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抽油机节能控制柜

抽油机节能控制柜


  • 抽油机节能控制柜

一、 引言:
    油田作为一个特殊行业,其重要性直接关系到我国国民经济的发展。目前,随着经济的快速发展和特殊的世界格局,原油已供不应求,价格不断上涨,提高采油率,降低能耗已成为现在必须解决的问题。

二、 变频器的应用:
    变频器自20世纪80年代在我国推出以后,在国民经济和日常生活中发挥着举足轻重的作用,已经被广泛应用于各行各业中。之所以能广泛应用,主要得益于其优良的节能特性和调速特性。而变频器在油田上的应用主要集中在游梁式抽油机、电潜泵、注水泵、输油泵等几个场合。
   
三、 变频器在游梁式抽油机的应用:

    1、游梁式抽油机的工作原理:其设备在目前油田抽油中应用最为普通,数量也最多。一方面,游梁式抽油机运动为反复地上下提升,一个冲程提升一次,其动力来自于电动机带动的两个重量相当大的钢质滑块,当滑块提升时类似于杠杆作用,将采油杆送入井中,滑块下降时,采油杆提出带油至井口。

    2、改进的必要性:由于转速一定,在滑块下降过程中,负荷减轻,电机拖动产生的能量无法被负载吸收,导致电机进入再发电状态,引起主回路母线电压的升高,对整个电网产生冲击,导致电网供电质量下降,功率因数低、频繁的高压冲击对电机损坏较大,生产效率降低、维护量大等不利影响,造成较大的经济损失。除上述问题外,油田采油的特殊地理环境决定了采油设备有其自有的运行特点,在油井开采前期,储油量多,供液足,为提高工效可采用工频运行;在中后期,储油量减少,易造成供液不足,电机仍工频运行,势必浪费电能,造成不必要的损失。

     3、改进方法:根据电机理论可知,电机转速与频率成正比,改进频率即可以平滑地调节电机转速,从而可以连续地改变抽油机的抽油速度。具体是将变频器安装在抽油机上,采集电动机工作电流的反馈信号输入变频器来确定电机的工作频率,这样可以根据井况的变化,方便调节抽油机的冲程,达到节能和提高电网功率因数的目的。

四、 变频器在电潜泵中的应用:
    由于电潜泵是在地面以下2000多米的井底下工作,工作环境非常恶劣,传统的供电方式-全压、工频使启动时,启动电流大,电机电缆压降较大,故障频繁,运行成本增大。同时,在正常工作时,存在“大马拉小车”,为了解决这个问题,我们对电潜泵进行变频改造,根据地质情况的变化以及井下液量的多少来改变电源频率从而改变抽油量,实现了电潜泵软起动、软停车,避免了电潜泵在高压下长期运行;延长了电潜泵的寿命,提高了功率因数,提高了电网供电能力,带电效果明显。

五、 变频器在注水泵控制中应用:
    油田开发过程中地层能量不断衰减,常用注水方式以保持地层能量,进行油田开发,而注水设备多采用高压离心泵匹配高压电机,大功率系统运行常是“大马拉小车”,效率低下。注水压力靠泵出口闸门手动控制,电能损失高达50%以上。正是从恒压注水和节能两个方面考虑,在油田注水系统中引用变频控制。

    根据流力学原理可知:风机、泵类设备均属平方转距负载,其流量与转速成正比;压力与转速平方成正比;轴功率与转速立方成正比。通过上述分析,通过泵出口压力作为反馈信号输入变频器控制板上与原设定值进行比较、运算从而改变电机频率调节电机转速方便地改变水的流量,保证水压恒定,降低电能损耗。

六、 变频器在输油泵的应用:
     输油泵与注水泵类似,额定排量往往大于实际需要排量。传统采用阀门调节输油量,当油量变化较快,输油阀门就要频繁调节,增加了工作人员劳动强度。若调节不当,易造成被抽干或冒罐现象。如果使用变频调速,通过改变电机原有的频率实际改变电机转速,调节输油量,以达到控制排量和节约电能的目的。

七、 变频改造的优点:
1、 实现了电机软起动,减少了直接起动对电网的冲击;

2、 提高了功率因数,改善了电机电源质量;

3、 调速范围宽、精度高;

4、 实现了变/工频双回路控制,保证运行正常;

5、 保护功能完善、具有自动报警、显示功能;

6、 运行平稳、可靠;

7、 节约电能;

8、 提高了产油率和原油质量。

八、 总结:
    总之,变频调速技术作为高新技术,基础技术和节能技术,其应用已渗透到石油行业的各个部门。由于在水泵和输油泵等改造方面,其应用技术已经很成熟,应用也十分普遍,对我国国民经济的发展起到了促进作用,为我国创造节约型社会立下汗马功劳。


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