貝殼BKVF系列變頻回饋一體機(jī)在油田抽油機(jī)上的應(yīng)用

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1  引言
    石油化工行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)行業(yè)，同時也是耗能大戶。目前，我國石油化工行業(yè)中抽油機(jī)的保有量在10萬臺以上，電動機(jī)裝機(jī)總?cè)萘吭?span lang="EN-US">3500MW，每年耗電量逾百億kW·h。抽油機(jī)的運(yùn)行效率特別低，在我國平均效率為25.96％，而國外平均水平為30.05％，年節(jié)能潛力可達(dá)幾十億kW·h。我國的油田不像中東的油田那樣有很強(qiáng)的自噴能力，多為低滲透的低能、低產(chǎn)油田，大部分油田要靠注水壓油入井，再用抽油機(jī)把油從地層中提升上來。以水換油或者以電換油是我國油田的現(xiàn)實(shí)，因而，電費(fèi)在我國的石油開采成本中占了相當(dāng)大的比例，所以，石油行業(yè)十分重視節(jié)約電能。多年來，各采油廠一直在抽油機(jī)節(jié)能的問題上下功夫，近幾年的實(shí)踐證明，變頻調(diào)速是最理想的高效調(diào)速節(jié)電技術(shù)。在油田生產(chǎn)中，應(yīng)用變頻技術(shù)，一是改造“大馬拉小車”設(shè)備，適應(yīng)變工況運(yùn)行，二是生產(chǎn)工藝自動化的需要，作為閉環(huán)系統(tǒng)中理想的執(zhí)行器。因?yàn)橛吞锷a(chǎn)的特殊性，選用變頻器常重點(diǎn)考慮操作簡單化，運(yùn)行的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性，出現(xiàn)故障后系統(tǒng)處理的靈活性。變頻技術(shù)的發(fā)展日新月異，在油田生產(chǎn)中也由過去的簡單應(yīng)用發(fā)展到系統(tǒng)集成，自動控制。所以，我們面臨的問題是怎樣做到變頻、電機(jī)、負(fù)載整個系統(tǒng)應(yīng)用最優(yōu)化，節(jié)電效益最大化。

2  抽油機(jī)介紹及相關(guān)功能需求
    抽油機(jī)(俗稱叩頭機(jī))是石油開采中的必備設(shè)備。一般，每個原油生產(chǎn)井都至少使用一臺抽油機(jī)，將深藏在地下(或海水中)的石油通過抽油管抽出。圖1給出了抽油機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。抽油機(jī)的每個工作循環(huán)可分為上提抽油桿，下放抽油桿，從上提抽油桿轉(zhuǎn)換為下放抽油桿，從下放抽油桿轉(zhuǎn)換為上提抽油桿四個階段。

  圖1     抽油機(jī)結(jié)構(gòu)圖
圖1中: 1—底座; 2—支架;
 3—懸繩器; 4—驢頭;
 5—游梁; 6—橫梁軸承座;
 7—橫梁; 8—連桿;
 9—曲柄銷裝置; 10—曲柄裝置;
 11—減速器; 12—剎車保險裝置;
 13—剎車裝置;14—電動機(jī);15—配電箱。
    抽油機(jī)的負(fù)荷電流曲線如圖2所示。顯然抽油機(jī)的負(fù)載為一周期性變化的負(fù)載。抽油機(jī)由于其特殊的運(yùn)行要求，所匹配的拖動裝置必須同時滿足三個最大的要求，即最大沖程，最大沖次，最大允許掛重。另外，還須具有足夠的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，以克服抽油機(jī)啟動時嚴(yán)重的靜態(tài)不平衡。因此，往往抽油機(jī)在設(shè)計時確定的安裝容量裕度較大。

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