抽油机是开采石油的一种机器设备,俗称“磕头机”,通过加压的办法使石油出井。在我国,以水换油、以电换油是目前油田的现实,耗电费用在我国的石油开采成本中占了相当大的比例。所以,石油行业十分重视节约电能,节省电耗就是直接降低石油的开采成本,抽油机节能,其 方案是采用变频控制系统对其电机拖动系统进行改造。
变频控制系统应用于抽油机时,需要解决冲击电流和再生能量的问题,这里简单分析一下:
(1)冲击电流问题:般变频器的容量是按电动机的额定功率来选配的,过大的冲击电流会引起变频器的过载保护,不能正常工作。通过对抽油机曲柄配重块的调整,可以使冲击电流降到电机额定电流之内,冲击电流与正常工作电流之比在1.5倍以内。这样,选用与电机额定功率同容量的变频器,甚至略小于电机额定功率的变频器(要视抽油机电动机的负载率而定)都可以长期稳定运行。(电气控制柜)
(2)再生能量的处理问题:
a、增大变频器直流母线上滤波电容器的容量,将再生能量储存起来,等电动状态时再释放给电动机作功。(软启动柜)
b、采用"放"的办法,可以采用由分流电阻器和开关管组成泵升电压限制电路,将回馈能量消耗在电阻上,这是一种耗能的方法,对节能不利。尤其是在大容量或者大惯量拖动系统中,能量的损失较大。当然也可以采用现成的变频器选件制动单元和制动电阻来实现,只是投资更大,耗能也更大。
c、对于地处北方寒冷地区的抽油机,为了在冬季增加原油的流动性和防止结腊,对井口回油管进行电加热,如中频电加热装置,这时也可将变频器与中频电加热装置共用整流电路及直流母线,这样可将电动机回馈到直流母线上的再生能量用于中频加热器,同时又防止了直流母线电压的泵升。(变频控制柜)
d、对于同一井场上有多口油井的场所,可以采用共用直流母线系统方案:即若干台抽油机的变频器可共用一台整流器,将其直流母线联结在一起,利用各变频器的回馈能量不可能在同时发生的原理,将某一台变频器的回馈能量作为其它变频器的动力。这样即节约了能量,又防止了泵升电压的产生。
抽油机使用了变频控制系统的优势:(自动化PLC控制柜)
(1)大大提高了功率因数(可由原来的0.25~0.5提高到0.9以上),大大减小了供电电流,从而减轻了电网及变压器的负担,降低了线损,可省去大量的"增容"开支。
(2)可根据油井的实际供液能力,动态调整抽取速度,一方面达到节能目的,同时还可以增加原油产量。
(3)由于实现了真正的"软启动",对电动机、变速箱、抽油机都避免了过大的机械冲击,大大延长了设备的使用寿命,减少了停产时间,提高了生产效率。
变频调速技术作为高新技术、基础技术和节能技术,其应用已经渗透到石油行业的各个技术部门,为石油产业的发展起到了很大的推动作用。
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