
二、 抽油泵：抽油泵也称深井泵．它是有杆机械采油的一种专用设备，泵在油井井筒中动液面以下一定深度，依靠抽油杆传递抽油机动力，将原油抽出地面．
1、分类：按泵在井内安装的方式，分为管式泵和杆式泵两种。
管式泵：外筒和衬套在地面组装好接在油管下部先下入井内，然后投入固定阀，最后再把柱塞接在抽油杆柱下端下入泵内。
杆式泵：整个泵在地面组装好后接在抽油杆柱的下端整体通过油管下入井内，由预先装在油管预定深度（下泵深度）上的卡簧固定在油管上，检泵时不需要起油管。
管式泵的特点：结构简单、成本低，排量大。但检泵时必须起出油管。修井工作量大，故适合深度不大，产量高的井。
杆式泵的特点：结构复杂,制造成本高,排量小,修井工作量小,故适合下泵深度大产量较小的井。
1)泵径较大，排量大，适用于产量高、油井较浅、含砂较多、气量较小的井使用。
2)结构简单，加工方便，价格便宜。
3)不适用于深井。
4)由于管式泵工作筒接在油管下端，检泵换泵需起油管。
2、管式泵的结构
(1)工作筒 它是由外管、衬套和压紧接箍组成，外管内装有多节同心圆柱管的衬套，上、下两端靠压紧接箍压紧，上接箍上连油管；下接箍下连进油设备。
(2)活塞 是由无缝钢管制成的空心圆柱体，两头有螺纹，活塞外表面镀铬并有环状防砂槽。
(3)游动阀 也叫排出阀．由阀球、阀座、开口阀罩组成。单阀泵有一个游动阀，装在活塞上端，双阀泵有两个游动阀，分别装在活塞的上下端：阀球座在阀座上，上有开口阀罩。
(4)固定阀 也叫吸人阀，由阀座、阀球和开口阀罩组成。
1)检泵方便，起出抽油杆即可起出泵。
2)泵径小，适用于产量低的深井。
3)泵在下井前，可以试抽，从而保证了质量。
4)泵的结构较复杂，加工难度大，成本高。
5)由于多一个外工作筒，所以泵径小，排最低．
6)不能用于易出砂的井。内外工作筒之间容易因砂长而把泵卡在油管内。
4、抽油泵的工作原理
当活塞下行时，由于泵筒内液柱受压，压力增高，而使固定阀关闭。在活塞继续下行中，泵内压力继续升高，当泵筒内压力超过油管内液柱压力时，游动阀被顶开，液体从泵筒内经过空心活塞上行进入油管．
在一个冲程中，深井泵应完成一次进油和—次排油．活塞不断运动，游动阀与固定阀不断交替关闭和顶开，井内液体不断进入工作筒，从而上行进入油管，最后达到地面。
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