抽油机械的变频调速改造———抽油机械的变频调速改造

［摘要］：本文总结了近几年来风光变频器在油田抽油机械、注水泵及其它设备上采用变频改造的应用效果，分析了高、中、低变频器在应用上的复杂及难点，展示了变频器在油田改造上的前景。［关键词］： 编码器 电机 流量计 直流调速摘要：本文总结了近几年来风光变频器在油田抽油机械、注水泵及其它设备上采用变频改造的应用效果，分析了高、中、低变频器在应用上的复杂及难点，展示了变频器在油田改造上的前景。关键词：抽油机械  变频器  应用Abstract: This paper summarizes the upgrade application results of Fengguang inverters in the pump oil machinery, water pumps, and other equipments in oil field in recent years. It analyses the application complexity and the difficult point with using HV inverters, MV Inverters, has shown that the inverter control upgrade prospect in the oil field.Key words: Pump oil machinery   Inverter   Application[中图分类号]TE933    [文献标示码] B   文章编号1561-0330（2005）03-008-03 1  引言         在我国的国民经济的各行各业中，石油所起的作用越来越重要，石油、煤炭已成为我国国民经济发展的重要支柱。但是，我国的石油储量低，开采成本高，难度大，且多处于地质贫寒、盐碱度高的地带，石油的开采量已远不能适应社会发展的需要。因此降低生产成本，实现今年开采，已成为当务之急。        经过对油田的考察与调研，实现节能的最直接的手段就是采用变频调速控制。对于我国的石油机械，从我国的几大油田分析，其中传统的曲杆式磕头机所占的比例仍较大，其次潜油电泵也有相当的数量。在油田的输油系统中，大多采用高压输油泵技术。我们最早与辽河油田联合开发的高压变频器，到现在已应用与大庆油田、胜利油田、中原油田、辽河油田及青海油田的高中低压变频器，将变频技术成功的应用与抽油设备及附属设施上，获得了较好的效果。现分几个方面介绍，以期得同行业的帮助与支持。2 曲杆式抽油机2．1抽油机变频器                     曲杆式抽油机俗称磕头机，是利用曲杆的作用，靠动力的驱动，将油从1000M以下的井下带至地面。其工作过程为：用电机带动减速机，减速机带动皮带轮，皮带轮带动两个很重的钢之滑块，靠钢质滑块的旋转往复运动，依靠杠杆作用，将盛油器提上放下，而将油带出地面进入输油管道中或储油罐中，完成有抽油过程。     由于油井情况复杂，油层又较深，含沙、结蜡情况严重，油量希稠不匀，在油井的前、中、后期就需要调节抽油量，在前期，油量充足，可让充程短一些，加大出油量，提高产量，而在中后期，井下油量不足时，可将充程调长一些，减少抽油量，缓冲泥沙对抽油杆的冲击。      油田上原来的调节是靠调节皮带轮来调整充程的，这不但费时费力，有的单靠抽油工工都调节不了，更换皮带轮麻烦，更换后的充程也不一定合乎要求，需要反复调整，而且这种调节方式，电机转速不变，也浪费了电能。     我们采用变频器对这种抽油方式进行了改造，调节充程时调节电机转速代替调节皮带轮，起到了比较号的效果。在前期井中，调高电机转速，甚至超过全速（50Hz,一般调至65Hz），使抽油量加大，提高产量；在中后期井中，降低电机转速，使充程满足工况要求，即可实现充程调节。这种方式简便易行，采油工只简单的调节一下变频器频率调节旋钮即可，而且实现了节能。在前期井中，提高产量也即意味着节能，低于50Hz运行更可节约大量的能量。经实测，节电率在35％左右。      但这类变频器有一个特殊的地方应注意，在抽油机提升油时由于杠杆的作用，相应的钢质滑块要下落，这期间电机将超过同步转速而发电，回送至变频器，使变频器的工作安全受到威胁，所以要加耗能环节，将该部分能量消耗掉。     为使变频器故障时不耽误生产，可加工工频旁路，其应用示意图如图1所示。变频器运行时，开关C1和C2全部合闸，C3断开；变频器故障时C1和C2断开，C3合闸；变频器运行，C3和C1，C2联锁，不会发生合闸的情况。