抽油機變頻控制柜在采油管理中的應用

熊輝(勝利油田石油開發中心有限公司勝科分公司采油三隊 山東 東營 257000)

隨著我國科技的發展，變頻技術發展迅速，在油田的生產與I T領域中的應用日趨廣泛。變頻技術實質上結合了變頻調速技術、信息技術以及出傳感器技術等高科技技術，在開發油田的過程中，抽油機能源的消耗問題將會得到解決。通過傳感器技術來實現模擬控制機械，使其在運行階段一直保持最好的狀態，最終實現節約能源的作用。

一、抽油機變頻控制柜的作用

變頻技術是一種新型的技術，一般情況下，抽油機的工作狀態有兩種：第一、一種電動機的驅動部分設備經過運動抽油機就能夠從電網上獲得一定的電能；第二、釋放出一定的能量，主要是由機械部分的設備來帶動電動機運動，是一個發電的過程。在此階段內，抽油機能夠將勢能轉化為電能，并回饋給電網[1]。假如在此時不使用變頻技術，這些電能是能夠直接反饋給電網的，在此時間不會浪費電能。在使用變頻器時，一般的變頻器輸入就是二極管整流，這樣的能量不能往相反的方向流動，沒有電能回流電網通路時，就會導致變頻器的回流，使電壓升高，造成直流過壓的保護狀況，因此必須對這些電能進行處理。在油田的生產過程中，變頻技術結合了模糊控制技術以及信息技術等，充分改善了抽油機的能耗。運用這樣的變頻調節技術，就能夠實現采油節能的目的。隨著變頻技術的應用越來越廣泛，在熱采區使用變頻技術能夠有效的調整抽油機的能耗。

二、油田電動機節能概述

目前，油田電動機的節能通常要分為三個階段：第一、是通過提高電動機的負荷率以及功率的因數來實現節能；第二、是人為的改變電動機的機械特性來實現符合特性的柔性配合，通過改變電頻來實現節能；第三、是在設計方面改變電動機的機械特性，例如高轉差電動機以及超高轉差電動機等，以此提升系統的運行效率。

1.變頻調速電動機

變頻調速是新型的節能技術，通常是在普通電動機電源上安裝變頻器，降低電動機的容量，使負荷率得到提升。當變頻器的輸入功率因數接近1時，就能夠改變上下沖程的速比，還能夠改善抽油機系統的配合，達到節能的目的。

2.工作原理

目前抽油機變頻柜在處理可再生電能源的方式主要有再生制動、吸收電容以及制動電阻等。更為先進的方式就是利用再生制動將部分電能量反饋給電網。當抽油機的能量被反饋到智能變頻控制柜中時，就能夠在電動機驅動抽油機工作的過程中由主變頻器從電網中吸收電能量。而在油井稀釋能量的過程中，則由回饋變頻器將這部分能量轉變為與電網的電壓同相同的正弦波，經過過濾后在回饋給電網，節能效率能夠達到30%-60%。

三、抽油機變頻控制柜在采油管理中的應用

采油管理中的智能變頻控制柜應用了雙變頻技術，其能夠有效的實現抽油機中傳遞的優化與能量的轉化。一般的變頻控制柜與這種變頻控制柜有著巨大的差別，其能夠再次返回到變頻器的直流緩解中，擁有可再生特性的電能轉化，且還能夠與電網的電源具有同樣的交流正弦波與使用濾波，將這種可再生的電能傳給電網，供其利用[2]。此外，還可改造電磁調速電機，將電磁調速機的范圍調至最大檔，并將變頻器的頻率調至最低，有效的提升節能效果與運營效率。實踐證明，這樣配置使用，能夠使節電率達到32%-62%，因此在當代油田開采等方面得到了廣泛的應用。

近年來，人們對于抽油機在電動節能方面的實驗做了很多研究，為油田的節能開采做出了巨大的貢獻。在普通的電動機能源上，加上變頻器就能夠有效的降低電動機的容量。在很大程度上提升了負荷率，此時變頻器的輸入功率會逐漸接近1，如此便會改變上下沖程的速比，優化抽油機系統配置，且在發電時能夠通過電阻回饋給電網，達到利用能源的效果。

抽油機的變頻控制柜在采油管理中一般具有以下幾點優勢：第一、能夠有效的保護過壓、過載、過流以及三相不平衡；第二、能夠軟停止、軟啟動，以次減少工頻啟動引發的電纜與電機的絕緣老化，延長設備的使用壽命，減少維修的幾率；第三、安全性好。使用變頻控制柜能夠有效的減少抽油機全部系統的運行速度，以及減輕運動以及傳輸部分的磨損以及疲勞；第四、使電網的能量得到回饋，增加其經濟效益；第五、可以將工頻旁路系統做備用，按照不同的需求來轉換工頻旁路的運行，保證生產能夠順利進行，使用抽油機變頻控制柜，能夠有效的節約能源[3]。通過一些對油井中調速的電機進行改造后，節電率能夠達到36%。為了有效的提升游梁式抽油機的節能效果，在特定情況下，應當對現有的電動機的機械特性進行改善，使抽油機的機械特定與負載的特性能夠相互協調。

結語

綜上所述，想要有效的提升抽油機在工作中的節能效果，就應當從改善電動機的機械方面入手，使機械特性與抽油機的特性相互配合，相互作用，以此提升系統效率。

[1]呂永華,范春艷,李兵,張光云.現場提高游梁式抽油機系統效率的做法[J].中國石油和化工標準與質量.2012,23(01)：43-46.

[2]Jayantha P.Liyanage.State of the art and emerging trends in operations and maintenance of offshore oil and gas production facili?ties:Some experiences and observations[J].International Journal of Automation and Computing.2010,11(11):23-25.

[3]黃浩軒,李燕,楊家林,劉黎明,口俊林.對摩擦換向式塔架抽油機安全節能整改的綜合評價[J].中國石油和化工標準與質量.2013，37(22)：57-59.