由于潛油電泵是在戶外(海上)使用,其工作環(huán)境及其配電設(shè)備的工作環(huán)境都比較惡劣;而采油作業(yè)對(duì)采油設(shè)備的可靠性又要求很高,故在實(shí)際使用共用交流母線的變頻系統(tǒng)時(shí)應(yīng)增設(shè)工頻備用系統(tǒng)(既變頻—工頻雙回路系統(tǒng))或在原工頻系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加裝變頻系統(tǒng),這樣工頻系統(tǒng)與變頻系統(tǒng)可互為備用,既便是在變頻系統(tǒng)故障或檢修的狀態(tài)下對(duì)采油作業(yè)的影響也不大,從而提高了采油設(shè)備(系統(tǒng))的安全可靠性。
一、 設(shè)備選型:
1、除指定配件外,全選用進(jìn)口器件
2、每臺(tái)油井用一臺(tái)變頻器,配上工頻回路,做成一體化變頻柜。
變頻器規(guī)格:輸入電壓為:3AC 1140V+15%,輸出功率75KW。
二、 供電方式:
采用變壓器-整流器的供電方式雙回路接線:
為確保系統(tǒng)的安全可靠,在變頻器、整流器發(fā)生故障或進(jìn)行檢修時(shí)確保其它油井的正常運(yùn)行生產(chǎn),本控制系統(tǒng)采用變頻-工頻雙回路接線方式,在保留原工頻系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加裝變頻系統(tǒng),具體作法如圖所示。
說明:
1、 變壓器的容量為所有潛油電泵電機(jī)容量之和的1.3倍。
2、 共用交流母線電壓為:1140VAC
3、 逆變器的容量與磕頭機(jī)電機(jī)容量相同或稍大。
4、 確保工頻與變頻的相序一致。
抽汲參數(shù)優(yōu)化控制及節(jié)電增效原理
由于不同地域,不同油井及井深、油液面、油粘度的不同,要求潛油電泵有不同的合理抽汲參數(shù)。通常,當(dāng)潛油電泵的參數(shù)一定后,采用改頻率(電機(jī)轉(zhuǎn)速或傳動(dòng)比)的方法來調(diào)節(jié),這樣不但能省電,達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益,而且電機(jī)能零電流起動(dòng),對(duì)電機(jī)的保護(hù)全面。
由于潛油電泵屬變負(fù)載類負(fù)載,即電機(jī)在起動(dòng)時(shí)需較大轉(zhuǎn)矩,而停止時(shí)則負(fù)荷很重。電機(jī)則處于電(磁)能泄放狀態(tài),軟停止對(duì)防止油下沖有明顯的作用,油泵不會(huì)被打壞。
投資與節(jié)能
變頻系統(tǒng)的初次投資容易給投資者一種投資高風(fēng)險(xiǎn)大的感覺,這主要是對(duì)變頻節(jié)能效果不很了解或?qū)⒆冾l系統(tǒng)的初次投資與傳統(tǒng)的一些調(diào)速方式,如:液力藕合、滑叉電機(jī)、變級(jí)調(diào)速等調(diào)速裝置的初次投資在未充分考慮節(jié)能效果及變頻器功能的情況下進(jìn)行比較,以及對(duì)變頻器的質(zhì)量、穩(wěn)定性、售后服務(wù)等還不太了解的感覺;變頻節(jié)能系統(tǒng)(裝置)在各類調(diào)速系統(tǒng)中使用時(shí),其節(jié)能效果對(duì)于單臺(tái)設(shè)備可做到15-75%,在未受到其他因素的影響的情況下一般可取上限;節(jié)能效果平均值是由實(shí)際應(yīng)用中得到,權(quán)威性數(shù)據(jù)可由市場(chǎng)上公開出售的資料(書)查到;通過這些數(shù)據(jù)再進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的投資回收率的計(jì)算可知;變頻節(jié)能系統(tǒng)(裝置)的投資回收期一般為4-20個(gè)月(這是經(jīng)驗(yàn)值也是權(quán)威數(shù)據(jù))。
按油田采油廠采油方式的不同需求,同時(shí)生產(chǎn)660V至1140V電壓等級(jí)的中壓變頻器。單機(jī)容量37KW~630KW供用戶選擇,特別適合井深超過1300M以上的深井電潛泵使用。
該產(chǎn)品安裝、使用方便,保護(hù)功能完善,尤其是欠電流保護(hù)(既輕載自動(dòng)關(guān)機(jī))和過電流保護(hù)(因泥砂、石塊阻塞油泵或其它機(jī)械故障過載自動(dòng)關(guān)機(jī))功能。避免和減少因空轉(zhuǎn)和卡泵造成電機(jī)損壞,停產(chǎn)檢修的極大損失,受到用戶歡迎。
由于中壓變頻器具有輸出頻率任意可調(diào)的特性,用戶可以及時(shí)、方便的根據(jù)油井產(chǎn)油量及油液面變化,調(diào)節(jié)電潛泵電機(jī)轉(zhuǎn)速,有利于油井穩(wěn)產(chǎn),節(jié)電率可達(dá)30-60%,綜合經(jīng)濟(jì)效益高。
變頻節(jié)能系統(tǒng)及生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)在各行業(yè)機(jī)電設(shè)備和生產(chǎn)線上的應(yīng)用是社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展的必然趨勢(shì),它有著早使用、早改造、早受益、快發(fā)展的特點(diǎn),它將不斷的被推廣應(yīng)用,并將為企事業(yè)的發(fā)展錦上添花,為全社會(huì)的發(fā)展添磚加瓦。
綜合效益
采油井潛油電泵是一種大慣量變化負(fù)載,所采用的拖動(dòng)設(shè)備是三相異步電機(jī),普遍存在效率低,不便調(diào)速,上下沖程不可調(diào),功率因數(shù)低等弊端。針對(duì)以上問題,我公司開發(fā)研制了invt系列產(chǎn)品及共用直流母線技術(shù),采用了先進(jìn)的控制方式控制潛油電泵運(yùn)行,達(dá)到節(jié)能、增效、增產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的效果,同時(shí)達(dá)到了電網(wǎng)優(yōu)化的目的,在國(guó)內(nèi)各油田得到廣泛的應(yīng)用。 節(jié)能增效基本原理
本控制裝置基于變頻調(diào)速原理開發(fā)而成。在潛油電泵大慣量變載工作狀態(tài)下,本控制裝置有以下幾個(gè)特點(diǎn)可以達(dá)到節(jié)能效果。
→動(dòng)態(tài)調(diào)功功能
在潛油電泵變載的工作狀態(tài)下,控制裝置以7000次/秒的速度自適應(yīng)電機(jī)的載荷,自動(dòng)改變加在電機(jī)上的端電壓,保證電機(jī)在最小電流、最低電壓即最小功率狀態(tài)下運(yùn)行,達(dá)到了節(jié)能效果,即調(diào)不調(diào)速都節(jié)能。
→動(dòng)態(tài)功率因數(shù)補(bǔ)償功能
控制裝置具有功率因數(shù)補(bǔ)償功能,可取代原有的控制柜啟動(dòng)器、補(bǔ)償器,使系統(tǒng)趨向一體化,保證電機(jī)功率因數(shù)COS∮>0.95以上,從而減小了設(shè)備損耗,減小了線損,改造了電網(wǎng),增加了裝機(jī)容量,達(dá)到了節(jié)能的目的。
→軟啟動(dòng)功能
由于電機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)時(shí),啟動(dòng)電流等于3~7倍的額定電流,因此通常在帶載電機(jī)啟動(dòng)時(shí),會(huì)對(duì)電機(jī)和供電電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊,導(dǎo)致對(duì)電網(wǎng)容量要求過高,而且啟動(dòng)時(shí)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的大電流和震動(dòng)對(duì)設(shè)備極為不利;采用本控制裝置的軟啟動(dòng)功能將會(huì)使啟動(dòng)電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于額定電流,實(shí)現(xiàn)電機(jī)真正意義上的軟啟動(dòng),達(dá)到了節(jié)能的目的。不但減少了對(duì)電網(wǎng)的沖擊,且能延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命及維修周期,減少設(shè)備維修費(fèi)用。
→本控制裝置可任意分別設(shè)定潛油電泵的速度,以適應(yīng)油井井下原油液面的變化。使?jié)撚碗姳秒S時(shí)工作在最佳運(yùn)行狀態(tài),達(dá)到增產(chǎn)、增效的目的。