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EN600變頻器在游梁式抽油機的應用
通過易能多個系列變頻器在各個型油田的實際使用數(shù)據(jù)測算可得,在油田游梁式抽油機的應用中,變頻節(jié)能比可達30~50%,同時,產油量可增加20~30%。綜上所述,易能EN600產品作為高新技術產品,已廣泛應用石油行業(yè)的各部門。

? 一、游梁式抽油機用途


      游梁式抽油機,俗稱磕頭機,也稱游梁式曲柄平衡抽油機,指含有游梁,通過連桿機構換向,曲柄重塊平衡的抽油機。油田作為一個特殊行業(yè),有其獨特的背景, 目前,抽油機是應用最普遍的石油開采機械之一,油田主要耗電設備,用電量高達油田總用電量的40%,該種設備使用效率較低,一般在30%左右。

1.webp.jpg

?

二、游梁式抽油機工作要求及工藝流程


游梁抽油機負載是特點的時變負載,負載承周期性變化,有動、靜負載特性之分。起動初始狀態(tài)要求拖動電機的起動力矩是抽油機實際負載的3~4倍以上,起動力矩是抽油機選配電機的第一要素。因此,按起動力矩設計的系統(tǒng)負載功率必然匹配不佳,實際運行負載功率都遠小于電機的額定功率,存在“大馬拉小車”現(xiàn)象。過剩的抽油能力令抽油機的無功抽取時間增加,造成油井開采的電費成本居高不下,能源浪費十分嚴重。


游梁式抽油機有以下 主要特點:


1 、整機結構合理、工作平穩(wěn)、噪音小、操作維護方便;


2 、游梁選用箱式或工字鋼結構,強度高、剛性好、承載能力大;


3 、減速器采用人字型漸開線或雙圓弧齒形齒輪,精度高、承載強,壽命長;


4 、驢頭可采用上翻、上掛或側轉三種形式之一;


5 、剎車采用外抱式結構,配有保險裝置,操作靈活、制動迅速、安全可靠;


6 、底座采用地腳螺栓連接或壓杠連接兩種方式之一


            


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三、EN600系列變頻器在游梁式抽油機上應用方案


1 、EN600產品在游梁式抽油機上應用可行性。


游梁式抽油機是一種四連桿機構,一端是抽油載荷,另一端是平衡配重載荷。對于支架來說,若抽油載荷和平衡載荷形成的扭矩相等或變化一致,那么用很小的動力就可以使抽油機連續(xù)不間斷地工作,在平衡率為100%時電動機提供的動力僅用于提起1/2液柱重量和克服摩擦力等,平衡率越低需要電動機提供的動力越大,而實際上抽油載荷每時每刻都在變化,平衡配重不可能和抽油載荷完全一致,游梁式抽油機節(jié)能原理就是平衡技術 。 上沖程,驢頭懸點提起與懸繩器相連的抽油桿柱和液柱,在抽油機未進行平衡的條件下,電動機就要付出很大的能量。在下沖程時,抽油機桿柱反轉而對電動機做功,使電動機處于發(fā)電機的運行狀態(tài)。抽油機未進行平衡時,上、下沖程的載荷極度不均勻,這樣將嚴重地影響抽油機的四連桿機構、減速箱和電動機的效率和壽命,惡化抽油桿的工作條件,增加它的斷裂次數(shù)。為了消除這些缺點,一般在抽油機的游梁尾部或曲柄上或兩處都加上了平衡重,這樣一來,在懸點下沖程時,平衡重從低處上升至高處,平衡重位能增加。平衡重所增加的位能由兩部分構成:油桿柱下落所釋放的位能與電動機產生的能量。在上沖程時,平衡重由高處下落,把下沖程時儲存的位能釋放出來,幫助電動機提升抽油桿和液柱,減少電動機在上沖程時所需給出的能量。目前使用較多的游梁式抽油機,都采用了加平衡配重的工作方式,因此在抽油機的一個工作循環(huán)中,有兩個電動機運行狀態(tài)和兩個發(fā)電機運行狀態(tài)。當平衡配重調節(jié)較好時,其發(fā)電運行狀態(tài)的時間和產生的能量都較小。 此外, 下沖程時,電動機處于發(fā)電狀態(tài)時,釋放能量,電能直接回饋給電網,造成供電系統(tǒng)功率因數(shù)降低,對電網質量影響較大。


2 、EN600系列抽油機應用的原理及接線圖


電動機進入再生發(fā)電狀態(tài)所產生的電能會引起主變頻器主回路直流母線電壓升高,在變頻器主回路直流母線兩端加制動電阻和制動單元,用來消除倒發(fā)電造成的危害。


3.webp.jpg

3 、 主要參數(shù)設置表


功能碼參數(shù)

設定值

解釋

F01.00

1

AI1  模擬電位器給定頻率

F01.15

1

外部端子啟停

F01.17

400

加速時間40

F01.18

400

減速時間40

F08.18

1

X1  正轉啟停


F00.24

1

有速度傳感器矢量控制

F15.O1

根據(jù)機型選擇

電機額定功率

F15.02

根據(jù)機型選擇

電機額定電壓

F15.03

根據(jù)機型選擇

電機額定電流

F15.04

根據(jù)機型選擇

電機額定頻率

F15.05

根據(jù)機型選擇

電機額定轉速

F15.06

根據(jù)機型選擇

電機極對數(shù)

F15.19

2

電機旋轉自整定


四、EN600產品游梁式抽油機應用優(yōu)勢


1 、EN600可根據(jù)負載智能調節(jié)功率輸出。根據(jù)油量大小可調節(jié)電機速度35.00~60.00Hz,可實現(xiàn)節(jié)能率20~30%,同時提高功率因數(shù);


2 、動態(tài)調節(jié)磕頭機的沖程周期時間,隨著油井由淺入深的抽取,油量逐漸減小,出現(xiàn)泵充滿度不足,泵效下降,當油井的供油能力小于抽油泵排量時,就造成泵抽空和液擊現(xiàn)象。降低頻率,電機轉速下降,提高充滿度,不僅節(jié)能而且增加原油產量;


3 、動態(tài)調節(jié)磕頭機上/下沖程速度,適當降低下行程速度,提高充滿度,適當提高上行程速度減小漏失系數(shù),使磕頭機工作在最佳運行狀態(tài),有效提高單位時間內原油產量;


4 、特殊算法抑制再生能量,減小能量損失;


5 、防空抽,動態(tài)調節(jié)磕頭機沖程頻次和上、下行程速度。設定電機的輸出功率標準值,實時檢測電機輸出功率,控制電機轉速,大于標準值,加速。反之減速,實現(xiàn)閉環(huán)控制。


 


五、結束語


       通過易能多個系列變頻器在各個型油田的實際使用數(shù)據(jù)測算可得,在油田游梁式抽油機的應用中,變頻節(jié)能比可達30~50%,同時,產油量可增加20~30%。綜上所述,易能EN600產品作為高新技術產品, 已廣泛應用石油行業(yè)的各部門。    由于油井的類型和工況千差萬別,井下滲油和滲水量每時每刻都在變。磕頭機的負載變化是無規(guī)律的,故采用 EN600 變頻調速技術,使磕頭機完全發(fā)揮功效,實現(xiàn)系統(tǒng)效率的提高,達到節(jié)能增產的目的。



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