抽油機(jī)變頻控制柜在采油管理中的應(yīng)用

姜國(guó)思(中油遼河油田分公司遼興油氣開(kāi)發(fā)公司，遼寧 盤(pán)錦 124010)

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻技術(shù)也在不斷發(fā)展進(jìn)步，在油田等工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。變頻技術(shù)是指將模糊控制技術(shù)、信息技術(shù)和變頻調(diào)節(jié)速度等技術(shù)相結(jié)合，從根本上實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。本文主要闡述了變頻技術(shù)在采油以及增產(chǎn)兩方面的原理機(jī)制，并分析了變頻技術(shù)的應(yīng)用效果。

1 采油管理中抽油機(jī)變頻控制柜節(jié)能原理

1.1 變頻柜工作原理

現(xiàn)今，抽油機(jī)變頻控制柜的節(jié)能技術(shù)已經(jīng)能夠吸收電容和制動(dòng)電阻，還可回饋制動(dòng)等各種各樣的方法，用這些方法就可以輕易實(shí)現(xiàn)對(duì)再生能源的處理。在抽油機(jī)工作過(guò)程中，主要有以下兩種工作狀態(tài)。第一，當(dāng)抽油機(jī)上電動(dòng)機(jī)中的驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置能從電網(wǎng)中獲取一定的電能。第二，抽油機(jī)在運(yùn)行時(shí)會(huì)釋放能量，抽油機(jī)中的發(fā)電原理是充分利用機(jī)械裝置。這兩種形式的工作狀態(tài)能夠說(shuō)明抽油機(jī)是可以通過(guò)能量轉(zhuǎn)換來(lái)工作的，而抽油機(jī)的能量轉(zhuǎn)換就是把勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能，然后再進(jìn)行使用。在變頻控制柜的工作中，有一種相對(duì)比較高級(jí)的方式是回饋制動(dòng)，經(jīng)過(guò)節(jié)能改造后，工作中將變頻柜和永磁電機(jī)相結(jié)合，可以較大程度提高系統(tǒng)節(jié)能的效率，通過(guò)新的工作方法，最高可節(jié)能百分之六十以上。

1.2 變頻柜增產(chǎn)原理

以前抽油機(jī)的兩種工作狀態(tài)均需要能量轉(zhuǎn)換，很容易造成電能的損耗，而變頻控制柜技術(shù)能夠直接傳遞能量，減少能量損耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。在變頻控制柜增產(chǎn)中，是將頻率調(diào)至三個(gè)狀態(tài)，最高、最低和正常。然后把載荷降低至最小，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)示功圖的分析和處理，但需要對(duì)載荷實(shí)施實(shí)時(shí)采集。而變頻柜的應(yīng)用，就是要實(shí)現(xiàn)上部快、下部慢的狀態(tài)，要把頻率在最低和最高的一整段中進(jìn)行分段工作，能夠降低空耗產(chǎn)生的概率，極大地提高了泵的運(yùn)行效率。

1.3 電動(dòng)機(jī)節(jié)能降耗原理

電動(dòng)機(jī)在工作過(guò)程中，運(yùn)行效率與負(fù)荷率密切相關(guān)。電動(dòng)機(jī)功率不同，運(yùn)行效率也不同。而電動(dòng)機(jī)功率和效率又同時(shí)會(huì)受到負(fù)載荷的極大影響，而且負(fù)載荷存在著臨界值，如果實(shí)際負(fù)荷率大于或等于臨界負(fù)荷率，負(fù)載荷對(duì)功率影響較大，導(dǎo)致功率降低。因此，如果想要實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果，就需要提高臨界負(fù)荷率，通常電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率一般都在在70%以上。

2 抽油機(jī)變頻控制優(yōu)點(diǎn)及效果

目前雙變頻技術(shù)廣泛應(yīng)用于抽油機(jī)的能量回饋智能變頻控制柜中，雙變頻技術(shù)與以往的變頻控制柜相比存在著較大差異，因?yàn)樵摷夹g(shù)可以實(shí)現(xiàn)電能的可再生轉(zhuǎn)換。雙變頻技術(shù)經(jīng)過(guò)對(duì)調(diào)速器的調(diào)節(jié)之后，然后設(shè)定降低變頻控制柜的頻率即輕松達(dá)到節(jié)能效果。這種雙變頻技術(shù)與普通變頻柜最大的區(qū)別就是雙變頻技術(shù)是一個(gè)與電網(wǎng)和電源不同相位交流正弦波，而普通變頻柜只是返回變頻器直流環(huán)節(jié)，而交流正弦波每次通過(guò)濾波之后就會(huì)把電能反饋回電網(wǎng)，然后進(jìn)行再生利用。

改造后，抽油機(jī)能量回饋智能變頻控制柜具有軟啟動(dòng)和停止功能，而且控制柜可以大大減少電纜的絕緣和老化問(wèn)題，最大限度的延長(zhǎng)了設(shè)備整體的維修周期和設(shè)備的使用壽命。對(duì)于過(guò)流、過(guò)載、過(guò)壓、短路、缺相以及三相不平衡等問(wèn)題都有保護(hù)功能。另外變頻控制柜的能量能夠回饋給電網(wǎng)，這樣可以大大提高設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益，安全可靠。抽油機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行速率降低也是控制柜技術(shù)改造后的一大特點(diǎn)，這樣就可以減輕傳動(dòng)以及運(yùn)動(dòng)部分的長(zhǎng)期磨損和疲勞。而且控制柜還具有工頻旁路系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際需要運(yùn)行，通過(guò)此運(yùn)行來(lái)保障日常的正常生產(chǎn)。因此，抽油機(jī)的能量回饋智能變頻控制柜的技術(shù)改造，既節(jié)省了大量能源，又增加經(jīng)濟(jì)效益。

總的來(lái)說(shuō)，變頻控制柜技術(shù)改進(jìn)后，運(yùn)行更加可靠，同時(shí)也更加延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，新的變頻技術(shù)有效的實(shí)現(xiàn)了節(jié)能效果。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，若要進(jìn)一步提高游梁式抽油機(jī)的節(jié)能效果，使其節(jié)能效果更加顯著，需要從以下兩方面解決:首先需要改善現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性,使其能夠與抽油機(jī)的負(fù)載特性相匹配,從而提高整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。其次，加快四象限型變頻器的研制，利用該變頻器將電動(dòng)機(jī)全部發(fā)電狀態(tài)回饋給電網(wǎng)。目前游梁式抽油機(jī)在電動(dòng)機(jī)節(jié)能方面還存在很多問(wèn)題需要解決，電動(dòng)機(jī)節(jié)能效果并不太理想，還需各方面做出更多的努力。

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