抽油机的结构无游梁式抽油机工作原理平衡调节方式抽油机的平衡分析与计算抽油机平衡准则抽油机静态平衡分析计算游梁式抽油机扭矩平衡分析计算抽油机曲柄平衡的调节抽油机功率平衡的调节系统数据采集系统硬件简介简介捷尼特简介系统软件简介编程软件软件简介指令简介数据采集编程实现功率平衡调节实例结论致谢参考文献附录附录附录附录绪论抽油技术的工业背景及发展随着人类对石油研究的不断深入，到了世纪，石油不仅成为现代社会最重要的能源，而且其五花八门的产品已经深入列人们生活的各个角落，所以，石油被人们称为黑色的金子现代工业的血液，极大地推动了人类现代文明的进程。采油方法有自喷采油方法和人工举升采油方法两种。自喷采油法的特点是利用地层本身的能量来举升原油，是最经济的采油方法。但是随着油田的不断开发，地层能量逐渐消耗，即使在注水开发的油田，它的中后期也出现了水淹和强水淹的现象。为了保证原油稳产高产，这些油田就不能用自喷法开采。同时，由于油层的地质特点，有些油井开始就不能自喷对于上述这些不能自喷的油井，就必须人为地用机械设备给油井内液体补充能量，才能将原油从井内举升到地面，这种开采方法称为人工举升采油。在我国大部分原油开采过程是采用人工举升法，抽油技术也逐渐得到发展。国内外应用最广泛的抽油设备是游梁式抽油机，或称作有杆抽油设备。它的结构简单制造容易可靠性高耐久性好维护方便，适应现场工况条件等优点，所以长期使用，经久不衰，在石油机械中占有无可取代的地位。在今后相当长的段时间内将具有强大的生命力和广阔的发展前景，在该种抽油机中最常用平衡方式是机械平衡。随着井深和产量的不断增加，同时随着油井开采复杂条件经常出现如高粘多蜡多砂多气水淹和强腐蚀性等条件，采油工艺对有杆抽油设备提出了长冲程低冲次大泵深抽等要求，游梁式抽油机不能满足要求。首先，游梁式抽油机减速箱输出轴扭矩与冲程长度成正比，加大冲程，抽油机外形尺寸增大，换大扭矩减速箱，都造成整机重量急剧增加，制造成本上升，经济上不能无功损失，仿真结果表明，补偿效果是非常好的。图仿真实验结果六结论通过对抽油机负载特性的分析，考虑到经济和实际的需要，以单片机为核心的智能控制系统结构简单，操作方便，运行可靠并且适应范围广，对于提高功率因数和减少电量损失有重大作用。目前该系统在大庆油田已经应用，获得了很好的经济效益。附录图系统接线图附录表捷尼特部分地址列表毕业论文抽油机功率平衡系统的设计系别自动化工程系专业名称测控技术与仪器班级学号姓名任姗指导教师金伟年月日抽油机功率平衡系统的设计摘要我国的油田多为低渗透的低能低产油田，大部分油田要靠注水压油入井，再靠抽油机把油从地层中提升上来。以水换油以电换油是我国油田的现实，电费在我国的石油开采中占了很大比例。因此石油行业十分重视节能。在我国石油开采中，机械采油井占绝大多数，其中有杆采油占总机械采油的以上，所以研究有杆抽油设备的节能对于减少能耗具有重大意义。由于抽油机载荷的不平衡性，使电机大多数情况下处于轻载状态，电能的利用率低，能耗增加，因此抽油机的平衡对于节能降耗十分重要。本文诣在通过调整抽油机的平衡提高电能利用率，减少能耗。首先，在有杆抽油系统的结构和工作原理的基础上，根据抽油机的平衡条件和平衡准则，对油田在役的常规抽油机进行平衡分析和计算。然后，在对游梁式抽油机进行动力学分析的基础上，根据机械系统的力学原理，将整个系统简化为个等效动力学模型，分析扭矩变化情况。当抽油机的改变平衡点时，可在扭矩变化的基础上重新调整抽油机的平衡。最后，组建了个监测抽油机运行情况的系统，该系统以捷尼特为核心器件，可以监测抽油机的电流电压功率因数功率等参数，根据测得参数可以查看抽油机的工作状态，当抽油机的工作状态不平衡时，可以根据上述的扭矩变化情况来重新调整它的平衡。整个设计的核心是平衡的计算，在不增加成本的基础上，通过调整平衡块的质量和半径，使抽油机处于平衡状态，实现了节能增效。因此，本成果对调整抽油机平衡有很强的实际意义，成本不变的同时增加了其可行性。关键词抽油机，平衡，功率，扭矩，目油田电机控制器动态无功补偿的研究简介游梁式抽油机是种广泛应用于我国油田开发部门机械，它需要消耗大量的电能，以上的消耗是抽油泵的电能支出，它的负载是周期型的，由抽油机的冲次决定。实测表明在这种负载条件下，系统的的功率因数相当低，电能量浪费很大。因此它成为节约能源降低电机功率损耗改善系统的功率因数的关键。二油田电机负载特性和运行状态油田电机负载特性在油田分布电力系统中，电机是消耗电力的主要的设备它也是确定整个系统功率因数的关键因素。不同的油田电机有不同的负荷曲线，与它相关的开采和平衡的情况有关。周期载荷有以下特点图抽油机的电能和转矩曲线抽油机的负载是周期性变化的。变化规律由抽油机冲次表示，通常是分钟，这意味着负载改变周期是秒。抽油机在个周期的两个冲程中有两个死点。抽油机从停止到开始，具有较大的起动转矩。因此，电动机抽油机应该要大起动转矩。在图中可以看出抽油机负载转矩和功率的变化曲线。在抽油机工作时有发电过程此外，它的发电量随着随着抽油机的工作经营模式的改变而改变。抽油泵的负载特性决定在选在电动机必须满足最大扭矩。考虑到砂和蜡状物沉淀，很有必要提高人工电机额定功率，以防止在启动时间破坏电动机。这是为了确保电机发热时不超出指定的范围，电机额定功率将几倍的于抽油机需要的平均功率。这使电机运行在低负荷状态下，从而导致了能源浪费大。般情况下，电机的效率功率功率因数和负载率的关系曲线为图，被称为临界载荷比，从图曲线得出结论为负荷比率，功率因数随着荷载下降得很快。图效率功率功率因数和负载比率曲线功率因数低不仅加剧了电动的损坏，而且还给电网创造了多余的损失。它降低电网供电能力和变压器设备的利用率。抽油泵运行状态的分析根据负载特性及抽油机的机理分析以及测试现场，可以得到如下结论根据油机的机械负荷变化，抽油机可能有两种完全在开关动作时产生高压。这可能会使接触片熔化或焊接产生强烈的噪音和动作时间延长。它不能满足在不同的阶段有不同的补偿等级快速和动态跟踪补偿的控制的需求。有少量用双向晶闸管当作功能组件。虽然它能达到快速然而安全补偿，但是实现动态补偿抽油机的晶闸管需要更高的投资，因此成本绩效最差。考虑到油田低压供电系统是经济和实用的，个提出的合理的反应补偿控制系统种适用于油现场。该系统是基于单片机单片机结构非常简单，成本生产低工作可靠的，适用性强。这种补偿控制器的核心是单片机，这是种高速数字处理芯片。适用于不同的高效管理的工业领域。它有位数据采集系统包含高性能自校验的位模数转换通道，两个位数模转换器，这是单片机的核心。它支持电压电流信号的收集。这里面有装料装置调试的软件系统，它使系统可设计可编程调试简单方便。补偿控制器在补偿之前就采集了电力网络的电流和电压。整个系统的硬件电路图所示。图补偿系统框图主要的芯片是和。系统工作过程如下上电之后，中断使能。当检测到三相电压的下降沿后，就进入了中段服务模式。整个系统开始测量无功电流和电网电压，根据其值进算电网的无功功率。根据计算出来的无功功率值，系统中的继电器就会动作，使电容断开或接入电网中，以此来实现无功补偿。这个系统的优势就是，当个电容被损害后，可以单独对该电容进行操作。可以实现在运行过程中部分电容运行而另部分电容并未使用，实现不同的调度。在该系统中还有键盘电路，它也工作在中断模式，使用中段作为输入。当键盘上任何个按键按下时，就会进入键盘中段模式。当按下按键是，就会查询系统的工作状态过电压值过电流值和电网参数。按下健就会改变系统的运行模式，实现手动和自动的切换。按下和健时，会改变电压和电流的保护值。另外还有液晶显示，当没有按钮按下时，就会演示电网的功率因数。如果有按键按下，就会显示相应的值。通讯口为端口，可以实现与上位机的通讯。软件流程图如图所示。过零中断初始化系统自检中断三相电压值计算补偿值电容动作返回返回键盘中断键盘中断图系统流程图五实验和仿真为了对抽油机进行无功补偿，提高配电网的功率因数，在变压器低压侧安装了的六组设备中，在新的补偿设备的