機械采油系統變頻調速控制的實現與技術分析

洪建民 趙天甲 樊臻 黃靜

摘 要：變頻調速控制是機械采油系統運行的重要組成部分。以現階段機械采油系統運行情況為基礎，結合近年來變頻調速控制應用特點，明確新時代發展對機械采油的要求，深層探索如何在系統中有效引用變頻調速控制，以此達到預期效果。

關鍵詞：機械采油；系統；變頻調速控制；技術

在社會經濟不斷發展，科技技術持續革新的背景下，不管是油田生產還是工業領域，變頻技術都具有積極作用。了解實踐案例分析可知，在傳感器技術、信息技術等理念的整合下，油田開發工作中的抽油機能源消耗得到有效控制。具體操作是通過引用變頻調速技術，用傳感器技術來進行模糊控制，促使機械采油的效率可以在實踐運行中得到維持，以此避免設備出現空轉，進而減少不必要的能源消耗。除此之外，在油田生產中引用變頻技術可以讓抽油機軟啟動，進而選擇更為有效的設備類型。因此，下面以長慶油田分公司第五采油廠為例，對其機械采油系統變頻調速控制的實現與技術進行研究與分析。

1.機械采油系統運行特點

在石油開采工作中，機械采油系統具有重要作用，其工作效率和質量直接決定了整體石油開采水平。通常情況下，機械采油工作的功率主要分為兩種，一種是有效功率，另一種是無用功率。處于正常狀態下，采油系統中損耗的就是無用功率，其決定了整體機械采油系統的運行效果。由此可知，要想提升機械采油系統運行效率，需要工作人員加大對變頻調速控制技術的深層探索【1】。

了解當前機械采油工作情況可知，機械抽油系統包含地面和井下兩大部分。其中前者分為進口裝置、發動機等內容，而后者又分為油套管柱、抽油管柱等內容。抽油機的系統效率包含地面效率和與系統對應的井下效率。在轉變能量的過程中，系統會消耗一定能量，且主要從兩方面入手，其一連桿裝置、發動機等作為地面裝置的主要能源消耗；其二抽油泵、抽油管柱等作為井下裝置的主要能源消耗。

2.技術應用原理分析

在新時代發展背景下，機械采油系統變頻調速控制技術的提出，可以讓石油企業工作人員通過引用開關順序電路、變頻調速器等對有關設備進行智能化管控。以抽油機為例，工作人員在實踐工作中面對持續革新的負載，通過引用變頻調速控制設備，可以在了解油井工況和產液量的基礎上，科學調控抽油機上下沖程的速度比值，以此提升泵沖系數和排量系數，實現預期設定的工作目標。而在調控抽油機沖次工作中，可以在系統的幫助下進行無極調控，操作起來非常簡單方便，且可以控制抽油機的能源消耗情況，提升實際泵效。在保障抽油機軟啟動的基礎上，控制電網面對的各類影響因素，以此有效保護機械采油設施的應用安全，并控制用電設施儲備的容量。與此同時，變頻調速控制設備可以保護處于工作狀態下的抽油機電動機，通過及時向工作人員提出預警，促使他們能在了解問題的基礎上提出有效的解決方案，進而保障設備工作效率。

面對長時間開采出現油井供液不充足的情況，亦或是進入強采時期的油井中。油田企業工作人員要在了解產液量的基礎上，選擇適宜的抽汲參數，并依據智能化管控提升油井的產量，同時保障設備展現出的抽汲能力和地層壓力一致，以此提升整體系統的工作質量和效率。在新時代發展背景下，當前引用最多的變頻調速多功能控制設備不僅可以對設備進行壓力的實時調節，還可以二次利用抽油機中的回饋電能，而后依據特殊規定的電路為電網提供電能，以此保障能源得到合理引用，避免出現過多的能源消耗【2】。

3.機械采油系統變頻調速控制技術應用優勢

3.1滿足電動機零啟動和軟啟動要求

了解實踐案例可知，抽油機電動機在運行過程中，對功率的要求非常高，變頻調速設備不但可以讓啟動電流從小到大轉變，且不會超出預期規定的電機電流，以此提升電動機的工作效率，實現節能要求，并全面保護用電設備的安全性能。

3.2通過控制扭矩波動區域提升能源利用率

據調查分析可知，電動機在運動過程中若是產生較大的扭矩波動，電流變化無常，將會消耗一定的能量，但若是電動機工作狀態穩定，且電流起伏不大，此時能源應用率會得到提升。變頻調速控制設備可以在獲取扭矩信號的基礎上，對抽油機進行全面管控，并實現智能化工作要求，表面電動機的扭動波動出現較大的變化，以此提升能源應用效率。除此之外，對電動機進行智能化管理，還有助于預防電機反發電現象的出現。

3.3快速調控抽油機電動機的頻率和時間

整合實踐案例分析可知，長慶油田分公司第五采油廠在社會經濟不斷發展，科技技術持續革新的背景下，受現代化發展理念的影響，逐漸認識到引用變頻調速控制設備的重要性，并開始在實踐工作中全面推廣。變頻調速控制設備應用起來非常簡單，且可以直接調節抽油機電動機的工作時間與效率，促使其運行階段獲取的數據信息更為科學。若是抽油機充次沒有發生變化，不僅有助于工作人員科學調整抽油機電動機的頻率，還可以優化設備沖程效率。除此之外，在抽油機設備展現出的上行電動機頻率低于下行電動機頻率的情況下，兩者具備的沖程時間也會出現變化，原油進入泵的時間會加長，進而提升泵的充滿系數，優化實踐工作效率，控制設備工作階段的輸入頻率，以此實現控制能源消耗的工作目標。

3.4對抽油機進行智能管控

對機械采油系統而言，工作人員在安裝變頻調速控制設備后，能直接對電動機工作中的各項數據進行實時監測，這對新時代發展下智能化管控工作具有積極作用。在檢查電動機頻率、電流等數據的情況下，引用無級變速優化抽油機沖次，亦或是在了解扭矩變化特點的基礎上有效控制電動機變頻。與此同時，在機械采油系統中引用變頻調速控制設備，通過實時獲取電動機工作數據，能為避免設備出現過流、過壓等問題奠定基礎，以此優化設備工作的安全性能，進而充分展現自動間斷抽油功能【3】。

3.5動態調整抽油機工作情況

工作人員在測量系統運行階段的流量時，可以隨意調整抽油機的工作狀態。面對需要消耗大量時間的油井開采工作，一般情況下產量都會減少，在整合以往工作經驗的基礎上，企業專人工作人員提出要在單井油管線上安裝流量傳感器，二十四小時監察油井的產液量，而后以此為核心科學調節抽油機的電動機工作數據，并每隔一定時間計算油井泵的工作效率，及具體消耗的噸油數值，促使設備展現出的抽汲水平和井底的地層流體流入條件一致，進而提升設備的工作質量，并實現預期設定的工作目標。

結束語

綜上所述，在新時代發展背景下，面對日益革新的市場環境，競爭越發激烈的市場需求，長慶油田分公司第五采油廠要提出明確的發展目標，并認識到變頻調速控制技術在機械采油系統中具有積極作用。整合實踐案例分析，變頻控制技術屬于現代發展提出的高新技術，符合能源節約發展需求，現已在各個領域中得到了廣泛應用。因此，為了提升實踐工作效率，達到預期設定的發展目標，企業工作人員要在了解自身優勢和市場需求的基礎上，優化發展機械采油系統，并充分展現變頻調速控制技術的作用，這不僅符合新時代發展提出的節能要求，還可以提升企業發展步伐，以此為構建和諧發展社會環境奠定基礎。

參考文獻：

[1]丁亮. 大慶外圍油田提高機械采油系統效率方法研究[J]. 化學工程與裝備， 2016（2）：44-46.

[2]殷實， 譚國俊， 方磊， et al. 模塊化多電平變流器調速系統變頻控制[J]. 電工技術學報， 2016， 31（20）：139-150.

[3]顧建軍. 正確選擇變頻器對機械設備電控系統的正常運行非常關鍵[J]. 電氣應用， 2016（4）：14-14.