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        訪(fǎng)問(wèn)者

        EN600變頻器在游梁式抽油機的應用
        通過(guò)易能多個(gè)系列變頻器在各個(gè)型油田的實(shí)際使用數據測算可得,在油田游梁式抽油機的應用中,變頻節能比可達30~50%,同時(shí),產(chǎn)油量可增加20~30%。綜上所述,易能EN600產(chǎn)品作為高新技術(shù)產(chǎn)品,已廣泛應用石油行業(yè)的各部門(mén)。

        ? 一、游梁式抽油機用途


              游梁式抽油機,俗稱(chēng)磕頭機,也稱(chēng)游梁式曲柄平衡抽油機,指含有游梁,通過(guò)連桿機構換向,曲柄重塊平衡的抽油機。油田作為一個(gè)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(kāi)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。

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        ?

        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(diǎn)的時(shí)變負載,負載承周期性變化,有動(dòng)、靜負載特性之分。起動(dòng)初始狀態(tài)要求拖動(dòng)電機的起動(dòng)力矩是抽油機實(shí)際負載的3~4倍以上,起動(dòng)力矩是抽油機選配電機的第一要素。因此,按起動(dòng)力矩設計的系統負載功率必然匹配不佳,實(shí)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(chē)”現象。過(guò)剩的抽油能力令抽油機的無(wú)功抽取時(shí)間增加,造成油井開(kāi)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(diǎn):


        1 、整機結構合理、工作平穩、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(kāi)線(xiàn)或雙圓弧齒形齒輪,精度高、承載強,壽命長(cháng);


        4 、驢頭可采用上翻、上掛或側轉三種形式之一;


        5 、剎車(chē)采用外抱式結構,配有保險裝置,操作靈活、制動(dòng)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(chǎn)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(lái)說(shuō),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(dòng)力就可以使抽油機連續不間斷地工作,在平衡率為100%時(shí)電動(dòng)機提供的動(dòng)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(dòng)機提供的動(dòng)力越大,而實(shí)際上抽油載荷每時(shí)每刻都在變化,平衡配重不可能和抽油載荷完全一致,游梁式抽油機節能原理就是平衡技術(shù) 。 上沖程,驢頭懸點(diǎn)提起與懸繩器相連的抽油桿柱和液柱,在抽油機未進(jìn)行平衡的條件下,電動(dòng)機就要付出很大的能量。在下沖程時(shí),抽油機桿柱反轉而對電動(dòng)機做功,使電動(dòng)機處于發(fā)電機的運行狀態(tài)。抽油機未進(jìn)行平衡時(shí),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(dòng)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。為了消除這些缺點(diǎn),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(lái),在懸點(diǎn)下沖程時(shí),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(dòng)機產(chǎn)生的能量。在上沖程時(shí),平衡重由高處下落,把下沖程時(shí)儲存的位能釋放出來(lái),幫助電動(dòng)機提升抽油桿和液柱,減少電動(dòng)機在上沖程時(shí)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(gè)工作循環(huán)中,有兩個(gè)電動(dòng)機運行狀態(tài)和兩個(gè)發(fā)電機運行狀態(tài)。當平衡配重調節較好時(shí),其發(fā)電運行狀態(tài)的時(shí)間和產(chǎn)生的能量都較小。 此外, 下沖程時(shí),電動(dòng)機處于發(fā)電狀態(tài)時(shí),釋放能量,電能直接回饋給電網(wǎng),造成供電系統功率因數降低,對電網(wǎng)質(zhì)量影響較大。


        2 、EN600系列抽油機應用的原理及接線(xiàn)圖


        電動(dòng)機進(jìn)入再生發(fā)電狀態(tài)所產(chǎn)生的電能會(huì )引起主變頻器主回路直流母線(xiàn)電壓升高,在變頻器主回路直流母線(xiàn)兩端加制動(dòng)電阻和制動(dòng)單元,用來(lái)消除倒發(fā)電造成的危害。


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        3 、 主要參數設置表


        功能碼參數

        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(shí)間40

        F01.18

        400

        減速時(shí)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

        根據機型選擇

        電機額定功率

        F15.02

        根據機型選擇

        電機額定電壓

        F15.03

        根據機型選擇

        電機額定電流

        F15.04

        根據機型選擇

        電機額定頻率

        F15.05

        根據機型選擇

        電機額定轉速

        F15.06

        根據機型選擇

        電機極對數

        F15.19

        2

        電機旋轉自整定


        四、EN600產(chǎn)品游梁式抽油機應用優(yōu)勢


        1 、EN600可根據負載智能調節功率輸出。根據油量大小可調節電機速度35.00~60.00Hz,可實(shí)現節能率20~30%,同時(shí)提高功率因數;


        2 、動(dòng)態(tài)調節磕頭機的沖程周期時(shí)間,隨著(zhù)油井由淺入深的抽取,油量逐漸減小,出現泵充滿(mǎn)度不足,泵效下降,當油井的供油能力小于抽油泵排量時(shí),就造成泵抽空和液擊現象。降低頻率,電機轉速下降,提高充滿(mǎn)度,不僅節能而且增加原油產(chǎn)量;


        3 、動(dòng)態(tài)調節磕頭機上/下沖程速度,適當降低下行程速度,提高充滿(mǎn)度,適當提高上行程速度減小漏失系數,使磕頭機工作在最佳運行狀態(tài),有效提高單位時(shí)間內原油產(chǎn)量;


        4 、特殊算法抑制再生能量,減小能量損失;


        5 、防空抽,動(dòng)態(tài)調節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(shí)時(shí)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(shí)現閉環(huán)控制。


         


        五、結束語(yǔ)


               通過(guò)易能多個(gè)系列變頻器在各個(gè)型油田的實(shí)際使用數據測算可得,在油田游梁式抽油機的應用中,變頻節能比可達30~50%,同時(shí),產(chǎn)油量可增加20~30%。綜上所述,易能EN600產(chǎn)品作為高新技術(shù)產(chǎn)品, 已廣泛應用石油行業(yè)的各部門(mén)。    由于油井的類(lèi)型和工況千差萬(wàn)別,井下滲油和滲水量每時(shí)每刻都在變??念^機的負載變化是無(wú)規律的,故采用 EN600 變頻調速技術(shù),使磕頭機完全發(fā)揮功效,實(shí)現系統效率的提高,達到節能增產(chǎn)的目的。



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