機(jī)械采油系統(tǒng)變頻調(diào)速控制的實現(xiàn)與技術(shù)分析

洪建民 趙天甲 樊臻 黃靜

摘 要：變頻調(diào)速控制是機(jī)械采油系統(tǒng)運行的重要組成部分。以現(xiàn)階段機(jī)械采油系統(tǒng)運行情況為基礎(chǔ)，結(jié)合近年來變頻調(diào)速控制應(yīng)用特點，明確新時代發(fā)展對機(jī)械采油的要求，深層探索如何在系統(tǒng)中有效引用變頻調(diào)速控制，以此達(dá)到預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：機(jī)械采油；系統(tǒng)；變頻調(diào)速控制；技術(shù)

在社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，科技技術(shù)持續(xù)革新的背景下，不管是油田生產(chǎn)還是工業(yè)領(lǐng)域，變頻技術(shù)都具有積極作用。了解實踐案例分析可知，在傳感器技術(shù)、信息技術(shù)等理念的整合下，油田開發(fā)工作中的抽油機(jī)能源消耗得到有效控制。具體操作是通過引用變頻調(diào)速技術(shù)，用傳感器技術(shù)來進(jìn)行模糊控制，促使機(jī)械采油的效率可以在實踐運行中得到維持，以此避免設(shè)備出現(xiàn)空轉(zhuǎn)，進(jìn)而減少不必要的能源消耗。除此之外，在油田生產(chǎn)中引用變頻技術(shù)可以讓抽油機(jī)軟啟動，進(jìn)而選擇更為有效的設(shè)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(jī)械采油系統(tǒng)變頻調(diào)速控制的實現(xiàn)與技術(shù)進(jìn)行研究與分析。

1.機(jī)械采油系統(tǒng)運行特點

在石油開采工作中，機(jī)械采油系統(tǒng)具有重要作用，其工作效率和質(zhì)量直接決定了整體石油開采水平。通常情況下，機(jī)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(tài)下，采油系統(tǒng)中損耗的就是無用功率，其決定了整體機(jī)械采油系統(tǒng)的運行效果。由此可知，要想提升機(jī)械采油系統(tǒng)運行效率，需要工作人員加大對變頻調(diào)速控制技術(shù)的深層探索【1】。

了解當(dāng)前機(jī)械采油工作情況可知，機(jī)械抽油系統(tǒng)包含地面和井下兩大部分。其中前者分為進(jìn)口裝置、發(fā)動機(jī)等內(nèi)容，而后者又分為油套管柱、抽油管柱等內(nèi)容。抽油機(jī)的系統(tǒng)效率包含地面效率和與系統(tǒng)對應(yīng)的井下效率。在轉(zhuǎn)變能量的過程中，系統(tǒng)會消耗一定能量，且主要從兩方面入手，其一連桿裝置、發(fā)動機(jī)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(shù)應(yīng)用原理分析

在新時代發(fā)展背景下，機(jī)械采油系統(tǒng)變頻調(diào)速控制技術(shù)的提出，可以讓石油企業(yè)工作人員通過引用開關(guān)順序電路、變頻調(diào)速器等對有關(guān)設(shè)備進(jìn)行智能化管控。以抽油機(jī)為例，工作人員在實踐工作中面對持續(xù)革新的負(fù)載，通過引用變頻調(diào)速控制設(shè)備，可以在了解油井工況和產(chǎn)液量的基礎(chǔ)上，科學(xué)調(diào)控抽油機(jī)上下沖程的速度比值，以此提升泵沖系數(shù)和排量系數(shù)，實現(xiàn)預(yù)期設(shè)定的工作目標(biāo)。而在調(diào)控抽油機(jī)沖次工作中，可以在系統(tǒng)的幫助下進(jìn)行無極調(diào)控，操作起來非常簡單方便，且可以控制抽油機(jī)的能源消耗情況，提升實際泵效。在保障抽油機(jī)軟啟動的基礎(chǔ)上，控制電網(wǎng)面對的各類影響因素，以此有效保護(hù)機(jī)械采油設(shè)施的應(yīng)用安全，并控制用電設(shè)施儲備的容量。與此同時，變頻調(diào)速控制設(shè)備可以保護(hù)處于工作狀態(tài)下的抽油機(jī)電動機(jī)，通過及時向工作人員提出預(yù)警，促使他們能在了解問題的基礎(chǔ)上提出有效的解決方案，進(jìn)而保障設(shè)備工作效率。

面對長時間開采出現(xiàn)油井供液不充足的情況，亦或是進(jìn)入強(qiáng)采時期的油井中。油田企業(yè)工作人員要在了解產(chǎn)液量的基礎(chǔ)上，選擇適宜的抽汲參數(shù)，并依據(jù)智能化管控提升油井的產(chǎn)量，同時保障設(shè)備展現(xiàn)出的抽汲能力和地層壓力一致，以此提升整體系統(tǒng)的工作質(zhì)量和效率。在新時代發(fā)展背景下，當(dāng)前引用最多的變頻調(diào)速多功能控制設(shè)備不僅可以對設(shè)備進(jìn)行壓力的實時調(diào)節(jié)，還可以二次利用抽油機(jī)中的回饋電能，而后依據(jù)特殊規(guī)定的電路為電網(wǎng)提供電能，以此保障能源得到合理引用，避免出現(xiàn)過多的能源消耗【2】。

3.機(jī)械采油系統(tǒng)變頻調(diào)速控制技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

3.1滿足電動機(jī)零啟動和軟啟動要求

了解實踐案例可知，抽油機(jī)電動機(jī)在運行過程中，對功率的要求非常高，變頻調(diào)速設(shè)備不但可以讓啟動電流從小到大轉(zhuǎn)變，且不會超出預(yù)期規(guī)定的電機(jī)電流，以此提升電動機(jī)的工作效率，實現(xiàn)節(jié)能要求，并全面保護(hù)用電設(shè)備的安全性能。

3.2通過控制扭矩波動區(qū)域提升能源利用率

據(jù)調(diào)查分析可知，電動機(jī)在運動過程中若是產(chǎn)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(jī)工作狀態(tài)穩(wěn)定，且電流起伏不大，此時能源應(yīng)用率會得到提升。變頻調(diào)速控制設(shè)備可以在獲取扭矩信號的基礎(chǔ)上，對抽油機(jī)進(jìn)行全面管控，并實現(xiàn)智能化工作要求，表面電動機(jī)的扭動波動出現(xiàn)較大的變化，以此提升能源應(yīng)用效率。除此之外，對電動機(jī)進(jìn)行智能化管理，還有助于預(yù)防電機(jī)反發(fā)電現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.3快速調(diào)控抽油機(jī)電動機(jī)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(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，科技技術(shù)持續(xù)革新的背景下，受現(xiàn)代化發(fā)展理念的影響，逐漸認(rèn)識到引用變頻調(diào)速控制設(shè)備的重要性，并開始在實踐工作中全面推廣。變頻調(diào)速控制設(shè)備應(yīng)用起來非常簡單，且可以直接調(diào)節(jié)抽油機(jī)電動機(jī)的工作時間與效率，促使其運行階段獲取的數(shù)據(jù)信息更為科學(xué)。若是抽油機(jī)充次沒有發(fā)生變化，不僅有助于工作人員科學(xué)調(diào)整抽油機(jī)電動機(jī)的頻率，還可以優(yōu)化設(shè)備沖程效率。除此之外，在抽油機(jī)設(shè)備展現(xiàn)出的上行電動機(jī)頻率低于下行電動機(jī)頻率的情況下，兩者具備的沖程時間也會出現(xiàn)變化，原油進(jìn)入泵的時間會加長，進(jìn)而提升泵的充滿系數(shù)，優(yōu)化實踐工作效率，控制設(shè)備工作階段的輸入頻率，以此實現(xiàn)控制能源消耗的工作目標(biāo)。

3.4對抽油機(jī)進(jìn)行智能管控

對機(jī)械采油系統(tǒng)而言，工作人員在安裝變頻調(diào)速控制設(shè)備后，能直接對電動機(jī)工作中的各項數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)測，這對新時代發(fā)展下智能化管控工作具有積極作用。在檢查電動機(jī)頻率、電流等數(shù)據(jù)的情況下，引用無級變速優(yōu)化抽油機(jī)沖次，亦或是在了解扭矩變化特點的基礎(chǔ)上有效控制電動機(jī)變頻。與此同時，在機(jī)械采油系統(tǒng)中引用變頻調(diào)速控制設(shè)備，通過實時獲取電動機(jī)工作數(shù)據(jù)，能為避免設(shè)備出現(xiàn)過流、過壓等問題奠定基礎(chǔ)，以此優(yōu)化設(shè)備工作的安全性能，進(jìn)而充分展現(xiàn)自動間斷抽油功能【3】。

3.5動態(tài)調(diào)整抽油機(jī)工作情況

工作人員在測量系統(tǒng)運行階段的流量時，可以隨意調(diào)整抽油機(jī)的工作狀態(tài)。面對需要消耗大量時間的油井開采工作，一般情況下產(chǎn)量都會減少，在整合以往工作經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，企業(yè)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(jiān)察油井的產(chǎn)液量，而后以此為核心科學(xué)調(diào)節(jié)抽油機(jī)的電動機(jī)工作數(shù)據(jù)，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(shù)值，促使設(shè)備展現(xiàn)出的抽汲水平和井底的地層流體流入條件一致，進(jìn)而提升設(shè)備的工作質(zhì)量，并實現(xiàn)預(yù)期設(shè)定的工作目標(biāo)。

結(jié)束語

綜上所述，在新時代發(fā)展背景下，面對日益革新的市場環(huán)境，競爭越發(fā)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(fā)展目標(biāo)，并認(rèn)識到變頻調(diào)速控制技術(shù)在機(jī)械采油系統(tǒng)中具有積極作用。整合實踐案例分析，變頻控制技術(shù)屬于現(xiàn)代發(fā)展提出的高新技術(shù)，符合能源節(jié)約發(fā)展需求，現(xiàn)已在各個領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。因此，為了提升實踐工作效率，達(dá)到預(yù)期設(shè)定的發(fā)展目標(biāo)，企業(yè)工作人員要在了解自身優(yōu)勢和市場需求的基礎(chǔ)上，優(yōu)化發(fā)展機(jī)械采油系統(tǒng)，并充分展現(xiàn)變頻調(diào)速控制技術(shù)的作用，這不僅符合新時代發(fā)展提出的節(jié)能要求，還可以提升企業(yè)發(fā)展步伐，以此為構(gòu)建和諧發(fā)展社會環(huán)境奠定基礎(chǔ)。

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