李鵬 牛冬梅

【摘要】油井的變頻技術(shù)，是對抽油機所運行的特點而設(shè)計和應(yīng)用的，這使得油田在發(fā)展的過程中，抽油機自身能源的消耗已得到根本改善。利用這個變頻技術(shù)，經(jīng)過傳感器技術(shù)實現(xiàn)模擬控制，變頻調(diào)速技術(shù)使得機械效率在整個過程一直保持最佳狀態(tài)。這也非常有效地消除了不必要的消耗，實現(xiàn)了節(jié)能減排的最終目的。變頻技術(shù)的利用使得抽油機實現(xiàn)了軟啟動，因此設(shè)備選型更加合理，取得了較大的經(jīng)濟效益和社會效益。

【關(guān)鍵詞】節(jié)能降耗 變頻控制柜 抽油機 油井管理 變頻技術(shù) 生產(chǎn)參數(shù)

1 概述

現(xiàn)在變頻技術(shù)的發(fā)展非常迅速，在油田的生產(chǎn)和IT業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。變頻技術(shù)原理結(jié)合了信息技術(shù)、模糊控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)和變頻調(diào)速技術(shù)等現(xiàn)代高新轉(zhuǎn)換技術(shù)，使油田在開發(fā)過程中抽油機能源消耗得到根本改善。再通過傳感器技術(shù)來實現(xiàn)模擬控制機械采油的效率使它在運行過程中始終保持著最佳的狀態(tài)，有效地杜絕設(shè)備的空消耗，實現(xiàn)節(jié)約能源的目的。使用該技術(shù)還實現(xiàn)了抽油機的軟啟動，讓設(shè)備選型更加合理，在油田開發(fā)的過程中具有更廣泛的推廣空間。

2 采油管理

管理是企業(yè)發(fā)展永恒的主題。對于油田也是如此，在一定程度上加強石油生產(chǎn)方面的管理，可以看在盒底的釆油成本，提高原油采收率的整體發(fā)展利益，這是各單位的每個部門必須實現(xiàn)的管理目標(biāo)。采油單位想降低成本和提高效率，就需要從成本的來源、技術(shù)創(chuàng)新、控制過程、制度創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和人員素質(zhì)培訓(xùn)等許多方面進行。然而，采油單位最傳統(tǒng)的觀念是要逐層的去分解油的產(chǎn)量目標(biāo)及成本，這樣做是為了能通過逐層分解比較大的宏觀工程，加強各級管理工作，以引導(dǎo)社會各階層的生活。同時強調(diào)不能只注重宏觀目標(biāo)的理念是非常重要的，每一個級別的管理人員都必需對自身的工作有安排性、檢查性、計劃性及總結(jié)性。

3 變頻柜在油井節(jié)能、增產(chǎn)運行中的機理

一直以來，對于抽油機節(jié)能方面的實驗做了很多的研究工作，同時也作出了不可估量的貢獻。普通電機的變頻器可以減小電池的容量，提高電機的負荷量，使變頻器輸入的功率接近1，而且還會改變它的上下沖程。所以，這也是在改善抽油機的系統(tǒng)配置。在這些實驗中，無論是在電動機的能力上還是系統(tǒng)的配置上，目的都只一個，就是要高效節(jié)能。發(fā)電時，它可以通過電阻的回饋把發(fā)電的能量釋放掉。還有就是，一次性投資太大，現(xiàn)場不容易管理，不僅如此，變頻器本身也存在一定功率損耗的情況，它的諧波會在一定程度上對電網(wǎng)產(chǎn)生影響，這是不可避免的。因此，使電動機附加的損耗增加。

3.1 工作原理

目前各種抽油機變頻柜在處理可再生電能源的方法有吸收電容、制動電阻、再生制動等。更先進的方法是使用再生制動將部分電能量反饋回電網(wǎng)。當(dāng)抽油機的能量被反饋到智能變頻控制柜中后，能夠在電動機驅(qū)動抽油機工作的過程中由主變頻器從電網(wǎng)中吸收電能量。而在油井釋放能量時，則由回饋變頻器把這部分能量轉(zhuǎn)變?yōu)榕c電網(wǎng)的電壓同相同的正弦波，然后經(jīng)過過濾后回饋給電網(wǎng)。實踐證明，其效果是非常明顯的，節(jié)能率可高達30%至60%。

3.2 增產(chǎn)原理

動態(tài)設(shè)置是采取輸入最低頻率、正常頻率和最高頻率的方法，利用最小的載荷完成最大的工作量，根據(jù)當(dāng)時采集的載荷以及示功圖進行分析處理的。在同—個沖程里采集的載荷大于它的最小載荷，抽油機按正常的頻率運行，如果采集的載荷小于它的最小載荷，變頻柜將會在它的最高頻率和最低頻率之間分成很多段運行。對于那些上下不平衡的油井，控制抽油機會按照不同的頻率運行，最終達到上快、下慢的運行目的，能減少空抽，提高泵效率，從而達到節(jié)約能源，提高原油的產(chǎn)量。

4 抽油機變頻控制柜在采油管理中的應(yīng)用及其優(yōu)點

采油管理中的智能變頻控制柜應(yīng)用到了雙變頻技術(shù)，它能實現(xiàn)抽油機中的傳遞的優(yōu)化和能量的轉(zhuǎn)化。一般變頻控制柜和此類變頻控制柜有著比較大的差異，它可以再次返回到變頻器的直流環(huán)節(jié)中的擁有可再生特性的電能轉(zhuǎn)化，并且它和電網(wǎng)的電源具有相同的同步交流正弦波，以及使用濾波，把這種可再生的電能傳給電網(wǎng)，提供給它利用。此外，還要將電磁調(diào)速電機進行一系列的改造，經(jīng)過對它的調(diào)速器的速度進行設(shè)定和調(diào)整，把它的范圍調(diào)到最大檔，并且把變頻器的頻率調(diào)低，提高節(jié)能效果和運營效率。

抽油機的變頻控制柜在采油管理中有以下優(yōu)點：第一；對過壓、短路、過載、過流、三相不平衡有保護的功能。第二；軟停止、軟啟動，減少工頻啟動引起的電纜和電機的絕緣老化，能延長設(shè)備的使用壽命和維修周期。第三；可靠安全，可以減小抽油機全部系統(tǒng)的運行速度，以減輕運動、傳輸部分的磨損和疲勞。第四；電網(wǎng)的能量可以得到回饋，使它的經(jīng)濟效益得到了增加。第五；有工頻旁路系統(tǒng)做備用，能夠依據(jù)不同的需求來轉(zhuǎn)換工頻旁路的運行，以確保生產(chǎn)的正常進行。運用了這個能量回饋系列的抽油機，使得智能變頻控制柜在節(jié)約能源方面取得了很好的效果，通過對一些油井中調(diào)速的電機進行改造后，對比測試之前和之后的節(jié)電率是31.5%。為了進一步提高游梁式抽油機的節(jié)約能源效果，某些情況下，應(yīng)該對現(xiàn)有的電動機的機械特性進行改善的方面入手，使抽油機的機械特性與負載特性相互協(xié)合。再者，是要研制一個四象限的變頻器，能夠使電網(wǎng)得到電動機所發(fā)的電的回饋。現(xiàn)在仍然有許多存在于游梁式的抽油機節(jié)能方面急待解決的問題，電機的節(jié)能情況還不是很理想的，還需要在各方面作出更多的努力。

5 節(jié)能效果

這一系列的抽油機能量回饋智能變頻控制柜在礦山LL-N20井8口井改造，電機的轉(zhuǎn)速，對比試驗前，有18%的儲蓄率。

6 結(jié)論

為了進一步提高梁式抽油機的節(jié)能效果，不僅應(yīng)該改善現(xiàn)有的人力電動機的機械特性，使得機械性能和負載特性互相配合，抽油機協(xié)調(diào)硬盤的工作是負荷小，負載變大的特性變得柔軟，既降低了電機的損耗，也提升泵了的效率。提高系統(tǒng)效率。還應(yīng)該研制一個四象限的變頻器，這樣就可以使電網(wǎng)收集電機發(fā)電時所發(fā)的電。

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