游梁式抽油機，俗稱磕頭機（如圖1），主要通過馬達驅動連桿機構，以驢頭帶動抽油桿上下往復運動，來驅動地下的抽油泵帶動活塞，將油井中的原油抽至儲油箱。磕頭機因為架構簡單、操作方便，普遍應用于油田采油作業。然而，傳統磕頭機的馬達是在固定頻率與轉速下運轉，容易造成效率低、能耗大、機械磨損嚴重等問題。隨著科技的進步和節能環保理念深入人心，如何提高抽油機采油效率，同時降低能耗及生產成本，成為油田在石油生產中關注的重要課題。
圖1 游梁式抽油機結構示意圖
針對游梁式抽油機在采油過程中存在的問題，以“環保 節能 愛地球”為經營使命的臺達，運用自身的工業自動化和節能技術，推出了游梁式抽油機自動化解決方案。方案有效整合了臺達人機界面、PLC、變頻器、工業級以太網絡交換器、SCADA工業組態軟件等工業自動化產品，建構一套兼具節能和遠程監控的自動化系統，系統架構如圖2所示。日前，該方案已經成功應用于某大型油田，并取得顯著效果。
圖2 臺達游梁式抽油機自動化解決方案架構圖
方案通過臺達PLC DVP系列，控制交流馬達變頻器C2000系列的啟停和運轉頻率，以調節抽油桿上下沖程抽油的頻率與時間，抽油桿上的負載傳感器再將實際壓強反饋到控制器，從而使磕頭機的運作能搭配抽油桿負荷，保證每次上下沖程的循環都能抽到油，減少低效甚至無效抽取動作。運用這樣的系統架構，結合油井抽油狀態的回饋，讓變頻器自動調節抽油機馬達轉速，從而提高抽油機運行效率，實現油井節電率達20%以上，有效降低了電費開支。
同時， DVP系列也可將變頻器的狀態(包括運行數據、電流等），通過臺達工業級以太網絡交換器DVS系列遠程傳輸到人機界面和SCADA工業組態軟件DIAView系列，進行整個系統的實時監控。操作人員可在遠程控制室進行監控，節省定時到油井采油現場對機械或驅動器參數進行微調的時間。若發生故障，也可及時發現問題，快速進行維護，降低停機時間。
臺達的游梁式抽油機自動化解決方案為客戶提供穩定的系統監控和管理功能，以及高效自動化控制功能，解決了油田磕頭機工作效率低及磨損嚴重、能耗高、無法遠程集中管理等的問題，并節省整體系統建構成本，確保了油田高質量、高效率的采油和系統穩定運行。
