娈频涸鹿蜾舡泵碉油，索技，钿拜，用周8，臧鸟，忠辛集华北油田公司第采油厂工程技术研究所周勇，靳海，马永忠。变铎调速，杆泵稠油开采技术研究应用。石油仪吝，200551720捅要，对地面驱动螵杆泵抽油杆断脱频繁，单，提液调参难以控制等问邝，开发了螺杆泵，的变频调速装置及自动控制系先。该枝术准确实时地监控螺杆泵井的扭矩梓速等工；兄参数，并对螺杆果井实施变频调速自动控制以及科学合理的调参。该技术的应用进步提高了螺杆泵，的管理水平，有效地减，了抽油料的频繁断脱问，延长了检栗周期。

　　主，词螺杆泵变，自动控制断脱转速扭矩随着我国油田开发的不断深人，稠油开采规模越来越大，地面驱动，杆泵是开采稠油的重要生产方式。但蜾杆泵稠油开采中出现的许多问限制厂其进步发展，具体现在1地面驱动蜾杆泵启动时，转速瞬间提高，抽油杆产生很大的惯性扭矩，上问，我们利用变频器螺杆泵转速扭矩传感器等设备，研制开发了蜾杆泵变频闭环自动控制装筲，解决了螺杆泵生产的难，使得蜾杆泵稠油，采取得广满意效果。

　　螺杆泵变频闭环自动控制系统工作原理导致抽油杆承受的扭矩大于抽油杆的额定扭矩，抽螺杆泵变频闭环自动控制装置包括蜾杆泵转油杆易拧断。2螺杆泵停机时，抽油杆的扭矩载荷瞬时释放，抽油杆快速倒转，容易造成抽油杆脱扣。

　　3蜾杆泵井生产参数难于调整，不便管理。针对以速扭矩传感器单片机数据采集器犯调节器变频控制系统主要由变频器主控制电路和辅助电路组成和次仪组成，1.

　　装在蜾杆泵地面驱动装置扭矩卡子下的光杆转速扭矩传感器把实时测得的光杆的转速扭矩等生产参数经过信号调理30转换转变成单片机数据采集器可以接受的数字信号，并存储于存储器中。，采集处理过的转速扭矩信号送至调节器，与预先根据油井的提液要求确定的转速光杆扭矩值进行比较，差值模拟1输人到0调节器控制变频器，根据输人转速扭矩信号的大小，变频器随时调整输出频率值，通过调节控制电机转速实现对地面驱动蜾杆泵转速扭矩的闭环自动控制。当蝌杆泵井的光杆扭矩远低于设定值财，日扒变频装置自动将蜾杆泵转速提；当实际扭矩接近或达到设定值构，时，螺杆泵转速保持平稳；当实际光杆扭矩远超过设定值对，时，变频装置自动将螺杆泵转速减小，使得蜾杆泵井安全效生产。该自动控制系统具有软启软停功能，软启功能可以延长启动时间，减小惯性扭矩，避免抽油杆因瞬间扭矩过大而拧断；软停功能可以延长停机时间，使抽油杆扭矩缓慢释放，避免抽油杆扭矩因急剧释放而脱扣。

　　转速扭矩传感器该仪器可同时感应蝶杆泵井抽油光杆所承受的转速扭矩变化情况。其工作原理为1扭矩传感器采用空心圆柱为弹性变形元件，圆柱体上附着承扭元件，当扭矩作用于传感器时，应变片随着空心圆柱体起变化，引起电阻值的变化，将机械变化转化为电信号变化，后经电路放大整形为标准信号输出。

　　2转速传感器在传感器圆柱体上安装广个圆形光码盘，当传感器圆柱体每运转周时，带动光码盘转动，并通过切割光电管输出100个脉冲信号，计算每分钟脉冲总数来确定螺杆泵井的转速。

　　通过接收变送器传来的测，电信号与给定信进行比较，得出被调量的偏差后，偏差倍号经过，10运算电路运箅，输出，5的直流电压供变频器，对该系统生产过程进行自动调节控制。

　　5415的变频器。

　　主控制电路由变频控制电路和工频控制电路两部分组成。主要根据螺杆泵井的生产需要，变频控制部分和工频控制部分可以进行切换，以控制蜾杆泵电机的运行状态。

　　辅助电路利用直流24继电器来控制变频器的输人信号端，对螺杆泵电机实施软启软停以及缺相保护。

　　螺杆泵转速扭矩传感器输出的电压信号经过信号调理0转换后，将模拟信号转变成为单片机数据采集器可以接受的数字信号，经过单片机采集处理器采集处理。采样后的数据存储于存储器中，并译码将抽油光杆的转速和扭矩值实时显出来。

　　螺杆泵变频闭环关键技术参数确定山为泵容积效率有蜾杆泵试验台架检测得出；6为栗偏心距，阻；为螺杆栗转子直径，则；7为定子导程，胃。为了使油井保持定产量，变频器将螺杆泵转速般控制在601001范围内。为了进步扩大螺杆泵运行转速范围，对其设备进行了改装，将原来的315胃大的蝶杆泵从动轮更换为25，或190，的小从动轮，大大地提高广传动比，提速范围在2，230以扭矩值确定4泵进出口压差由单井原油粘温曲线，地温梯度回归得出油，粘度，深度函数以52；1为泵进口至动液面距离泵出口压力包括流程干线回压心，泵将产液从泵出口升举至井口所需的压力户3，产液在井下油管内流动产生的沿程阻力损失尸4.

　　干线回压根据生产的实际情况，般取为泵将产液从泵出口升举至井口所需的压力户3计算为产液在井下油管内流动产生的沿程阻力损失计算为泵进出口压差为蜾杆泵所承受的扭矩抽油杆带动螺杆泵所承受的扭矩共有种，泵举升液体所需扭矩财计算如下克服抽油杆柱与油管内井液摩擦阻力的扭矩克服泵定子与转子摩，阻力所需扭矩於3，计算为地而驱动总扭矩为单位抽油杆的惯性扭矩对十算为Mli杆柱的质量；当螺杆泵井的实际扭矩变化在设定扭矩值吼，对的±8范围之内时，变频器的当前频率值保持不变，蠼杆泵井的转速不变，该螺杆泵变频闭环自动控制系统保持稳定；当螺杆泵井的实际扭矩变化超出设定扭矩值於1从；的±8范围时，变频器的当前频率值根据朽0调节器对该系统生产过程进行自动调节，提高或降低螺杆泵井的转速，促使蜾杆泵井在优控制状态，进行安全可靠生产。

　　3变频器的软启软停时间确定变频器的软启软停时间为0，6 0003可调，前据各井情况设定启动时间为6，3，2，5，停止时间为6，320，8，对惯性扭矩起到延时作用，有效地减缓了抽油杆的断脱，同时降低了瞬时启动电流对电网的冲击。该软启软停功能对杆柱及机泵设备有明显的保护作用。

　　应用实例深州油田工区泽70断块原油为特高稠油，7低，即为高比重粘度高胶质沥青和中低凝固点该断块原油粘度在亏⑶此，25 000，1501999年12月间在深州油田工区泽70断块对35口螺杆泵井安装了蜾杆泵变频闭环自动控制系统，主要采用地面驱动螺杆泵变频闭环自动控制配合套管加药降粘维护开采工艺。

　　目前该控制系统已在41口螺杆泵并上应用，1999年35口井因杆断脱检泵20次，2000年应用变频技术后因杆断脱检泵3次，平均节约功率2.51单井。经现场应用证明，该控制系统运行可靠，大大提高了单井生产效率，尤其扶起了批原油粘度为8000，525 000，550，难起的停产井，增加厂开井数量，提了该断块的原油产量。泽70断块油井安装蜾杆泵变频调速系统前后情况对比如所小。，侦用变频前侦用殳频6频率电流功中频韦屯流功神速泽7，5井所安装的转速扭矩传感器的工作螺杆泵从动轮更换为9，的从动轮，传动比提系数为零点频率18HZ，单位变化率为3.82HV心1.利用该传感器对该井的变频启抒和工频启停进行测试。工频运行状态下，其工作电流为20，转速为，以⑴油井的产液量⑴，工频启广充分利用变频器的调速技术，把原来315大的了1.66倍。在变频运行状态下，其工作电流为17，转速为148，如，油井的产液量2.1.从工频和变频的实时扭矩曲线测试形相比可看出，利用变频的软启软停技术，避免了螺杆泵瞬时启动时抽油杆扭矩过大和蜾杆泵的倒转现象，变频启停，弈3 b工频停机镨扭矩，实对芘矩成伐汉结论在地面驱动螺杆泵上应用变频闭环调速技术有许多优点解决了抽油光杆的转速和扭矩的测定问，完全实现了实时自动连续检测。

　　对螺杆泵实施了软启软停。软启功能防止了螺杆泵井瞬时启动时抽油杆扭矩过大而造成杆断；软停功能有效防止螺杆泵倒转造成的抽油杆脱扣，大大减少了检泵次数。

　　该系统实现了单井自动化控制，与工频状态相比，提高了采油工艺和效率。

　　根据所测定螺杆泵井的生产扭矩电流和回压等工况参数，能够准确确定螺杆泵井的加药周期。

　　提了单井电机的有功功率因数，大大地降低了油井的耗电量。

　　1张风哲，山厚升等。变频调速应用技术。石油工业出版社出版，994 2万邦烈。单螺杆式水力机械。石油大学出版社，1993 3韩修挺，王秀玲等。螺杆泵采油原理及应用。哈尔滨工程大学出版社，1998 4王旱祥，张彦挺，李淑平。地面驱动单螺杆泵杆柱的组合收稿日期200103 09编辑俞顺金上接第16页套06系统，只是其数据是分布式存储和维护。

　　提出层次的客户机服务器框架，只是因为5系统的工作负载已经很重了，而数据又不得不分布式管理，所以用中间层将其与繁重的数据库管理工作分离开来，使系统在逻辑结构上更清楚，在数据维护上更方便。可成通常的两层式060860结构在数据的查询方面有更高的效率，但却不可避免地增加了03系统的复杂性。

　　1侯云峰，刘睿等。层次0156，应用开发指南。电2许惠平等。中国亚东格尔木地学断而015的初步诖立。

　　2203徐新华。数据库与肘10沾编程。，华大学出版社，200048，13叩63，井0815开发人员指南。机械工业出版社，2000收稿日博山消防泵期20008 07编辑姜婷