技術(shù)頻道

娓娓工業(yè)
您現(xiàn)在的位置: 中國傳動網(wǎng) > 技術(shù)頻道 > 應(yīng)用方案 > 菱科變頻器在游梁式抽油機(jī)控制中的應(yīng)用

菱科變頻器在游梁式抽油機(jī)控制中的應(yīng)用

時間:2007-04-27 23:11:00來源:leidapeng

導(dǎo)語:?抽油機(jī)在我國石油開采有重要的地位。
前言: 我國的油田多為低滲透的低能、低產(chǎn)油田,不像中東的油田那樣具有很強(qiáng)的自噴能力,大部分油田要靠注水壓油入井,再靠抽油機(jī)把油從地層中提升上來。以水換油、以電換油是我國油田的現(xiàn)實,電費(fèi)在我國的石油開采成本中占了很大比例。因此,石油行業(yè)十分重視節(jié)約電能。 在我國的石油開采中,機(jī)械采油井占絕大多數(shù),其中有桿采油(有桿抽油井)占總機(jī)械采油的90%以上。全國產(chǎn)油量70%以上靠有桿抽油機(jī)來完成。其能耗已占油田能耗的三分之一。全國每年耗電約四十二億人民幣。由于各油田每年要有幾千口新井投入生產(chǎn), 連同原有設(shè)備更新,每年要新增幾千臺抽油機(jī)。抽油機(jī)在我國石油開采有重要的地位。 目前,在油田采用的抽油設(shè)備中,以游梁式抽油機(jī)最為普遍,數(shù)量也最多。2003年,勝利油田某采油廠采用變頻器對抽油機(jī)實施改造油井泵效率顯著提高,日均增油2噸,節(jié)電率達(dá)到30%以上,下面簡單介紹節(jié)能改造的原理和操作方案。 游梁式抽油機(jī)工作原理 它的動作原理是由交流電動機(jī)恒速運(yùn)轉(zhuǎn)拖動抽油泵,沿著重力作用方向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動,從而把原油從數(shù)百至數(shù)千米的井下抽到地面。分析其負(fù)載特性可知其慣量較大,而不同的油井的粘度大小又很不同,當(dāng)油的粘度較大時,泵的效率也變低,往往啟動也很困難。該負(fù)載又是周期負(fù)載,上升、下降行程負(fù)載性質(zhì)亦不同,下降時尚帶有位勢負(fù)載性質(zhì)。為適應(yīng)這些復(fù)雜的工況,抽油機(jī)的配置及其實際工作狀態(tài)往往只能是大馬拉小車。游梁式抽油機(jī)運(yùn)動為反復(fù)上下提升,一個沖程提升一次,其動力來自電動機(jī)帶動的兩個重量相當(dāng)大的鋼質(zhì)滑塊,當(dāng)滑塊提升時,類似杠桿作用,將采油機(jī)桿送入井中;滑塊下降時,采油桿提出帶油至井口,由于電動機(jī)轉(zhuǎn)速一定,滑塊下降過程中,負(fù)荷減輕,電動機(jī)拖動產(chǎn)生的能量無法被負(fù)載吸引,勢必會尋找能量消耗的渠道,導(dǎo)致電動機(jī)進(jìn)入再生發(fā)電狀態(tài),將多余能量反饋到電網(wǎng),引起主回路母線電壓升高,勢必會對整個電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊,導(dǎo)致電網(wǎng)供電質(zhì)量下降,功率因數(shù)降低的危險;頻繁的高壓沖擊會損壞電動機(jī),造成生產(chǎn)效率降低、維護(hù)量加大,極不利于抽油設(shè)備的節(jié)能降耗,給企業(yè)造成較大經(jīng)濟(jì)損失。游梁式抽油機(jī)引入兩個大質(zhì)量的鋼質(zhì)滑塊,導(dǎo)致抽油機(jī)的起動沖擊大等諸多問題。 除上述兩方面問題外,油田采油的特殊地理環(huán)境決定了采油設(shè)備有其獨(dú)特的運(yùn)行特點(diǎn):在油井開采前期儲油量大,供液足,為提高功效可采用工頻運(yùn)行,保證較高產(chǎn)油量;在中后期,由于石油儲量減少,易造成供液不足,電動機(jī)若仍工頻運(yùn)行,勢必浪費(fèi)電能,造成不必要損耗,這時須考慮實際工作情況,適當(dāng)降低電動機(jī)轉(zhuǎn)速,減少沖程,有效提高充盈率。 目前,對游梁式抽油機(jī)的交流變頻調(diào)速技術(shù)改造主要有以下兩個方面的優(yōu)點(diǎn): (1)提高電網(wǎng)質(zhì)量,減小對電網(wǎng)影響。這主要集中在供電企業(yè)對電網(wǎng)質(zhì)量要求較高的場合,為避免電網(wǎng)質(zhì)量的下降,需引入變頻控制,其主要目的就是減小抽油機(jī)工作過程對電網(wǎng)的影響。 (2)節(jié)能。一方面,油田抽油機(jī)為克服大的起動轉(zhuǎn)矩,采用的電動機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實際所需功率,工作時電動機(jī)利用率一般為20%~30%,最高不會超過50%,電動機(jī)常處于輕載狀態(tài),造成資源浪費(fèi)。另一方面,抽油機(jī)工作情況的連續(xù)變化,取決于地下的狀態(tài),若始終處于工頻運(yùn)行,也會造成電能浪費(fèi)。為了節(jié)能,提高電動機(jī)工作效率,需進(jìn)行變頻改造。 節(jié)能改造的實施方案 (一)、簡單降速方式:直接加裝變頻器并將電動機(jī)運(yùn)行頻率降下來,降低電機(jī)轉(zhuǎn)速,增加每個沖程的時間,達(dá)到節(jié)能效果。實際應(yīng)用中能達(dá)到15%-30%的節(jié)電效果。 (二)、變化沖程方式:經(jīng)過實測井況和油水比例,根據(jù)游梁式抽油機(jī)的運(yùn)行特性,對每個沖程中下降和提升設(shè)置不同的頻率,隨時調(diào)整電動機(jī)的轉(zhuǎn)速,抽油桿慢速下降快速提升,不僅達(dá)到節(jié)電效果,而且能夠有效地調(diào)整油水比例,提高產(chǎn)量。實際應(yīng)用中對近40臺改造后的游梁式抽油機(jī)現(xiàn)場實測,較工頻運(yùn)行時平均節(jié)電38%,如果再計算產(chǎn)油量的提高,綜合效益非??捎^。 實際應(yīng)用中容易出現(xiàn)的問題及解決方法 在實際應(yīng)用過程中出現(xiàn)了許多問題,主要集中在游梁式抽油機(jī)發(fā)電狀態(tài)產(chǎn)生能量的處理上。對于上述第一種情況,采用變頻器加能耗制動單元可較方便實現(xiàn),這是以多耗電能為代價的,主要因為發(fā)電能量不能回饋電網(wǎng)造成。在未采用變頻器時,電動機(jī)處于電動狀態(tài)時,從電網(wǎng)吸收電能;電動機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時,釋放能量,電能直接回饋電網(wǎng)的,并未在本地設(shè)備上耗費(fèi)掉。綜合表現(xiàn)為抽油機(jī)供電系統(tǒng)的功率因數(shù)較低,對電網(wǎng)質(zhì)量影響較大。但在使用普通變頻器時,情況發(fā)生了變化。普通變頻器輸入是二極管整流,能量不可反方向流動。上述這部分電能沒有流回電網(wǎng)的通路,須用電阻就地消耗,這是必須使用能耗制動單元的原因。 使用環(huán)境對變頻調(diào)速系統(tǒng)的影響不容忽視,變頻調(diào)速系統(tǒng)安裝位置大多數(shù)是野外的抽油機(jī)附近,降雨、結(jié)露、潮濕、冰凍、灰塵、昆蟲、小動物都會對變頻器造成嚴(yán)重?fù)p害,同時還要防盜。這些情況要在安裝之初就充分解決,目前大多數(shù)現(xiàn)場采用的辦法是雙層、防水防塵配電柜來解決上述問題。這樣基本上能解決野外作業(yè)的環(huán)境影響,但是同時造成散熱不良的問題,為保證正常工作,需要在變頻器容量的選擇上充分考慮。 電網(wǎng)質(zhì)量對變頻器的影響也很大,游梁式抽油機(jī)的供電線路較遠(yuǎn),電網(wǎng)容易產(chǎn)生波動,很多對電網(wǎng)穩(wěn)定要求高的變頻器會經(jīng)常出現(xiàn)過電壓或者欠電壓保護(hù),因為變頻器具備適應(yīng)電網(wǎng)波動較大場合使用的特性,所以應(yīng)用變頻器以來,雖然電網(wǎng)有較大波動(310V――430V)之間,一直能夠正常運(yùn)行。 野外安裝,防雷擊也是重要方面,在安裝時要注意設(shè)置避雷裝置。 【結(jié)論】:變頻技術(shù)因其節(jié)能、利于提高工藝水平、方便構(gòu)成自控系統(tǒng)的優(yōu)勢,在各個行業(yè)得到越來越過廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用變頻調(diào)速是企業(yè)提高工藝水平、節(jié)能挖潛、增加效益的重要途徑,今后必將得到更廣泛的應(yīng)用,為企業(yè)創(chuàng)造巨大的效益。

標(biāo)簽:

點(diǎn)贊

分享到:

上一篇:變頻調(diào)速技術(shù)在氧化鋁輸送系...

下一篇:微能WIN-V63矢量控制變頻器在...

中國傳動網(wǎng)版權(quán)與免責(zé)聲明:凡本網(wǎng)注明[來源:中國傳動網(wǎng)]的所有文字、圖片、音視和視頻文件,版權(quán)均為中國傳動網(wǎng)(m.u63ivq3.com)獨(dú)家所有。如需轉(zhuǎn)載請與0755-82949061聯(lián)系。任何媒體、網(wǎng)站或個人轉(zhuǎn)載使用時須注明來源“中國傳動網(wǎng)”,違反者本網(wǎng)將追究其法律責(zé)任。

本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明其他來源的稿件,均來自互聯(lián)網(wǎng)或業(yè)內(nèi)投稿人士,版權(quán)屬于原版權(quán)人。轉(zhuǎn)載請保留稿件來源及作者,禁止擅自篡改,違者自負(fù)版權(quán)法律責(zé)任。

網(wǎng)站簡介|會員服務(wù)|聯(lián)系方式|幫助信息|版權(quán)信息|網(wǎng)站地圖|友情鏈接|法律支持|意見反饋|sitemap

傳動網(wǎng)-工業(yè)自動化與智能制造的全媒體“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新服務(wù)平臺

網(wǎng)站客服服務(wù)咨詢采購咨詢媒體合作

Chuandong.com Copyright ?2005 - 2024 ,All Rights Reserved 深圳市奧美大唐廣告有限公司 版權(quán)所有
粵ICP備 14004826號 | 營業(yè)執(zhí)照證書 | 不良信息舉報中心 | 粵公網(wǎng)安備 44030402000946號