伟创AC80变频器在油田磕头机上的应用.docx

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1、伟创AC80变频器在油田磕头机上的应用gengwt导语：由于油井的类型和工况千差万别，井下渗油和渗水量每时每刻都在变。磕头机的负载变化是无规律的，故采用变频调速技术，使磕头机的运动规律适应油井的变化工况，实现系统效率的进步，到达节能增产的目的。一、大概情况磕头机是目前采油消费中的主要设备，其数目达10万台以上。电动机装机总容量在3500万kW，年耗电量达百亿度以上。磕头机用电量约占油田总用电量的40%，运行效率非常低，平均运行效率只有25%，功率因数低，电能浪费大。因此，磕头机节能潜力非常宏大，石油行业也是推广“电机系统节能的重点行业。本文介绍了采用变频调速技术，使磕头机的运动规律适应油井的变

2、化工况，实现系统效率的进步，到达节能增产的目的。二、抽油机变频改造的几个好处1、大大进步功率因数，0.250.5进步到0.9以上。减小了供电电流，进而减小了电网及变压器的负荷。2、动态调整抽取速度，一方面节能，同时增加原油产量。3、实现真正“软起动对电机变速箱抽油机，防止过大机械冲击，延长设备使用寿命。三、磕头机负载分析1、国内应用最广泛的是游梁式竖井磕头机，它有三局部组成：1地面局部：由电动机、减速器和四连杆构成。2井下局部：抽油泵吸入阀、泵筒、柱塞和排油阀，它悬挂在套管中的下端。3抽油杆柱：连接地面抽油机和井下抽油泵的中间局部。2、磕头机的电机负荷是按周期变化的，开场起动时，负荷很大，要求

3、启动转矩很大。正常运行时负荷率很低，一般在20%左右，高时负荷率只有30%。电机的负荷曲线有2个峰值，分别为磕头机上、下冲程的“死点。未进展平衡的条件下，上、下冲程的负载极度不平衡，在上冲程时，需要提起抽油杆柱和液柱，电机需付出很大能量。在下冲程时，抽油杆柱对电机作功，使电机处于发电状态。通常在磕头机的曲柄上加上平衡块，消除上下冲程负载不平衡度。平衡块调节较好，其发电状态的时间和产生的能量就小，由于抽油负荷是每时每刻在变化，平衡配重不可能随抽油负荷作完全一致的变化，绝大局部磕头机配重严重不平衡，进而造成过大的冲击电流，冲击电流最大可为5倍的工作电流，甚至到达额定电流的3倍。调整好平衡配重，可降

4、低冲击电流为正常工作电流的1.5倍。负载特性：是恒速运行，由于配重，是变转矩，变功率负载在一个循环周期内有两次发电状态，起动力矩大、惯性大。在国内油田使用的磕头机普遍存在的问题：运行时间长，“大马拉小车，效率低，耗能大，冲程和冲次调节不方便，有空抽现象。四、传统磕头机变频器改造的难点磕头机变频节能改造做了大量的尝试，但都不太成功，主要问题是：1磕头机在一个工作循环中，有两次发电状态，尤其当配重不平衡时，产生的“泵升电压很高，靠加大变频器直流侧电解电容和减小制动电阻值，不能完全解决问题，并且随着油层的变化，“泵升电压也在变化。2磕头机起动需要较大的起动转矩，如变频器参数设置不当，易造成过流或者不

5、能起动。3以往的变频节能改造设计方案很少考虑油井的油面、油浓度的变化等情况。在进步产量方面，效果不佳。五、解决方案磕头机变频改造存在的问题，我司提出以下解决方案：1采用变频调速技术，使电机转速与磕头机负载匹配。在前期井中由于刚开采，油量大，让变频器运行到65.00Hz，电机转速进步30%，采油率比工频进步20%，工效进步1.2倍。在中、后期井中，油量减小，降低转速，减少冲程，一般频率运行至35.0040.00Hz之间，电机转速下降30%。节电率可达25%，而且进步了功率因数。2动态调节磕头机的冲程频次，随着油井由浅入深的抽取，油量逐渐减小，出现泵充满度缺乏，泵效下降，当油井的供油才能小于抽油泵

6、排量时，就造成泵抽空和液击现象。降低频率，电机转速下降，进步充满度，不仅节能而且增加原油产量。3动态调节磕头机上下行程的速度，适当降低下行程速度，进步泵内的充满度，适当进步上行程速度，可减小提升中漏失系数，使磕头机工作在最正确运行状态，有效进步单位时间内原油产量。4起动力矩大，运行中负荷低，冲击电流大。要从根本上解决问题，加大电动机极对数或者增大减速箱速比，增大输出力矩。变频器正常运行80.0090.00Hz。这也有利于减少发电状态的能量，减少“泵升电压。5再生能量的处理问题。增大变频器直流侧滤波电容的容量；减少制动电阻值，进步制动系统的耗电才能，或者直接使用回馈制动，减小能量损失；发电时，频率增大。6防空抽，动态调节磕头机冲程频次和上、下行程速度。设定电机的输出功率标准值，实时检测电机输出功率，控制电机转速，大于标准值，加速。反之减速，实现闭环控制。六、完毕语由于油井的类型和工况千差万别，井下渗油和渗水量每时每刻都在变。磕头机的负载变化是无规律的，故采用变频调速技术，使磕头机的运动规律适应油井的变化工况，实现系统效率的进步，到达节能增产的目的。0