嘉信JX600系列变频器在石油行业(游梁式抽油机)的应用
1、游梁式抽油机
目前,在油田采用的抽油设备中,以游梁式抽油机普遍,数量也多。
一方面,游梁式抽油机运动为反复上下提升,一个冲程提升一次,其动力来自电动机带动的两个重量相当大的钢质滑块,当滑块提升时,类似杠杆作用,将采油机杆送入井中;滑块下降时,采油杆提出带油至井口。由于电动机转速一定,滑块下降过程中,负荷减轻,电动机拖动产生的能量无法被负载吸收。另一方面,游梁式抽油机引入两个大质量的钢质滑块,导致抽油机的起动冲击大等问题。
除上述两方面问题外,油田采油的特殊地理环境决定了采油设备有其独特的运行特点:在油井开采前期储油量大,供液足,为提高功效可采用工频运行,保证较高产油量;在中后期,由于石油储量减少,易造成供液不足,电动机若仍工频运行,势必浪费电能,造成不必要损耗,这时须考虑实际工作情况,适当降低电动机转速,减少冲程,有效提高充盈率。
目前,嘉信JX600系列变频器对游梁式抽油机的技术改造主要有以下3个方面:
(1)以提高电网质量、减小对电网影响为目标的变频改造。这主要集中在供电企业对电网质量要求较高的场合,为避免电网质量的下降,需引入变频控制,其主要目的就是减小抽油机工作过程对电网的影响。
(2)以节能为目的变频改造。这点较为普遍,一方面,油田抽油机为克服大的起动转矩,采用的电动机远远大于实际所需功率,工作时电动机利用率一般为20%~30%,不会超过50%,电动机常处于轻载状态,造成资源浪费。另一方面,抽油机工作情况的变化,取决于地底下的状态,若电动机始终处于工频运行,也会造成电能浪费。为了节能,提高电动机工作效率,需进行变频改造。
(3)改变采油杆上行和下行的速度,在一些情况下可以提高生产效率。
在实际应用过程中出现了许多问题,主要集中在游梁式抽油机发电状态产生能量的处理上。对于上述情况,采用嘉信JX600系列变频器变频器加能耗制动单元和制动电阻可以实现,这是以消耗电能为代价的制动方式。对于上述情况,必须妥善处理电动机发电状态产生的电能,将其反馈到电网或数台抽油机变频器构成直流母线式,使这部分能量能得到充分的利用。