抽油機(jī)專用變頻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用研究

高嶺 張偉

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，油田企業(yè)的生產(chǎn)水平也達(dá)到了一個(gè)新的高度，抽油機(jī)是整個(gè)石油開采工作中耗能比較大的生產(chǎn)設(shè)備，在進(jìn)行開采工作時(shí)，其工作情況是隨著供液量的變化而改變的，一旦出現(xiàn)問題，將會浪費(fèi)很多電能。本文主要對抽油機(jī)專用變頻節(jié)能技術(shù)進(jìn)行研究，介紹了抽油機(jī)在進(jìn)行節(jié)能改造的過程中，變頻器的應(yīng)用情況。在改造之后，使抽油機(jī)能夠高效的運(yùn)行，從而達(dá)到提高生產(chǎn)水平與節(jié)能降耗的目的。

關(guān)鍵詞：抽油機(jī);變頻器;節(jié)能技術(shù)

在進(jìn)行開采工作時(shí)，抽油機(jī)是通過電動機(jī)來實(shí)現(xiàn)減速器驅(qū)動的，能夠有效的帶動連桿機(jī)構(gòu)，使驢頭能夠?qū)崿F(xiàn)上下擺動工作，在驢頭進(jìn)行擺動的過程中，會在抽油桿的帶動下，使得活塞泵能夠正常運(yùn)作，以此來實(shí)現(xiàn)整個(gè)抽油過程。在抽油機(jī)進(jìn)行開采工作的過程中，會產(chǎn)生一定的負(fù)載效應(yīng)，對減速器的經(jīng)扭矩也會造成一定的影響，這樣的情況主要反映在電動機(jī)上，具體表現(xiàn)為電流的變化較大。據(jù)抽油機(jī)的平衡裝置主要表現(xiàn)來看，對于扭矩的要求較高，即使在靜止的狀態(tài)下也能夠有效的啟動。為了能夠?qū)崿F(xiàn)這項(xiàng)目標(biāo)，在選擇電機(jī)設(shè)備的過程中，需要格外的重視電機(jī)的額定功率，保證能夠滿足對于額定功率的要求，在啟動后能夠使電機(jī)在輕載的狀態(tài)下工作。在這樣的情況下，電機(jī)的效率大約在50%，其功率的因數(shù)則約為0.4左右，存在著能源浪費(fèi)的情況，因此，需要對其進(jìn)行有效的節(jié)能規(guī)劃。在具體的節(jié)能處理過程中，可以分為兩個(gè)方面進(jìn)行考慮，一是從電機(jī)的自身進(jìn)行考慮，有效的提升電機(jī)的符合率與效率。二是從系統(tǒng)的層面進(jìn)行考慮，改變電機(jī)的機(jī)械特性，在抽油機(jī)、抽油泵、抽油桿有著較高配合度的情況下，提升系統(tǒng)效率。通過對比以上兩種情況發(fā)現(xiàn)，第二種改善方式更有潛力，在抽油機(jī)中假裝變頻技術(shù)，不僅可以使抽油機(jī)、抽油泵與抽油桿之間有著較高的被合度，還可以在有效提升自動化系統(tǒng)的情況下，對工作人員的工作量進(jìn)行減少，在實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的情況下是經(jīng)濟(jì)收益更上一層。

1 抽油機(jī)專用變頻節(jié)能技術(shù)的改造方案

1.1 改造難點(diǎn)

在對抽油機(jī)進(jìn)行改造的過程中，所存在的難點(diǎn)主要有：①在其循環(huán)單一的工作過程中，有著兩次發(fā)電的狀態(tài)。在這時(shí)，如果沒有及時(shí)的做好有效措施，很有可能引起變頻器故障。②由于該項(xiàng)技術(shù)對設(shè)備的轉(zhuǎn)矩有著一定的要求，所以，在開啟抽油機(jī)時(shí)，如果沒有對變頻器的參數(shù)進(jìn)行有效的設(shè)置，極有可能出現(xiàn)過流或者不能啟動的情況。

1.2 變頻節(jié)能技術(shù)的主要改造方案

在抽油機(jī)中應(yīng)用到變頻器主要有以下特點(diǎn)：根據(jù)抽油機(jī)的在和特點(diǎn)與工作特點(diǎn)，嚴(yán)格的按照工作的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對抽油機(jī)的改造工作，可以將防雷裝置、抗干擾裝置等設(shè)備繼承在變頻器中，以此來提升設(shè)備的整體可靠性。抽油機(jī)在進(jìn)行生產(chǎn)工作時(shí)為交變載荷，在變頻器中有著一定程度的控制作用，在對原有的特性進(jìn)行轉(zhuǎn)換的情況下，能夠使其根據(jù)開采的情況自動進(jìn)行調(diào)節(jié)。與此同時(shí)，隨著抽油機(jī)的動態(tài)頻次進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，從而達(dá)到增加產(chǎn)量的同時(shí)也能保證節(jié)能的效果。變頻節(jié)能技術(shù)能夠在抽油機(jī)運(yùn)作的過程中進(jìn)行沖程與頻次的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對抽油機(jī)的沖次進(jìn)行調(diào)節(jié)的同時(shí)，也能對抽油泵進(jìn)行一定程度的調(diào)整，在提升抽取效率的情況下使原有的產(chǎn)量有所提升，在減少電機(jī)功率的情況下減少耗能度。在使用變頻技術(shù)的過程中，通過應(yīng)用位置傳感器，可以有效的對變頻器不同頻率的電流進(jìn)行控制，使抽油機(jī)的上下沖程在轉(zhuǎn)速不動的情況下，對其進(jìn)行調(diào)節(jié)。除此之外，也能對每個(gè)沖程的速度根據(jù)實(shí)際的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此來提升抽油泵的充滿度。而在通過適當(dāng)?shù)奶嵘渖舷滦谐?，則可以在有效減少漏失系數(shù)的情況下，達(dá)到增產(chǎn)的效果。

2 抽油機(jī)專用變頻節(jié)能技術(shù)時(shí)的注意事項(xiàng)

在對抽油機(jī)進(jìn)行變頻改造的過程中，需要對以下幾點(diǎn)進(jìn)行格外的注意，①在進(jìn)行變頻改造工作時(shí)，按照抽油機(jī)大轉(zhuǎn)矩的特點(diǎn)，做好提升抽油機(jī)轉(zhuǎn)矩曲線的設(shè)計(jì)，從而達(dá)到工作需求，如果沒有設(shè)置好抽油機(jī)轉(zhuǎn)矩曲線的提升設(shè)計(jì)，將導(dǎo)致電流增大。②當(dāng)抽油機(jī)的滑塊裝置下降時(shí)，其負(fù)荷將會不斷的降低，并且，會導(dǎo)致電機(jī)再生發(fā)電。當(dāng)電能進(jìn)入變頻器之后會轉(zhuǎn)換成直流，提升母線的電壓。在這樣的情況下，需要控制要電壓，如果電壓過高，將會導(dǎo)致設(shè)備的主要器件損壞，例如電解電容與功率模塊等。對此，需要施加制動回路，在及時(shí)釋放再生電壓的情況下，是的主要器件在安全的電壓中進(jìn)行工作。③由于抽油機(jī)的工作環(huán)境一般情況下是比較惡劣的，而且普遍處于無人看守的狀態(tài)。因此，對于變頻器適應(yīng)環(huán)境的能力與可靠性有著極高的要求。面對這樣的情況，在選擇變頻器的時(shí)候就需要根據(jù)實(shí)際的環(huán)境進(jìn)行選擇，與此同時(shí)，需要做好雙層式控制柜的設(shè)計(jì)工作，在其中加入自動的控制系統(tǒng)。在溫度過高是，自動啟動冷風(fēng)系統(tǒng)，排除控制柜內(nèi)的熱量。在溫度過低的情況下，則自動進(jìn)行加熱，從而達(dá)到變頻器能夠在理想溫度下進(jìn)行工作，同時(shí)，尤為控制柜的雙層式結(jié)構(gòu)，也使其避免了長時(shí)間的陽光直射。

3 抽油機(jī)專用變頻節(jié)能技術(shù)時(shí)的應(yīng)用效果

相比于傳統(tǒng)的抽油機(jī)，加入變頻節(jié)能技術(shù)的抽油機(jī)有著以下特點(diǎn)：①在運(yùn)行過程中，實(shí)現(xiàn)了抽油機(jī)軟啟動方式，在大程度的降低了啟動電流的情況下，延長了設(shè)備的使用壽命。②有效的提升了電機(jī)的功率，在降低損耗的基礎(chǔ)上減輕了變壓器與電網(wǎng)的運(yùn)行負(fù)擔(dān)。③通用性較強(qiáng)，對于油井不同工作情況的要求達(dá)到滿足，而且，能夠調(diào)整抽油機(jī)動態(tài)參數(shù)的情況下，對原生產(chǎn)水平進(jìn)行提升。④變頻器有著過壓、失速以及短路等功能，以精確可靠的方式對電機(jī)進(jìn)行保護(hù)。⑤在科學(xué)的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，對抽油機(jī)的沖程進(jìn)行無極調(diào)節(jié)，⑥操作方便可以直接通過控制面板進(jìn)行有關(guān)參數(shù)的設(shè)定與調(diào)節(jié)，而且方便掌握。

4 結(jié)束語

在我國社會經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展的新形勢下，我國的油田企業(yè)的生產(chǎn)水平也在不斷的發(fā)展與進(jìn)步，與此同時(shí)，我國的油田企業(yè)也面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。綜上所述，抽油機(jī)專用的變頻節(jié)能技術(shù)，不僅可以提高工作效率、提升產(chǎn)量，同時(shí)，也能夠有效的做好節(jié)能降耗工作，對電機(jī)與相關(guān)設(shè)備起到一定的保護(hù)作用。這項(xiàng)技術(shù)有著非常廣泛的應(yīng)用前景，現(xiàn)代社會中，能源逐漸緊張，是我國十分重視的問題，憑借著變頻器獨(dú)特的便捷操作方式，與節(jié)能降耗的特點(diǎn)，在以后發(fā)展的道路上，一定能夠取得良好的技術(shù)成就。

參考文獻(xiàn)：

[1]周佳勝.變頻調(diào)速器在油田設(shè)備上的應(yīng)用[J].變頻器世界，2003.

[2]張書利.抽油機(jī)電機(jī)節(jié)能改造技術(shù)的應(yīng)用[J].科技信息，2010.