广州三晶电气有限公司 三晶变频器在油田磕头机上的应用 一、 前言 进入 21 世纪,变频调速技术得益于其优异的节能特性和调速特性,在我国油田中得到广泛应用,中国产值能耗是世界上最高的国家之一。要解决产品能耗问题,除 其它相关的技术问题需要改进外,变频调速技术已成为节能及提高产品质量的有效措施。 油田作为一个特殊行业,有其独特的背景,油田中变频器的应用主要集中在 游梁式抽油机控制、电潜泵控制、注水井控制和油气集输控制等几个场合。游梁式抽油机俗称“磕头机”,是目前各个油田所普遍采用的抽油机,但是目前的抽油机 系统普遍存在着效率低、能耗大、冲程和冲次调节不方便等明显的缺点。本文主要介绍 SAJ 变频器在游梁式抽油机上的应用。 一、 磕头机的工作原理 图 1 游梁式抽油机实物图 如图 1,游梁式抽油机实物图所示,当磕头机工作时,驴头悬点上作用的载荷是变化的。上冲程时,驴头悬点需提起抽油杆柱和液柱,在抽油机未进行平衡的条件 下,电动机就要付出很大的能量。在下冲程时,抽油机杆柱转而对电动机做功,使电动机处于发电机的运行状态。抽油机未进行平衡时,上、下冲程的载荷极度不均 匀,这样将严重地影响抽油机的四连杆机构、减速箱和电动机的效率和寿命,恶化抽油杆的工作条件,增加它的断裂次数。为了消除这些缺点,一般在抽油机的游梁 尾部或曲柄上或两处都加上了平衡重,如图 1 所示。这样一来,在悬点下冲程时,要把平衡重从低处抬到高处,增加平衡重的位能。为了抬高平衡配重,除了依靠抽 油杆柱下落所释放的位能外,还要电动机付出部分能量。在上冲程时,平衡重由高处下落,把下冲程时www.sajbp.com第 1 页,共 6 页 广州三晶电气有限公司 储存的位能释放出来,帮助电动机提升抽油杆和液柱,减少了 电动机在上冲程时所需给出的能量。目前使用较多的游梁式抽油机,都采用了加平衡配重的工作方式,因此在抽油机的一个工作循环中,有两个电动机运行状态和两 个发电机运行状态。当平衡配重调节较好时,其发电机运行状态的时间和产生的能量都较小。 二、 变频器在抽油机的控制问题 目前,在胜利油田采用的抽油设备中,以游梁式抽油机最为普遍,数量也最多。其数量达十万台以上。抽油机用电量约占油田总用电量的40%,运行效率非常低, 平均运行效率只有25%,功率因数低,电能浪费大。因此,抽油机节能潜力非常巨大,石油行业也是推广“电机系统节能”的重点行业。 2.1 变频...