偉創(chuàng)電氣AC100系列變頻器在油田抽油機上的應(yīng)用
1概述 我國產(chǎn)油區(qū)很多油田均為低孔低滲的復(fù)雜斷塊油田,大多采用游梁式抽油機,俗稱“磕頭機”。傳統(tǒng)的抽油機由普通交流異步電動機直接拖動,因其機械特性,電機一直處于電動與發(fā)電兩種狀態(tài)之間切換,且切換頻率較高。當電機處于發(fā)電狀態(tài)時,會將多余能量反饋至電網(wǎng),引起主回路母線電壓升高,降低電網(wǎng)供電質(zhì)量,頻繁的沖擊也會造成電機的損壞,影響生產(chǎn)效率,增加維護成本,給企業(yè)造成重大的損失。為了進一步提高采油效率,降低維護成本,提高抽油機數(shù)字化、信息化、智能化程度,新一代抽油機專用驅(qū)動器的普及應(yīng)用顯的尤為重要。
圖1:抽油機外形
2工作原理 當抽油機工作時,驢頭懸點上作用的載荷是變化的。上沖程時,抽油桿柱帶著柱塞向上運動,柱塞上的游動閥受管內(nèi)液柱壓力而關(guān)閉。此時泵內(nèi)壓力降低,固定閥在環(huán)形空間液柱壓力(沉沒壓力)與泵內(nèi)壓力之差的作用下被打開。泵內(nèi)吸入液體、井口排出液體。下沖程時,柱塞下行,固定閥在重力作用下關(guān)閉。泵內(nèi)壓力增加,當泵內(nèi)壓力大于柱塞以上液柱壓力時,游動閥被頂開, 柱塞下部的液體通過游動閥進入柱塞上部,使泵排出液體,抽油機桿柱轉(zhuǎn)而對電動機做功,使電動機處于發(fā)電機的運行狀態(tài)。
圖2:抽油機各機構(gòu)名稱
由此可見當抽油機未進行輸出平衡時,上、下沖程的載荷極不均勻,這樣嚴重影響了抽油機的連桿機構(gòu)、減速箱和電動機的效率和壽命,惡化抽油桿的工作環(huán)境,增加它的斷裂次數(shù)。因此整個抽油機的改造工作重點在于電機能根據(jù)不同的做功情況調(diào)整自己的輸出,降低電能的損耗,減少對電網(wǎng)的沖擊,并且還要具備強大的聯(lián)網(wǎng)能力,方便客戶進行遠程的監(jiān)控與維護。
圖3:普通控制時的電機做功圖
3解決方案
根據(jù)我國油田分布特點,抽油機工作現(xiàn)況,將控制的驅(qū)動部件選用我司AC100系列矢量型變頻調(diào)速器。
圖4:現(xiàn)場安裝調(diào)試
相比傳統(tǒng)的抽油機變頻調(diào)速系統(tǒng),我司AC100專門針對油田行業(yè)進行了以下優(yōu)化:
1、沖程設(shè)定自學(xué)習(xí)功能。功能說明:當進入沖程修改界面后只需要進行一次自學(xué)習(xí)即可得到?jīng)_程范圍。
2、無接近開關(guān)或者接近開關(guān)損壞后的沖程自學(xué)習(xí)功能。功能說明:無接近開關(guān)或接近開關(guān)失效后,通過手動自學(xué)習(xí)方式,可以使抽油機在短時間內(nèi)繼續(xù)運行。
圖5:無接近開關(guān)或者接近開關(guān)損壞后的沖程自學(xué)習(xí)流程圖
3、增加電參界面。功能說明:顯示電流平衡度、功率平衡度和平均功率平衡度等相關(guān)電參數(shù),方便客戶對抽油機的能效進行評估。
4、豐富的通信擴展能力方便客戶進行設(shè)備的遠程管理、維護以及各種抽油數(shù)據(jù)的采集。我司AC100控制器可選配CANOPEN通信模塊,無線GPS模塊等,用戶可根據(jù)自己的實際情況進行選配。
圖6:無線組網(wǎng)拓樸圖
經(jīng)過現(xiàn)場實際生產(chǎn)考驗我司AC100在抽油機上的表現(xiàn)獲得了一致好評。 因為篇幅的原因,這里將不在對AC100相關(guān)參數(shù)一一列舉。
4結(jié)束語
AC100簡單的操作方式,各種參數(shù)的自學(xué)習(xí)功能幾乎是一鍵完成,大大降低了現(xiàn)場操作人員的工作強度;強大的組網(wǎng)能力,讓油井的數(shù)據(jù)采集、設(shè)備的監(jiān)控與維護可以實現(xiàn)遠程操作,為油田的無人化、智能化、信息化生產(chǎn)提供可能。
提交
偉創(chuàng)電氣參加第八屆全國建筑施工機械租賃大會
偉創(chuàng)電氣亮相印度國際自動化展
偉創(chuàng)電氣廢渣卸料系統(tǒng)在電廠的應(yīng)用
偉創(chuàng)電氣技術(shù)交流會在福建寧德順利召開
偉創(chuàng)電氣參加首屆建筑起重機械安全管理交流大會