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變頻器在游梁式抽油機控制中的應(yīng)用 |
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目前,對游梁式抽油機的交流變頻調(diào)速技術(shù)改造主要有以下兩個方面的優(yōu)點: (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工作過程對電網(wǎng)的影響。 (2)節(jié)能。一方面,油田抽油機為克服大的起動轉(zhuǎn)矩,采用的電動機遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實際所需功率,工作時電動機利用率一般為20%~30%,最高不會超過50%,電動機常處于輕載狀態(tài),造成資源浪費。另一方面,抽油機工作情況的連續(xù)變化,取決于地下的狀態(tài),若始終處于工頻運行,也會造成電能浪費。為了節(jié)能,提高電動機工作效率,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運行頻率降下來,降低電機轉(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)游梁式抽油機的運行特性,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現(xiàn)場實測,較工頻運行時平均節(jié)電38%,如果再計算產(chǎn)油量的提高,綜合效益非常可觀。 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,電動機處于電動狀態(tài)時,從電網(wǎng)吸收電能;電動機處于發(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)備上耗費掉。綜合表現(xiàn)為抽油機供電系統(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,一直能夠正常運行。

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