机械采油系统变频调速控制的实现与技术分析

洪建民 赵天甲 樊臻 黄静

摘 要：变频调速控制是机械采油系统运行的重要组成部分。以现阶段机械采油系统运行情况为基础，结合近年来变频调速控制應用特点，明确新时代发展对机械采油的要求，深层探索如何在系统中有效引用变频调速控制，以此达到预期效果。

关键词：机械采油；系统；变频调速控制；技术

在社会经济不断发展，科技技术持续革新的背景下，不管是油田生产还是工业领域，变频技术都具有积极作用。了解实践案例分析可知，在传感器技术、信息技术等理念的整合下，油田开发工作中的抽油机能源消耗得到有效控制。具体操作是通过引用变频调速技术，用传感器技术来进行模糊控制，促使机械采油的效率可以在实践运行中得到维持，以此避免设备出现空转，进而减少不必要的能源消耗。除此之外，在油田生产中引用变频技术可以让抽油机软启动，进而选择更为有效的设备类型。因此，下面以长庆油田分公司第五采油厂为例，对其机械采油系统变频调速控制的实现与技术进行研究与分析。

1.机械采油系统运行特点

在石油开采工作中，机械采油系统具有重要作用，其工作效率和质量直接决定了整体石油开采水平。通常情况下，机械采油工作的功率主要分为两种，一种是有效功率，另一种是无用功率。处于正常状态下，采油系统中损耗的就是无用功率，其决定了整体机械采油系统的运行效果。由此可知，要想提升机械采油系统运行效率，需要工作人员加大对变频调速控制技术的深层探索【1】。

了解当前机械采油工作情况可知，机械抽油系统包含地面和井下两大部分。其中前者分为进口装置、发动机等内容，而后者又分为油套管柱、抽油管柱等内容。抽油机的系统效率包含地面效率和与系统对应的井下效率。在转变能量的过程中，系统会消耗一定能量，且主要从两方面入手，其一连杆装置、发动机等作为地面装置的主要能源消耗；其二抽油泵、抽油管柱等作为井下装置的主要能源消耗。

2.技术应用原理分析

在新时代发展背景下，机械采油系统变频调速控制技术的提出，可以让石油企业工作人员通过引用开关顺序电路、变频调速器等对有关设备进行智能化管控。以抽油机为例，工作人员在实践工作中面对持续革新的负载，通过引用变频调速控制设备，可以在了解油井工况和产液量的基础上，科学调控抽油机上下冲程的速度比值，以此提升泵冲系数和排量系数，实现预期设定的工作目标。而在调控抽油机冲次工作中，可以在系统的帮助下进行无极调控，操作起来非常简单方便，且可以控制抽油机的能源消耗情况，提升实际泵效。在保障抽油机软启动的基础上，控制电网面对的各类影响因素，以此有效保护机械采油设施的应用安全，并控制用电设施储备的容量。与此同时，变频调速控制设备可以保护处于工作状态下的抽油机电动机，通过及时向工作人员提出预警，促使他们能在了解问题的基础上提出有效的解决方案，进而保障设备工作效率。

面对长时间开采出现油井供液不充足的情况，亦或是进入强采时期的油井中。油田企业工作人员要在了解产液量的基础上，选择适宜的抽汲参数，并依据智能化管控提升油井的产量，同时保障设备展现出的抽汲能力和地层压力一致，以此提升整体系统的工作质量和效率。在新时代发展背景下，当前引用最多的变频调速多功能控制设备不仅可以对设备进行压力的实时调节，还可以二次利用抽油机中的回馈电能，而后依据特殊规定的电路为电网提供电能，以此保障能源得到合理引用，避免出现过多的能源消耗【2】。

3.机械采油系统变频调速控制技术应用优势

3.1满足电动机零启动和软启动要求

了解实践案例可知，抽油机电动机在运行过程中，对功率的要求非常高，变频调速设备不但可以让启动电流从小到大转变，且不会超出预期规定的电机电流，以此提升电动机的工作效率，实现节能要求，并全面保护用电设备的安全性能。

3.2通过控制扭矩波动区域提升能源利用率

据调查分析可知，电动机在运动过程中若是产生较大的扭矩波动，电流变化无常，将会消耗一定的能量，但若是电动机工作状态稳定，且电流起伏不大，此时能源应用率会得到提升。变频调速控制设备可以在获取扭矩信号的基础上，对抽油机进行全面管控，并实现智能化工作要求，表面电动机的扭动波动出现较大的变化，以此提升能源应用效率。除此之外，对电动机进行智能化管理，还有助于预防电机反发电现象的出现。

3.3快速调控抽油机电动机的频率和时间

整合实践案例分析可知，长庆油田分公司第五采油厂在社会经济不断发展，科技技术持续革新的背景下，受现代化发展理念的影响，逐渐认识到引用变频调速控制设备的重要性，并开始在实践工作中全面推广。变频调速控制设备应用起来非常简单，且可以直接调节抽油机电动机的工作时间与效率，促使其运行阶段获取的数据信息更为科学。若是抽油机充次没有发生变化，不仅有助于工作人员科学调整抽油机电动机的频率，还可以优化设备冲程效率。除此之外，在抽油机设备展现出的上行电动机频率低于下行电动机频率的情况下，两者具备的冲程时间也会出现变化，原油进入泵的时间会加长，进而提升泵的充满系数，优化实践工作效率，控制设备工作阶段的输入频率，以此实现控制能源消耗的工作目标。

3.4对抽油机进行智能管控

对机械采油系统而言，工作人员在安装变频调速控制设备后，能直接对电动机工作中的各项数据进行实时监测，这对新时代发展下智能化管控工作具有积极作用。在检查电动机频率、电流等数据的情况下，引用无级变速优化抽油机冲次，亦或是在了解扭矩变化特点的基础上有效控制电动机变频。与此同时，在机械采油系统中引用变频调速控制设备，通过实时获取电动机工作数据，能为避免设备出现过流、过压等问题奠定基础，以此优化设备工作的安全性能，进而充分展现自动间断抽油功能【3】。

3.5动态调整抽油机工作情况

工作人员在测量系统运行阶段的流量时，可以随意调整抽油机的工作状态。面对需要消耗大量时间的油井开采工作，一般情况下产量都会减少，在整合以往工作经验的基础上，企业专人工作人员提出要在单井油管线上安装流量传感器，二十四小时监察油井的产液量，而后以此为核心科学调节抽油机的电动机工作数据，并每隔一定时间计算油井泵的工作效率，及具体消耗的吨油数值，促使设备展现出的抽汲水平和井底的地层流体流入条件一致，进而提升设备的工作质量，并实现预期设定的工作目标。

结束语

综上所述，在新时代发展背景下，面对日益革新的市场环境，竞争越发激烈的市场需求，长庆油田分公司第五采油厂要提出明确的发展目标，并认识到变频调速控制技术在机械采油系统中具有积极作用。整合实践案例分析，变频控制技术属于现代发展提出的高新技术，符合能源节约发展需求，现已在各个领域中得到了广泛应用。因此，为了提升实践工作效率，达到预期设定的发展目标，企业工作人员要在了解自身优势和市场需求的基础上，优化发展机械采油系统，并充分展现变频调速控制技术的作用，这不仅符合新时代发展提出的节能要求，还可以提升企业发展步伐，以此为构建和谐发展社会环境奠定基础。

参考文献：

[1]丁亮. 大庆外围油田提高机械采油系统效率方法研究[J]. 化学工程与装备， 2016（2）：44-46.

[2]殷实， 谭国俊， 方磊， et al. 模块化多电平变流器调速系统变频控制[J]. 电工技术学报， 2016， 31（20）：139-150.

[3]顾建军. 正确选择变频器对机械设备电控系统的正常运行非常关键[J]. 电气应用， 2016（4）：14-14.