抽油機（俗稱(chēng)叩頭機）是石油開(kāi)采中的必備設備。一般每個(gè)原油生產(chǎn)井都最少使用一個(gè)抽油機將蘊藏在地下（或海水中）的石油通過(guò)抽油管抽出。據不完全統計，我國陸海共有石油生產(chǎn)油井八萬(wàn)多個(gè)，也就是說(shuō)石油行業(yè)共有八萬(wàn)多臺抽油機在運行。

    抽油機的種類(lèi)繁多，技術(shù)發(fā)明有數百種。從采油方式上可分為兩類(lèi)，即有桿類(lèi)采油設備和無(wú)桿類(lèi)采油設備。有桿類(lèi)采油設備又可分為抽油桿往復運動(dòng)類(lèi)（國內外大量使用的游梁式抽油機和無(wú)游梁式抽油機）和旋轉運動(dòng)類(lèi)（如電動(dòng)潛油螺桿泵）；無(wú)桿類(lèi)采油設備也可分為電動(dòng)潛油離心泵，液壓驅動(dòng)類(lèi)（如水力活塞泵）和氣舉采油設備。目前，應用最為廣泛的是游梁式豎井抽油機采油系統，該系統由三部分組成，即地面部分——游梁式抽油機，它由電動(dòng)機、減速箱和四連桿機構（包括曲柄、連桿和游梁）等組成 ；井下部分——抽油泵（包括吸入閥、泵筒、柱塞和排出閥等），它懸掛在套管中油管的下端，可分為桿式泵和管式泵；聯(lián)接地面抽油機和井下抽油泵的中間部分——抽油桿柱，它由一種或幾種直徑的抽油桿和接箍組成。

    工藝原理

    梁式曲柄平衡抽油機一般多見(jiàn)的有兩種，即梁式曲柄平衡抽油機和異型梁式曲柄平衡抽油機，但其組成部分大致相同，一般其組件可分為抽油桿、拖動(dòng)電機、平衡重鐵塊、油梁、旋轉軸、凸輪傳動(dòng)機構、傳送皮帶、安裝支架八大部分。梁式曲柄平衡抽油機的每個(gè)抽油周期可分為上提抽油桿、下放抽油桿、從上提抽油桿轉換為下放抽油桿、從下放抽油桿轉換為上提抽油桿四個(gè)大的階段，每一個(gè)階段對應不同的抽油過(guò)程。

          

    抽油機的工作過(guò)程可分為上沖程和下沖程兩個(gè)階段。在上沖程，抽油泵的固定凡爾（油田井下開(kāi)關(guān)工具）打開(kāi)、排出凡爾關(guān)閉，排出凡爾上部的液體隨著(zhù)抽油桿帶動(dòng)活塞向上的運動(dòng)把產(chǎn)液托出地面，此過(guò)程完成后，由于泵體內壓力降低，地層產(chǎn)液便通過(guò)打開(kāi)的固定凡爾進(jìn)入泵體，而在下沖程，抽油泵的固定凡爾關(guān)閉、排出凡爾打開(kāi)，泵體內的液體由打開(kāi)的排出凡爾進(jìn)入泵體上部，再隨著(zhù)活塞的上升，將液體抽出，活塞這樣往復運動(dòng)，實(shí)現抽油機的抽油工作。

               

    控制功能

    抽油泵充滿(mǎn)度的有效界定  采用兩個(gè)傳感器配合工作，通過(guò)兩個(gè)傳感器測出的值進(jìn)行相關(guān)運算，從而進(jìn)行抽油泵充滿(mǎn)度的界定。兩個(gè)傳感器分別是載荷傳感器和角位移傳感器，載荷傳感器安裝在懸繩器上，測量一個(gè)沖次過(guò)程中各點(diǎn)壓力值，角位移傳感器安裝在抽油機下始點(diǎn)時(shí)曲柄對應的位置上，測量各壓力量的位置值。通過(guò)在一次抽油過(guò)程中各個(gè)位置采集到的壓力值，以沖程為橫坐標，各點(diǎn)壓力為縱坐標繪制功圖，從而判斷抽油泵充滿(mǎn)度。

          

    1.抽油機平衡度的測定  與抽油泵充滿(mǎn)度的界定方法一樣，采用電流傳感器和角位移傳感器配合工作，測定一個(gè)沖程中各個(gè)位置不同的電流值，來(lái)綜合計算抽油機的平衡度。

    2.抽油機平衡調整  根據計算得到的抽油泵充滿(mǎn)度和抽油機平衡度數值，判定是否要進(jìn)行抽油機平衡調整以及沖次調整，根據不同的平衡度數值，改變驅動(dòng)抽油主電機的變頻器的運行頻率，從而達到調整抽油機平衡和沖次的目的。

    典型配置

    針對抽油機需要監測的各種數據，采用電流、載荷、角位移以及溫度傳感器來(lái)進(jìn)行各種信號的測量，HOLLiAS LM PLC作為抽油機核心控制器，進(jìn)行各類(lèi)信號的采集和數據運算。CPU作為數據運算和存儲的核心模塊，16位分辨率的模擬量采集模塊采集電流和載荷傳感器輸出的標準電壓、電流信號，熱電阻信號采集模塊采集Pt100的輸出值，最后采用自由口編程的方式，通過(guò)CPU上的串行通訊口將數據發(fā)送至無(wú)線(xiàn)數據傳輸終端，從而將數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸至上位監控計算機。

         

    LM PLC的CPU模塊支持自由協(xié)議編程，能夠方便地與眾多的無(wú)線(xiàn)數據傳輸終端進(jìn)行連接，可以在有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )鋪設困難的情況下，將所需數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )方便地傳輸至最終數據終端。無(wú)線(xiàn)傳輸方式可以采用短信息（SMS）方式或GPRS方式。此外，模擬量信號采集模塊LM3310B，采用16位分辨率的處理芯片，使模擬量信號采集的精度非常高，完全能夠滿(mǎn)足在繪制抽油機功圖中對載荷和電流數據高精度的要求。

    HOLLiAS LM PLC在抽油機控制中的使用，使得抽油機的控制方便靈活，根據對抽油機沖次及沖程的調整，很好地起到了節能的作用，同時(shí)抽油機的效率得到很好改善，產(chǎn)油量得以大幅提高。