嘉信JX600系列變頻器在石油行業(yè)(游梁式抽油機)的應(yīng)用
1、游梁式抽油機
目前,在油田采用的抽油設(shè)備中,以游梁式抽油機普遍,數(shù)量也多。
一方面,游梁式抽油機運動為反復(fù)上下提升,一個沖程提升一次,其動力來自電動機帶動的兩個重量相當(dāng)大的鋼質(zhì)滑塊,當(dāng)滑塊提升時,類似杠桿作用,將采油機桿送入井中;滑塊下降時,采油桿提出帶油至井口。由于電動機轉(zhuǎn)速一定,滑塊下降過程中,負荷減輕,電動機拖動產(chǎn)生的能量無法被負載吸收。另一方面,游梁式抽油機引入兩個大質(zhì)量的鋼質(zhì)滑塊,導(dǎo)致抽油機的起動沖擊大等問題。
除上述兩方面問題外,油田采油的特殊地理環(huán)境決定了采油設(shè)備有其獨特的運行特點:在油井開采前期儲油量大,供液足,為提高功效可采用工頻運行,保證較高產(chǎn)油量;在中后期,由于石油儲量減少,易造成供液不足,電動機若仍工頻運行,勢必浪費電能,造成不必要損耗,這時須考慮實際工作情況,適當(dāng)降低電動機轉(zhuǎn)速,減少沖程,有效提高充盈率。
目前,嘉信JX600系列變頻器對游梁式抽油機的技術(shù)改造主要有以下3個方面:
(1)以提高電網(wǎng)質(zhì)量、減小對電網(wǎng)影響為目標的變頻改造。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)以節(jié)能為目的變頻改造。這點較為普遍,一方面,油田抽油機為克服大的起動轉(zhuǎn)矩,采用的電動機遠遠大于實際所需功率,工作時電動機利用率一般為20%~30%,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,抽油機工作情況的變化,取決于地底下的狀態(tài),若電動機始終處于工頻運行,也會造成電能浪費。為了節(jié)能,提高電動機工作效率,需進行變頻改造。
(3)改變采油桿上行和下行的速度,在一些情況下可以提高生產(chǎn)效率。
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。對于上述情況,采用嘉信JX600系列變頻器變頻器加能耗制動單元和制動電阻可以實現(xiàn),這是以消耗電能為代價的制動方式。對于上述情況,必須妥善處理電動機發(fā)電狀態(tài)產(chǎn)生的電能,將其反饋到電網(wǎng)或數(shù)臺抽油機變頻器構(gòu)成直流母線式,使這部分能量能得到充分的利用。