一项提升油田物联网的创新技术现场试验取得初步成果

——抽油机智能采集控制装置

由长安大学数字油田研究所综合研究与设计，由研究所所属的西安贵隆数字化工程科技有限责任公司与中国航天推进技术研究院所属的西安航天远征流体控制股份有限公司联合研制的抽油机智能采集控制系统（装置），经过为期一年的研究、论证，半年多的研制，20多天的现场试验，取得了很好的效果。  

抽油机智能采集控制装置是一个集成了油田物联网技术和稀土永磁电机与伺服拖动系统于一体，可实现油田物联网技术的数据采集、功图诊断与计产等数字油田的数字化管理功能，并同稀土永磁电机集成，充分利用了稀土永磁电机对抽油机的良好保护以及节能降耗的功能，完成实时动态远程保护电机的启停。其伺服拖动系统在接收到功图对油井的判断后，准确调节抽油机冲次等，达到了提高物联网技术的应用率，并实现30-40%的节电效果。

我们知道，油田物联网建设在不断推进的过程中也带来了很多的问题，比如井场与抽油机的负担越来越重，各种设备、装置、RTU堆满井场与井口，系统越来愈多，现在如何给井场和油井减负，就成了物联网建设的一个问题。还有高耗电、井场环境、安全保护等。长安大学数字油田研究所在综合研究了传统的抽油机监测监控系统和近几年来数字化管理与油田物联网的技术与产品后，认为油田物联网建设必须优化和净化井场环境，同时油田物联网建设未来必须走与油田生产过程优化、油田生产工艺改进、提升以及降低能耗、提高生产能力的“两化”融合之路。于是，提出了将数字化技术、物联网技术同改进生产工艺、节能降耗、提高生产能力的新一代技术系统集成的思想。基于此技术理论，由西安贵隆数字化工程科技有限责任公司与西安航天远征流体控制股份有限公司联合承接了共同研发任务。

研究所所属的西安贵隆数字化工程科技有限责任公司长期以来在油田实施数字化管理、物联网建设与维护工程，对油田数字化技术需求及其实施特别熟悉，同时拥有一整套数字化产品与油田物联网技术，还具有对现场安装、数据采集、系统维护、数据分析应用的经验。而隶属于中国航天推进技术研究院的西安航天远征流体控制股份有限公司，在发挥液体推进技术优势的基础上，开发了以流体机械和热能工程控制为特色的主导民品，是航天科技民用化推广的重点企业。通过联合研究后该公司将航天技术转入民用，实现同油田物联网技术的集成，借助物联网技术对抽油机数据采集后的功图数据完成对抽油机的动态控制，可进行自动变频控制；智能化调整冲次；降低能耗等。经过现场试验后统计的数据衡量，目前油田物联网技术应用能力提高了20-30%，每口油井每天可以节电30—40%，取得了良好的效果。 

目前，正在联合攻关，将进一步优化设计和技术完善，在试验的基础上第二代产品将实现油田物联网数据采集技术的提升和现场利用，让油田物联网技术直接应用率提高到40-50%。还准备将代替精度要求比较高，维护比较难的负荷装置，可精确测算荷载与位移完成高精度的功图，直接提供给稀土永磁电机的伺服系统，让稀土永磁系统能力更加提高，可智能地利用功图实现调频、调冲次甚至调平衡辅助决策等。还可实现井口RTU的革命，将井口所有的RTU收纳为一个整体装置，减少井场负担，净化井口环境，提高井场的安全性。最终希望确实地完成真正意义的井场无人值守和彻底地改变井场、油田的“两化”融合背景下的新型数字油田的管理模式。

图1安装了抽油机智能采集控制装置的油井正在试验工作中

图2油田物联网RTU集成伺服拖动系统与“退休”的易烧坏的电机

图3特种电机---稀土永磁电动机（替代传统电机，重量轻、不易烧坏，节电效果好）