變頻器在抽油機(jī)上應(yīng)用的若干問題探討

蔡煬

摘要：隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，在抽油機(jī)上運(yùn)用變頻調(diào)速節(jié)能，可以改變抽油機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，變頻器在抽油機(jī)上的合理應(yīng)用可以提高生產(chǎn)效率，保證油田企業(yè)在開采計(jì)劃上的推進(jìn)和生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，但是變頻器在抽油機(jī)上會(huì)出現(xiàn)很多的問題，只有針對這些問題提出合理地解決措施，才能保證抽油機(jī)的性能得到提高。

關(guān)鍵詞：變頻器;抽油機(jī);問題探討

在油田開采設(shè)備中，應(yīng)用最多的機(jī)械設(shè)備就是抽油機(jī)，并且抽油機(jī)的耗電量非常大，能占到油田總電量的40%，并且總體效率比較低。利用變頻器可以改善抽油機(jī)的工作效率，但是變頻器在抽油機(jī)上應(yīng)用會(huì)出現(xiàn)很多問題，只有將這些問題解決，才有利于增強(qiáng)抽油機(jī)的性能，增加抽油機(jī)的使用時(shí)間，減少抽油機(jī)的維修成本。因此技術(shù)人員應(yīng)該結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)理論知識(shí)，關(guān)注變頻器在抽油機(jī)上應(yīng)用的若干問題，在有效的技術(shù)措施實(shí)施下，可以提高抽油機(jī)的工作效率，為油田的順利生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

1變頻器在抽油機(jī)上應(yīng)用的沖擊電流問題

使用抽油機(jī)進(jìn)行相關(guān)生產(chǎn)計(jì)劃時(shí)，應(yīng)該對抽油機(jī)的組成和功能有所了解。使用抽油機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)該注重支架的合理使用，保證抽油機(jī)能夠正常進(jìn)行工作，并確保其工作的高效性。使用節(jié)能技術(shù)對抽油機(jī)進(jìn)行節(jié)能控制時(shí)，應(yīng)該考慮節(jié)能過程中的平衡關(guān)系，需要滿足電動(dòng)機(jī)、支架等構(gòu)建的支持下，要滿足抽油機(jī)可以正常進(jìn)行工作。通過大量的實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，抽油機(jī)的平衡率以電動(dòng)機(jī)所提供的動(dòng)力為反相關(guān)系：當(dāng)抽油機(jī)的平衡力越低時(shí)，電動(dòng)機(jī)所提供的動(dòng)力就會(huì)越大，當(dāng)抽油機(jī)的平衡力越高時(shí)，電動(dòng)機(jī)所提供的動(dòng)力就會(huì)越小，這與抽油煙機(jī)在工作中載荷動(dòng)態(tài)變化有關(guān)系。這種情況的出現(xiàn)，加大了抽油機(jī)節(jié)能控制的難度。當(dāng)抽油機(jī)工作中出現(xiàn)嚴(yán)重不平衡的狀態(tài)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的電流沖擊，造成抽油機(jī)的損耗增加，不僅浪費(fèi)電能，而且會(huì)對設(shè)備安全帶來嚴(yán)重地影響。這對這種情況的出現(xiàn)，需要利用變速器對抽油機(jī)曲柄配重塊進(jìn)行調(diào)整，并需要延長變速器的加速時(shí)間，保證設(shè)備在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的沖擊電流控制在合理范圍內(nèi)，避免產(chǎn)生過載保護(hù)動(dòng)作。

2變頻器在抽油機(jī)上應(yīng)用的再生能量處理問題

當(dāng)抽油機(jī)在工作處于配重不平衡時(shí)，會(huì)引起電動(dòng)機(jī)的再生制動(dòng)模式進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)有慣性，會(huì)在這種作用下會(huì)使轉(zhuǎn)速增大。此時(shí)，抽油機(jī)上的變頻器開關(guān)器將會(huì)與再生能源之間產(chǎn)生整流作用，這種作用會(huì)影響直流母線，導(dǎo)致其無法向電網(wǎng)反饋電能。因此會(huì)發(fā)生抽油機(jī)失誤直流母線電壓偏高，給其他構(gòu)件帶來安全隱患。針對這種情況的發(fā)生，應(yīng)該采取以下幾種措施：第一，根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)增加變頻器直流母線的濾波電容器容量，為抽油機(jī)提供正常地運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)的節(jié)能效果。第二，對于寒冷地區(qū)的抽油機(jī)，應(yīng)該在其內(nèi)部裝置加熱設(shè)備，避免因?yàn)樽冾l器直流母線電壓升高的同時(shí)降低抽油機(jī)的能耗。第三，在正常運(yùn)行過程中，需要設(shè)置合理的能量回饋裝置，確保變頻器作用向抽油機(jī)再生能量處理有效性。

3變頻器在抽油機(jī)上應(yīng)用的電磁兼容性問題

抽油機(jī)實(shí)際運(yùn)行的過程中，如果抽油機(jī)上的變頻器處于正常工作狀態(tài)，就會(huì)產(chǎn)生電磁干擾的問題，電磁干擾會(huì)對抽油機(jī)的相關(guān)設(shè)備通信造成一定的影響。最主要是因?yàn)樽冾l器在工作中會(huì)產(chǎn)生一種電磁干擾源，產(chǎn)生的電壓波會(huì)對抽油機(jī)設(shè)備的通信系統(tǒng)造成干擾，在影響設(shè)備性能的同時(shí)會(huì)加大能量的消耗，導(dǎo)致抽油機(jī)的工作效率降低。所以相關(guān)技術(shù)人員一定要考慮變頻器在抽油機(jī)上應(yīng)用的電池兼容問題，對變頻器連接信號的工作狀態(tài)進(jìn)行合理分析，采用共模和差模干擾系統(tǒng)來處理電池兼容性問題，有效解決電磁兼容性問題，降低抽油機(jī)的能量消耗。

4變頻器在抽油機(jī)上應(yīng)用的可靠性及環(huán)境適應(yīng)性問題

由于抽油機(jī)的工作環(huán)境比較復(fù)雜，惡劣的工作環(huán)境會(huì)影響抽油機(jī)的工作性能，甚至有可能會(huì)引發(fā)設(shè)備故障，所以在選擇變頻器的過程中，一定要考慮可靠性環(huán)境適應(yīng)性問題，才能保證抽油機(jī)上變頻器能夠正常工作，在滿足設(shè)備穩(wěn)定工作的要求同時(shí)還能提升節(jié)能水平。針對這種問題，可以采用以下幾種措施：第一，對變頻器結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，提高變電器在抽油機(jī)中的工作效率，并加強(qiáng)抽油機(jī)的設(shè)計(jì)防護(hù)，提高雙層密閉保溫控制柜的使用效率。第二，利用信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)構(gòu)建完善的強(qiáng)迫風(fēng)冷系統(tǒng)，幫助保溫控制柜中的熱量能夠及時(shí)排出，并且更換冷風(fēng)系統(tǒng)，為抽油機(jī)的正常工作提供有力的工作環(huán)境，確保變頻器能夠正常運(yùn)行。同時(shí)在降低抽油機(jī)能耗的過程中要注意節(jié)能效果，降低企業(yè)的成本投入，讓抽油機(jī)的實(shí)踐應(yīng)用效果可以得到增強(qiáng)。

5閉環(huán)控制的采樣問題

利用變頻器對抽油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)整，可以使抽油機(jī)動(dòng)態(tài)能夠適應(yīng)油井的負(fù)荷變化，從而達(dá)到節(jié)能的目的，在此過程中需要增加外部傳感器，否則就不能實(shí)現(xiàn)閉環(huán)智能控制，只能依靠人工操作來進(jìn)行控制。所采用的外部傳感器類型，與間抽控制器大小保持一致，但是具體的操作要求會(huì)有差別。流量檢測是最直觀和最準(zhǔn)確的方法，流量傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)小流量監(jiān)測并且能夠解決抽油機(jī)防堵問題;光管載荷傳感器也可以用來檢測井下液量的多少，閉環(huán)調(diào)速控制與間抽控制有所不同，閉環(huán)調(diào)速控制只要求載荷的變化趨勢，不需要對標(biāo)定空抽設(shè)定值，光桿載荷器傳感器的平均載荷大，說明井下的液量比較少，應(yīng)該采取減速運(yùn)行;光桿載荷器傳感器的平均載荷小，說明井下的液量比較多，應(yīng)該采取加速運(yùn)行。利用電流控制是不合理的，因?yàn)槌伺渲赜绊懸酝?，?dāng)電機(jī)調(diào)速時(shí)，電流的速度也會(huì)增大，所以不能將電流信號來作為控制依據(jù)。

6結(jié)束語

油田在開采過程中對抽油機(jī)的使用頻率比較大，而抽油機(jī)存在負(fù)載率低功能因數(shù)低等問題，導(dǎo)致電能出現(xiàn)浪費(fèi)的情況。利用變頻器系統(tǒng)可以使抽油機(jī)適應(yīng)油井負(fù)荷變化，同時(shí)能夠延長抽油機(jī)的使用時(shí)間，減少抽油機(jī)的日常維護(hù)成本。因此在油田開發(fā)技術(shù)上應(yīng)該大力研發(fā)變頻控制技術(shù)，可以幫助油田加大開采量，減少資源的消耗，進(jìn)一步提高油田的經(jīng)濟(jì)效益。

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