随着科技与经济的不断发展, 变频技术的发展也取得了很大进步, 目前该技术已经可以与遥感技术等结合起来共同应用于模糊控制, 以达到降低运行能耗、减少空耗产生的目的, 这符合现代节能环保的理念。同时, 变频技术的应用也简化了油田开发和采油管理过程, 因为其能够适应于油田开发过程中地下参数不断变化的特征, 以及还可以使抽油机实现软启动方式。总体来说, 变频技术的应用大大优化了油田开发过程, 切实提高了采油效益。以下笔者就结合实际来谈谈采油管理中抽油机变频控制柜的具体应用。
1 采油管理中抽油机变频控制柜的原理
通常情况下, 在采油管理中的抽油机工作过程中有两种运行状态:一者是在抽油机运动之时, 电动机中的驱动装置从其电网中获取一部分电能;二者是在抽油机运动过程中释放热量。这两种不同的运行状态说明了抽油机可以将势能转化为电能, 实现能量转换, 并将电能传到电网当中。不过, 由于此过程是间接性的, 所以往往容易造成电能浪费, 而如果采用变频技术, 就可以直接进行能量传递, 以达到减少能耗的目的。简单来说, 采油管理中抽油机变频控制柜的原理是采用吸收电容、制动电阻、回馈制动等方法来实现对再生电能的处理。其中, 回馈制动可以实现永磁电机与变频控制柜的有机结合, 从而起到有效提高节能效率的作用, 是一种比较高级的方法, 约可以节省30%-60%的电能。而变频控制柜增产的原理是将动态节能装置的频率设为正常、最低、最高三种状态, 并将载荷设为最小, 从而通过对载荷的实时采集来分析与处理示功图。变频控制柜使抽油机实现了上部快、下部慢的运行状态, 大大降低了空耗产生率、提升了泵效率、提高了原油开采产量。另外, 电动机的运行效率与其负荷率有关, 功率不同的电动机的效率下降程度也有所不一, 两者都会受负荷载影响, 并存在一个临界负荷率, 所以若想实现节能, 就必须要提高负荷率, 最好是将负荷率控制在70%以上。
2 常用抽油机的电动机工作的特点分析
在所有采油机械中, 游梁式抽油机的应用范围最广、所占比例最大, 约占了75%以上。由于游梁式抽油机在工作过程中往往受周期变化的负荷冲击性影响较大, 所以在选择其的电动机之时, 应当优先选择那些具有较高承载能力与容量的电动机。再者, 游梁式抽油机的电动机有两种发电状态, 其发电与平衡效果具有较大关系, 一般若平衡效果越好则发电越少。由于抽油杆在上下死点中所发出的冲击会大大降低电动机的运行效率, 因此在对游梁式抽油机进行节能改造之时应当先改变电动机的不良机械特征, 同时还要提高电动机的负荷率。
3 抽油机的电动机的节能途径及节能情况
在采油管理中, 抽油机的电动机的节能途径主要有三:一是人为改造电动机的机械特性, 例如改动电源的频率去除其硬特性, 使之可以与负荷的柔特性更好地配合;二是在设计之时就充分考虑电动机的特性, 从源头上对其特性进行改善, 提高其运行效率;三是通过不断提高负荷率的值来实现节能。变频调速节能技术现今已经发展得比较成熟, 其通过改造抽油机的电动机, 即在电源中加上一个变频器来降低电动机的容量, 以实现提高运行负荷率的目的。变频器的调速作用可以改变上下冲程之间的速度比, 并且其输入功率值接近于1, 促使了整个抽油机系统中的各个部分得以更好地进行配合, 进而实现了节能目的。不过, 经过改造后的电动机也具有一些缺陷, 例如其成本较高、现场管理难度较大等等, 另外变频器的使用也增加了约6%的功率消耗, 再就是受变频器谐波影响, 电动机的损耗也会有所增加。
4 采油管理中抽油机变频控制柜的应用优势
在采油管理中应用双变频技术于智能变频控制柜中, 可以有效优化抽油机中能量的转化及传递过程, 以实现节能目的。与一般的变频控制柜相比, 这种变频控制柜能够将重新返回到直流环节中的可以再生的电能转化成为与电网中的电源相位相同的同步交流正弦波, 然后再利用滤波将其传递给电网以供使用。其次, 该变频控制柜可以通过对电磁调速电机的一系列节能改造, 重新调整和设定其速度, 使其达到最大档范围, 并降低变频器频率, 促使冲饮正常化, 以达到节能和高效运行的目的。具体来说, 采油管理中抽油机变频控制柜的应用具有以下几点优势: (1) 保护过流、过载、过压、短路、缺相、三相不平衡; (2) 实现软启动、软停止; (3) 提高安全性, 减轻疲劳和磨损; (4) 提高运行的经济效益; (5) 可根据需要随时转工频旁路运行, 从而保障正常运行。
5 结语
综上所述, 在采油管理中应用双变频技术对抽油机进行科学改造, 形成变频控制柜, 可以有效提高采油效率, 减少运行能耗, 达到节能目的, 值得推广应用。
摘要：近年来, 随着我国石油业的发展, 采油规模越来越大, 对于石油企业来说, 提高原油采收率是最重要的工作任务之一。在科技进步和发展的推动下, 变频技术迅速地发展了起来, 而其在采油管理中也有着不可替代的作用。基于抽油机的运行特点, 变频技术在计算机技术、信息技术、变频调速技术及传感技术等的辅助下, 可以在采油管理中发挥出有效的功能, 实现降低抽油机能耗、模拟采油过程、控制采油效率等目标。鉴于此, 本文主要探讨了采油管理中抽油机变频控制柜的具体应用, 希望能够对我国石油业的发展有所助益。
关键词：采油管理,抽油机,变频控制柜
参考文献
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