抽油机变频控制柜在采油管理的应用

李鹏 牛冬梅

【摘要】油井的变频技术，是对抽油机所运行的特点而设计和应用的，这使得油田在发展的过程中，抽油机自身能源的消耗已得到根本改善。利用这个变频技术，经过传感器技术实现模拟控制，变频调速技术使得机械效率在整个过程一直保持最佳状态。这也非常有效地消除了不必要的消耗，实现了节能减排的最终目的。变频技术的利用使得抽油机实现了软启动，因此设备选型更加合理，取得了较大的经济效益和社会效益。

【关键词】节能降耗 变频控制柜 抽油机 油井管理 变频技术 生产参数

1 概述

现在变频技术的发展非常迅速，在油田的生产和IT业领域中的应用越来越广泛。变频技术原理结合了信息技术、模糊控制技术、传感器技术、计算机技术和变频调速技术等现代高新转换技术，使油田在开发过程中抽油机能源消耗得到根本改善。再通过传感器技术来实现模拟控制机械采油的效率使它在运行过程中始终保持着最佳的状态，有效地杜绝设备的空消耗，实现节约能源的目的。使用该技术还实现了抽油机的软启动，让设备选型更加合理，在油田开发的过程中具有更广泛的推广空间。

2 采油管理

管理是企业发展永恒的主题。对于油田也是如此，在一定程度上加强石油生产方面的管理，可以看在盒底的釆油成本，提高原油采收率的整体发展利益，这是各单位的每个部门必须实现的管理目标。采油单位想降低成本和提高效率，就需要从成本的来源、技术创新、控制过程、制度创新、管理创新和人员素质培训等许多方面进行。然而，采油单位最传统的观念是要逐层的去分解油的产量目标及成本，这样做是为了能通过逐层分解比较大的宏观工程，加强各级管理工作，以引导社会各阶层的生活。同时强调不能只注重宏观目标的理念是非常重要的，每一个级别的管理人员都必需对自身的工作有安排性、检查性、计划性及总结性。

3 变频柜在油井节能、增产运行中的机理

一直以来，对于抽油机节能方面的实验做了很多的研究工作，同时也作出了不可估量的贡献。普通电机的变频器可以减小电池的容量，提高电机的负荷量，使变频器输入的功率接近1，而且还会改变它的上下冲程。所以，这也是在改善抽油机的系统配置。在这些实验中，无论是在电动机的能力上还是系统的配置上，目的都只一个，就是要高效节能。发电时，它可以通过电阻的回馈把发电的能量释放掉。还有就是，一次性投资太大，现场不容易管理，不仅如此，变频器本身也存在一定功率损耗的情况，它的谐波会在一定程度上对电网产生影响，这是不可避免的。因此，使电动机附加的损耗增加。

3.1 工作原理

目前各种抽油机变频柜在处理可再生电能源的方法有吸收电容、制动电阻、再生制动等。更先进的方法是使用再生制动将部分电能量反馈回电网。当抽油机的能量被反馈到智能变频控制柜中后，能够在电动机驱动抽油机工作的过程中由主变频器从电网中吸收电能量。而在油井释放能量时，则由回馈变频器把这部分能量转变为与电网的电压同相同的正弦波，然后经过过滤后回馈给电网。实践证明，其效果是非常明显的，节能率可高达30%至60%。

3.2 增产原理

动态设置是采取输入最低频率、正常频率和最高频率的方法，利用最小的载荷完成最大的工作量，根据当时采集的载荷以及示功图进行分析处理的。在同—个冲程里采集的载荷大于它的最小载荷，抽油机按正常的频率运行，如果采集的载荷小于它的最小载荷，变频柜将会在它的最高频率和最低频率之间分成很多段运行。对于那些上下不平衡的油井，控制抽油机会按照不同的频率运行，最终达到上快、下慢的运行目的，能减少空抽，提高泵效率，从而达到节约能源，提高原油的产量。

4 抽油机变频控制柜在采油管理中的应用及其优点

采油管理中的智能变频控制柜应用到了双变频技术，它能实现抽油机中的传递的优化和能量的转化。一般变频控制柜和此类变频控制柜有着比较大的差异，它可以再次返回到变频器的直流环节中的拥有可再生特性的电能转化，并且它和电网的电源具有相同的同步交流正弦波，以及使用滤波，把这种可再生的电能传给电网，提供给它利用。此外，还要将电磁调速电机进行一系列的改造，经过对它的调速器的速度进行设定和调整，把它的范围调到最大档，并且把变频器的频率调低，提高节能效果和运营效率。

抽油机的变频控制柜在采油管理中有以下优点：第一；对过压、短路、过载、过流、三相不平衡有保护的功能。第二；软停止、软启动，减少工频启动引起的电缆和电机的绝缘老化，能延长设备的使用寿命和维修周期。第三；可靠安全，可以减小抽油机全部系统的运行速度，以减轻运动、传输部分的磨损和疲劳。第四；电网的能量可以得到回馈，使它的经济效益得到了增加。第五；有工频旁路系统做备用，能够依据不同的需求来转换工频旁路的运行，以确保生产的正常进行。运用了这个能量回馈系列的抽油机，使得智能变频控制柜在节约能源方面取得了很好的效果，通过对一些油井中调速的电机进行改造后，对比测试之前和之后的节电率是31.5%。为了进一步提高游梁式抽油机的节约能源效果，某些情况下，应该对现有的电动机的机械特性进行改善的方面入手，使抽油机的机械特性与负载特性相互协合。再者，是要研制一个四象限的变频器，能够使电网得到电动机所发的电的回馈。现在仍然有许多存在于游梁式的抽油机节能方面急待解决的问题，电机的节能情况还不是很理想的，还需要在各方面作出更多的努力。

5 节能效果

这一系列的抽油机能量回馈智能变频控制柜在矿山LL-N20井8口井改造，电机的转速，对比试验前，有18%的储蓄率。

6 结论

为了进一步提高梁式抽油机的节能效果，不仅应该改善现有的人力电动机的机械特性，使得机械性能和负载特性互相配合，抽油机协调硬盘的工作是负荷小，负载变大的特性变得柔软，既降低了电机的损耗，也提升泵了的效率。提高系统效率。还应该研制一个四象限的变频器，这样就可以使电网收集电机发电时所发的电。

参考文献

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