| 1.12”-1.5” 通用型智能化抽油杆旋转器 |
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一、抽油杆偏磨定义及机理
◆ 所谓抽油杆偏磨集中在接箍螺母的外径与油管的接触部分—即单向、集中、多点的局部磨损。
◆ 在抽油机的工作过程中抽油杆偏磨问题普遍存在，究其原因主要有以下几个方面因数：
◆ 一是整体抽油管和抽油杆由于产生不同程度的几何变形而引起管、杆之间的摩擦。
◆ 未装扶正器。
◆ 二是产出液的成分变化（如：高含水、使磨损加重）。
◆ 三是产出液中含砂（尤其是金刚砂）危害最大 。
◆ 四是特别是斜井和水平井，由于重力的作用，抽油杆是“躺”在油管内壁上的，偏磨作用尤为显著。
◆ 抗偏磨不是没有磨损，而是将磨损从管壁上的点、线均匀分散到管壁的圆周上，让磨着点、线沿管壁圆周均匀磨损，从而达到延长井修周期的目的。
◆ 磨损是不可避免的，要攻克抽油杆偏磨问题，最直接、最有效的方法就是让抽油杆旋转起来。使磨损在节箍边缘均匀磨损，延长抽油杆使用寿命。 |
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| 二、传统抽油杆旋转器 |
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| 图 02 |
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| 二、传统抽油杆旋转器工作原理 |
◆抽油杆旋转器安装在悬绳器上板，（如采用API标准的悬绳器，则安装在座孔上），旋转器把手连接缆绳连接器，连接器另一端连接5mm缆绳，缆绳的另一端连接安全夹钳，安全夹钳安装在横梁的合适位置，当横梁下行至最低位置时，收紧缆绳至弹簧预紧位置。
◆抽油机每完成一次上下抽油动作，旋转器把手转动一个角度，蜗轮带动光杆转动一个角度。
◆把手内装有棘轮，旋转器只能单向运动。驴头向下运动，缆绳拉经，把手上行做功；驴头向上运动，缆绳松弛，把手在重力作用下向下运动，此时棘轮为“离”状态，如此往复。
把手运动原理：
如下图所示， OA
和 OB 分别代表横
梁运动的最高位
置和最低位置 ,
CF 、 DG 、 EH
分别代表钢索在
相应时刻的直线
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工作原理：抽油杆的磨损主要发生在螺纹扣（螺母）部分，当螺母壁上的某一点与油管摩擦，磨损至螺纹失效时，抽油杆脱落。这个产品设计原理就是让抽油光杆随抽油机每一个上下运动节拍转动大约5度角，光杆旋转一圈大约为72个节拍。
当驴头高点从A 运动到最低点B时，钢索的直线距离CF、DG、EH的值为:CF<DG<EH；当驴头运动到最低点B时，钢索拉紧，此时，旋转器把手已经向上运动，钢索与垂直方向呈一个角度。当驴头向上运动到A点时，钢索松弛，在重力的作用下，旋转器把手下垂。如此往复，驱动旋转器蜗轮蜗杆，使光杆旋转。 |
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| 传统抽油杆旋转器工作原理－国外使用现场 |
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| 三、全新一代通用型智能化抽油杆旋转器 |
全新一代通用型智能化抽油杆旋转器在传统经典设计的基础上，嫁接现代人工智能的部分技术，可编程计算机(PLC）。适合不同的油井，根据抽油杆扣允许最大扭矩（或使用者认为合适的扭矩）设定停止参数，转速和扭矩任意可控，编程简单，故障报警，故障代码键盘直读，且安全可靠的先进技术产品，并拥有自主知识产权，与美国同类产品相比无论在结构上还是快捷的安装、维护等方面，都领先与美国技术。
其工作原理就是在传统旋转器的把手位置，换装一套蜗轮蜗杆装置，蜗杆后面在连接一台直流无刷行星齿轮减速电机，电机受可编程工业计算机(PLC)控制，如图所示。 |
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| 四、通用型智能化抽油杆旋转器结构示意图 |
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| 通用型智能化抽油杆旋转器外形图 |
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| 五、通用型智能化抽油杆旋转器结构图 |
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| 六、通用型智能化抽油杆旋转器概述 |
我们的产品“通用型智能化抽油杆旋转器”，是根据我国油田的实际状况以及国外多年的经典案例和经验，结合人工智能的技术特点设计而成。适合不同的油井，根据光杆扣允许最大扭矩(或使用者认为合适的扭矩)设定停止参数，转速和扭矩任意可控，编程简单，故障报警，故障代码键盘直读，且安全可靠的先进技术产品，并拥有自主知识产权，荣获多项国家专利。与美国同类产品相比无论在结构.上还是快捷的安装、维护等方面，都领先与美国技术。
◆光杆穿过旋转器中间孔，安装在悬绳器上，光杆夹夹紧光杆（光杆夹也可用不同于视图中的其他种类）安放在芯轴平面上。
◆芯轴上装有一组二级蜗轮蜗杆，蜗杆安装在基座上，二级蜗轮蜗杆减速装置的蜗杆轴端连接一级蜗轮蜗杆减速装置的蜗轮，一级蜗杆轴连接24V直流无刷行星齿轮减速电机。电机连接控制器，控制器接入24V直流电源，如图所示。
◆接通电源后，电机工作，通过行星齿轮减速器、一级、二级蜗轮蜗杆减速，使悬挂器芯轴以每小时1转的转速匀速运转。使原来在固定位置上的轴向线磨损，变成沿圆周方向的均匀面磨损。
◆控制器盒内装有24V电源和控制器（PLC），整个电拖系统由电源、控制器、直流无刷电机、键盘组成。 |
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| 控制器 (PLC) 和键盘 |
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| 控制器和键盘的连接方式
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控制器为可编程工业计算机 , 对于不同规格的光杆，螺纹扣最大 允许扭矩不同，而且差距很大。当油管转动遇到阻力大于油管 扣最大允许扭矩时，必需及时停止。因此，在使用前对控制器 进行设置，键盘代码举例如下：
n F00.15=1 恢复出厂设置
n F02.04= 限流值 需要客户根据不同的电流值设定
n F07.00=010 电流过载停机
n F07.01=100 限流百分比 100%
n F07.02=0.1 过载后 0.1s 停机
n 代码详见说明书
扭矩控制有两种模式，一种是根据国内常用光杆扣最大允许扭矩设定，另一种是根据用户自己的要求设定。第一种我 们提供根据国内常用光杆扣最大允许扭矩而制定的一份参数表，另一种我们提供一种算法，是一份 Excel 表，输入 你要求的控制扭矩，显示相应的设定参数。 |
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| 七、通用型智能化抽油杆旋转器特点 |
（一）通用性设计
通用型智能化抽油杆旋转器，适合于抽油杆径1”到1-3/4的油井，基本涵盖我国绝大部分油井。最常用的配置为1”-1.25”。该防偏磨系统是在国外成熟技术和经验基础上，根据我国油田井口连接的特点设计而成，可以直接安装在我国绝大部分悬绳器上板，并未使用API悬绳器，以适应国内油田应用。
（二）延长井修周期
◆理论上讲，面磨损的寿命是线磨损的倍数。这样更加直观的反映和解释其中的原理
以3-1/2油管和1”抽油杆为例，油管内径76，壁厚6.45。抽油杆外螺纹台肩外径50.8。假设磨损至扳手方位置时为抽油杆失效，如下图所示，磨损面积为328.44mm^2， 转换成直径减小磨损深度为T,计算如下：
3.14[25.4^2-（25.4-T）^2]=328.44 |
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| 磨穿位置及磨损面积 |
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[25.4-T]^2=25.4^2-104.6
=645.16-104.6=540.56
25.4-T=23.25
T=2.15
从计算得知，未安装旋转器之前，外螺纹台肩磨损至扳手方（抽油杆失效），相当于在安装旋转器后，台肩均匀磨损2.15MM。这样我们大致可以获得如下数据：
25.4-33.3/2=8.75；8.75/2.15=4.07.
也就是说，抽油杆寿命将延长4倍，井修工作量减少80%。 |
（三）独创的可视化设计
通用型智能化抽油杆旋转器的控制箱面部有两个LED报警灯，便于巡井人员日常检查，巡井时可以观察到旋转器的工作状态，绿灯常亮。当故障时，LED红灯闪亮。
（四）稳定可靠的工作状态
通用型智能化抽油杆旋转器工作系统具有独特的直流无刷行星齿轮减速电机+两级蜗轮蜗杆减速。具有扭矩控制设计，当超过设定扭矩时，电机停机保护。确保装置安全使用，工作稳定可靠。
（五）模块化设计
控制器、无刷直流行星齿轮减速电机、一级蜗轮蜗杆减速装置为模块化设计，可在抽油机不停机状态下实现模块组件更换，维修极为方便。
（六）防倒转设计
本装置设计为无刷直流行星齿轮减速电机为动力，在电机控制器中设定电机的旋转方向，从根本上防止油管倒转。
（七）使用寿命长
该产品设计寿命，理论上可以长期使用。当电机轴承等易损件失效时，可以在抽油机停车状态下进行快速更换模块或维修。
当机座本体腐蚀使密封或连接失效时，必须整体更换。电机为易损部件设计寿命大于10000小时，基座等根据国外使用情况可长期使用。
（八）便捷的安装和维修
通用型智能化抽油杆旋转器具有独特的模块化设计技术，到目前为止是全球唯一领先技术，使得安装和维修十分方便。部件维护维修可在放下驴头状态下更换零件，简单快捷。实现最低的维护和现场维修成本。
基于适当的培训，熟练的技工可快速安装完毕。 |
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