一、概述:
全國各油田的油井,井下的儲油量是發(fā)生變化的。在油量不能使抽油機設(shè)備滿負荷運行時,就必須采用變頻控制,將抽油機的沖次降低,調(diào)整到油量能滿足的速度,使每一口油井都能根據(jù)油量的多少設(shè)定速度。這種方式即減少現(xiàn)在向井下注水的方式,又能使各油井持續(xù)不斷的抽油,即節(jié)約了因注水所耗的電能,又省往因不滿負荷而多耗的電能,可稱為是一種省時省力節(jié)能高效的方式。將大大減少采油本錢,是值得推廣的一種方式。
二、市場遠景:
油田抽油機市場,就大慶油田就有幾萬臺抽油機,遼河油田有幾千臺抽油機,勝利油田有一萬多臺抽油機,還有吉林油田,中原油田,江漢油田,克拉瑪依油田,吐哈油田,長慶油田等,固然在各油田已經(jīng)配套使用了很多變頻控制,但占總量是很少的,大約只占總量的5%,還有很大一部分沒有安裝變頻控制,各油田每年都在分期分批進行安裝改造,但需要的缺口很大。要實現(xiàn)抽油變頻自動化,就必須分期分批進行落實,大部分的油井都需要變頻控制,市場潛力巨大,采用變頻控制是目前最理想的選擇。而目前全國各大油田采油廠,采用變頻控制的抽油機數(shù)目,隨著采油廠的需要,也正在逐漸增加變頻器的用量,采用最多的有大慶油田,遼河油田,勝利油田等,目前油田采用的變頻器有ABB、西門子、富士、加能IPC等品牌。
三、節(jié)能方式:
在分析油田抽油機節(jié)能控制柜節(jié)能方式的時候,首先來看油田抽油機節(jié)能控制形式有哪幾種?由于梁式抽油機的運行狀況并非是恒轉(zhuǎn)速狀態(tài),其運行狀態(tài)是:上沖程時,電動機是處在耗能狀態(tài),下沖程時,電動機則處于發(fā)電狀態(tài),在使用變頻器時,為使變頻器能夠持續(xù)運行,就必須將電動機發(fā)出來的電能開釋掉。第一種方式是外加制動單元和制動電阻,把電能消耗在電阻上;第二種方式是采用回饋制動方式,將電能回饋到原電網(wǎng)。在油田抽油機上選用第二種回饋制動方式,是實現(xiàn)節(jié)能最大化的方式。
四.工作原理及控制方法:
對于中、低粘度原油、高含水量的開采井,抽油機理想工作方式應(yīng)為“慢上快下”、“慢上”有利于提升抽油泵的布滿程度,有利于提升每一沖次的排液量,同時“慢上”能有效減小懸點的附加動載荷,從而減小沖程損失,改善采油設(shè)備的工作條件,延長設(shè)備的使用壽命?!翱煜隆庇欣诔橛捅霉潭ㄩy的及時封閉,提升泵效,節(jié)省時間,提高單位時間的采油量。
對于高產(chǎn)井、高含水井,可把頻率上調(diào),適當增加沖次,以實現(xiàn)“快上快下”增加產(chǎn)液量30%左右。對于低產(chǎn)井,在現(xiàn)實實驗中發(fā)現(xiàn)假如提高沖次,排液量不增反降,而降低沖次則排液量反而增加20-30%左右,同時節(jié)省了電能,延長了抽油機、油管、油桿的壽命,其經(jīng)濟效益是驚人的??傊?,對于不同的工況,適當?shù)倪x取運行參數(shù),使油井的供采關(guān)系達到平衡,達到增產(chǎn)節(jié)能的目的。
使用PMD系列變頻控制后,抽油機電動機四象限運行(如發(fā)電狀態(tài))時吸收回路及放電回路,在PMD系列變頻器中引進回饋單元電路。正常工作時回饋單元電路不會工作,在電機處于發(fā)電狀態(tài)使母線電壓升高到一定程度,回饋單元開始工作,通過IGBT三相SVPWM逆變,將直流母線上的再生電能回饋電網(wǎng)。此種設(shè)計更能適合抽油機控制,節(jié)能效果更加明顯。
PMD系列變頻器的功能特點
1.實現(xiàn)了軟起動、軟停車和調(diào)速運行過程控制
啟動電流小、速度平穩(wěn)、性能可靠,對電網(wǎng)沖擊小,可實現(xiàn)上下沖次速度任意調(diào)節(jié)和閉環(huán)控制運行;
2.可根據(jù)油井的液位、壓力確定抽油機的沖次、速度和產(chǎn)液量能有效降低能耗。提高泵效,使設(shè)備減少磨損,延長使用壽命;
3.抽油機專用應(yīng)用程序,設(shè)計簡化,適于普通采油工直接調(diào)試;
4.內(nèi)置輸入濾波裝置,全程噪聲過濾,對電網(wǎng)的干擾是普通商用變頻器的1/4;
5.全電壓自動跟蹤,自動計算制動力矩,簡化應(yīng)用環(huán)節(jié)的操作;
6.內(nèi)置回饋制動單元,可把再生電能回饋電網(wǎng)。內(nèi)置電抗器和濾波器,可直接與電網(wǎng)接駁,能量回饋效率高達97%。比通用變頻器多節(jié)能15%~25%,熱損耗為電阻制動的3%以下,減少發(fā)熱源,增強安全系;
7.全能全驅(qū),能兼容永磁同步電機與異步電機控制;
8.具有過流、短路、過壓、欠壓、缺相、過熱等多項保護功能,確保系統(tǒng)運行更安全可靠;
9.野外無人值守、全自動設(shè)計,不必更換機械設(shè)備即可任意控制抽油速度。適用不同地域、不同結(jié)構(gòu)的油井,適用不同氣候、不同條件的場合;
10.可選配無線通訊模塊,用于無縫對接油田數(shù)字化系統(tǒng)。