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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,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,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。

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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、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,使電動機處于發電機的運行狀態。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。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中,有兩個電動機運行狀態和兩個發電機運行狀態。當平衡配重調節較好時,其發電運行狀態的時間和產生的能量都較小。 此外, 下沖程時,電動機處于發電狀態時,釋放能量,電能直接回饋給電網,造成供電系統功率因數降低,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


電動機進入再生發電狀態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產品游梁式抽油機應用優勢


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,可實現節能率20~30%,同時提高功率因數;


2 、動態調節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象。降低頻率,電機轉速下降,提高充滿度,不僅節能而且增加原油產量;


3 、動態調節磕頭機上/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,使磕頭機工作在最佳運行狀態,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,實現閉環控制。


 


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,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律的,故采用 EN600 變頻調速技術,使磕頭機完全發揮功效,實現系統效率的提高,達到節能增產的目的。



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