抽油機專用變頻節(jié)能技術應用研究

高嶺 張偉

摘要：隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展與進步，油田企業(yè)的生產(chǎn)水平也達到了一個新的高度，抽油機是整個石油開采工作中耗能比較大的生產(chǎn)設備，在進行開采工作時，其工作情況是隨著供液量的變化而改變的，一旦出現(xiàn)問題，將會浪費很多電能。本文主要對抽油機專用變頻節(jié)能技術進行研究，介紹了抽油機在進行節(jié)能改造的過程中，變頻器的應用情況。在改造之后，使抽油機能夠高效的運行，從而達到提高生產(chǎn)水平與節(jié)能降耗的目的。

關鍵詞：抽油機;變頻器;節(jié)能技術

在進行開采工作時，抽油機是通過電動機來實現(xiàn)減速器驅動的，能夠有效的帶動連桿機構，使驢頭能夠實現(xiàn)上下擺動工作，在驢頭進行擺動的過程中，會在抽油桿的帶動下，使得活塞泵能夠正常運作，以此來實現(xiàn)整個抽油過程。在抽油機進行開采工作的過程中，會產(chǎn)生一定的負載效應，對減速器的經(jīng)扭矩也會造成一定的影響，這樣的情況主要反映在電動機上，具體表現(xiàn)為電流的變化較大。據(jù)抽油機的平衡裝置主要表現(xiàn)來看，對于扭矩的要求較高，即使在靜止的狀態(tài)下也能夠有效的啟動。為了能夠實現(xiàn)這項目標，在選擇電機設備的過程中，需要格外的重視電機的額定功率，保證能夠滿足對于額定功率的要求，在啟動后能夠使電機在輕載的狀態(tài)下工作。在這樣的情況下，電機的效率大約在50%，其功率的因數(shù)則約為0.4左右，存在著能源浪費的情況，因此，需要對其進行有效的節(jié)能規(guī)劃。在具體的節(jié)能處理過程中，可以分為兩個方面進行考慮，一是從電機的自身進行考慮，有效的提升電機的符合率與效率。二是從系統(tǒng)的層面進行考慮，改變電機的機械特性，在抽油機、抽油泵、抽油桿有著較高配合度的情況下，提升系統(tǒng)效率。通過對比以上兩種情況發(fā)現(xiàn)，第二種改善方式更有潛力，在抽油機中假裝變頻技術，不僅可以使抽油機、抽油泵與抽油桿之間有著較高的被合度，還可以在有效提升自動化系統(tǒng)的情況下，對工作人員的工作量進行減少，在實現(xiàn)節(jié)能降耗的情況下是經(jīng)濟收益更上一層。

1 抽油機專用變頻節(jié)能技術的改造方案

1.1 改造難點

在對抽油機進行改造的過程中，所存在的難點主要有：①在其循環(huán)單一的工作過程中，有著兩次發(fā)電的狀態(tài)。在這時，如果沒有及時的做好有效措施，很有可能引起變頻器故障。②由于該項技術對設備的轉矩有著一定的要求，所以，在開啟抽油機時，如果沒有對變頻器的參數(shù)進行有效的設置，極有可能出現(xiàn)過流或者不能啟動的情況。

1.2 變頻節(jié)能技術的主要改造方案

在抽油機中應用到變頻器主要有以下特點：根據(jù)抽油機的在和特點與工作特點，嚴格的按照工作的標準進行設計，實現(xiàn)對抽油機的改造工作，可以將防雷裝置、抗干擾裝置等設備繼承在變頻器中，以此來提升設備的整體可靠性。抽油機在進行生產(chǎn)工作時為交變載荷，在變頻器中有著一定程度的控制作用，在對原有的特性進行轉換的情況下，能夠使其根據(jù)開采的情況自動進行調(diào)節(jié)。與此同時，隨著抽油機的動態(tài)頻次進行速度調(diào)節(jié)，從而達到增加產(chǎn)量的同時也能保證節(jié)能的效果。變頻節(jié)能技術能夠在抽油機運作的過程中進行沖程與頻次的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對抽油機的沖次進行調(diào)節(jié)的同時，也能對抽油泵進行一定程度的調(diào)整，在提升抽取效率的情況下使原有的產(chǎn)量有所提升，在減少電機功率的情況下減少耗能度。在使用變頻技術的過程中，通過應用位置傳感器，可以有效的對變頻器不同頻率的電流進行控制，使抽油機的上下沖程在轉速不動的情況下，對其進行調(diào)節(jié)。除此之外，也能對每個沖程的速度根據(jù)實際的要求進行調(diào)節(jié)，以此來提升抽油泵的充滿度。而在通過適當?shù)奶嵘渖舷滦谐?，則可以在有效減少漏失系數(shù)的情況下，達到增產(chǎn)的效果。

2 抽油機專用變頻節(jié)能技術時的注意事項

在對抽油機進行變頻改造的過程中，需要對以下幾點進行格外的注意，①在進行變頻改造工作時，按照抽油機大轉矩的特點，做好提升抽油機轉矩曲線的設計，從而達到工作需求，如果沒有設置好抽油機轉矩曲線的提升設計，將導致電流增大。②當抽油機的滑塊裝置下降時，其負荷將會不斷的降低，并且，會導致電機再生發(fā)電。當電能進入變頻器之后會轉換成直流，提升母線的電壓。在這樣的情況下，需要控制要電壓，如果電壓過高，將會導致設備的主要器件損壞，例如電解電容與功率模塊等。對此，需要施加制動回路，在及時釋放再生電壓的情況下，是的主要器件在安全的電壓中進行工作。③由于抽油機的工作環(huán)境一般情況下是比較惡劣的，而且普遍處于無人看守的狀態(tài)。因此，對于變頻器適應環(huán)境的能力與可靠性有著極高的要求。面對這樣的情況，在選擇變頻器的時候就需要根據(jù)實際的環(huán)境進行選擇，與此同時，需要做好雙層式控制柜的設計工作，在其中加入自動的控制系統(tǒng)。在溫度過高是，自動啟動冷風系統(tǒng)，排除控制柜內(nèi)的熱量。在溫度過低的情況下，則自動進行加熱，從而達到變頻器能夠在理想溫度下進行工作，同時，尤為控制柜的雙層式結構，也使其避免了長時間的陽光直射。

3 抽油機專用變頻節(jié)能技術時的應用效果

相比于傳統(tǒng)的抽油機，加入變頻節(jié)能技術的抽油機有著以下特點：①在運行過程中，實現(xiàn)了抽油機軟啟動方式，在大程度的降低了啟動電流的情況下，延長了設備的使用壽命。②有效的提升了電機的功率，在降低損耗的基礎上減輕了變壓器與電網(wǎng)的運行負擔。③通用性較強，對于油井不同工作情況的要求達到滿足，而且，能夠調(diào)整抽油機動態(tài)參數(shù)的情況下，對原生產(chǎn)水平進行提升。④變頻器有著過壓、失速以及短路等功能，以精確可靠的方式對電機進行保護。⑤在科學的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，對抽油機的沖程進行無極調(diào)節(jié)，⑥操作方便可以直接通過控制面板進行有關參數(shù)的設定與調(diào)節(jié)，而且方便掌握。

4 結束語

在我國社會經(jīng)濟全面發(fā)展的新形勢下，我國的油田企業(yè)的生產(chǎn)水平也在不斷的發(fā)展與進步，與此同時，我國的油田企業(yè)也面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。綜上所述，抽油機專用的變頻節(jié)能技術，不僅可以提高工作效率、提升產(chǎn)量，同時，也能夠有效的做好節(jié)能降耗工作，對電機與相關設備起到一定的保護作用。這項技術有著非常廣泛的應用前景，現(xiàn)代社會中，能源逐漸緊張，是我國十分重視的問題，憑借著變頻器獨特的便捷操作方式，與節(jié)能降耗的特點，在以后發(fā)展的道路上，一定能夠取得良好的技術成就。

參考文獻：

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