石油装备变频驱动方案
石油钻机驱动变频器控制系统分析
石油钻机驱动变频器控制系统分析摘要：本文首先简要阐述了石油钻机驱动变频器控制系统的应用功能和作用、石油钻机驱动变频器控制系统电磁兼容规范设计以及设计要点，旨在基于现有的钻井装备水平，不断强化石油钻机驱动变频器控制系统应用效能，更好地满足石油钻井的工作需要。
关键词：石油钻机；驱动变频器；控制系统引言：钻井作业期间，基于工艺要求，灵活操作钻机，使得各个零部件都能够稳定发挥作用，达成协调、可靠的作用效果，达成钻机作业基本工作要求。
在石油钻井期间，钻机驱动变频器控制系统是保证各项工作顺利展开的必要准备，也是整套机组的中枢神经系统，加强系统分析，也能够为后续钻井作业提供技术安全保障。
一、石油钻机驱动变频器控制系统的应用功能和作用过去，主要采用柴油机动力系统，柴油机动力系统自身能耗高、排放高，在操作期间还会形成大量噪音，需要不断加强技术改造，提高应用效能。
为了更好地贯彻能源减排的工作要求，许多技术人员都开始不断推进石油钻机动力系统改造工作。
在钻井作业期间，应用石油钻机电控调速系统，始终将安全要素摆在重要位置，确保石油钻机驱动变频器控制系统的稳定运行，也是保障后续各项工作顺利展开的基础。
石油钻机驱动变频器控制系统需要具备以下基础功能：首先，控制过程可靠稳定。
其次，操作期间，尽可能保证系统使用方便简单，如果石油钻机驱动变频器控制系统操作难度过高，则不适应大规模的普及推广，简单的操作设置，则能够便于后续进行工程作业。
对于系统中的各种零部件，则需要尽可能简化安装环节，如果出现系统部件损坏问题，元件维修和更换也能够更加容易。
与此同时，采用石油钻机驱动变频器控制系统在钻井作业中，则需要做好井架、动力机、钻井绞车等装置的管控工作。
通过石油钻机驱动变频器控制系统，不仅能够完成A形并架、推开支架的整体提升和控制，还可以启动或停止钻井泵、钻井绞车等各种机械装置[1]。
二、石油钻机驱动变频器控制系统电磁兼容规范设计（一）电磁兼容规范区域原则事实上，当处于电磁环境作用中，应用石油钻机驱动变频器控制系统能够起到理想的作用效果，而且也很少会对作业环境造成干扰，电磁故障发生的可能性也会相应降低。
高压变频调速技术装置在石油钻机系统中的应用研究
高压变频调速技术装置在石油钻机系统中的应用研究引言：石油钻机是石油勘探开发过程中不可或缺的重要设备。
随着石油勘探水平的提高和对环境污染的要求日益严格，如何提高钻机的效率和可靠性成为研究的重点。
高压变频调速技术因其优势在石油钻机系统中得到了广泛的应用。
本文将重点探讨高压变频调速技术在石油钻机系统中的应用，并分析其效果和前景。
一、高压变频调速技术简介高压变频调速技术是将变频器与高压发电设备相结合，通过改变输出电压和频率来控制电机的转速。
其优点包括高效节能、精确控制、易于维护和环保等。
二、石油钻机系统的关键问题石油钻机系统在勘探开发过程中面临着一些关键问题，如效率低、能源消耗大和环境污染等。
传统的石油钻机系统通常采用柴油机和机械变速器来驱动旋转设备，存在着转速调节范围窄、能耗高和维护成本高等问题。
三、高压变频调速技术在石油钻机系统中的应用1. 高效节能高压变频调速技术通过准确控制电机的转速，使得钻机系统能够在不同地层和井深条件下实现高效工作。
与传统的机械变速器相比，高压变频调速装置能够实现精确的转速调节，避免了机械变速器传动系统中的能量损失。
同时，高压变频调速装置还能根据井深的变化自动调整工作状态，进一步提高钻机系统的效率。
2. 精确控制高压变频调速技术能够实现对电机转速的精确控制，从而控制钻机系统的钻进速度和旋转力矩。
这对于石油勘探开发中的井深控制和孔壁稳定至关重要。
传统的机械变速器调整转速的范围有限，而高压变频调速装置可以灵活调整转速，满足不同的钻进要求。
3. 易于维护高压变频调速装置的模块化设计使得其维护更加方便。
传统的机械变速器通常需要密封和润滑系统的维护，而高压变频调速装置减少了这些复杂的机械传动部件，减轻了维护的负担。
同时，高压变频调速装置还具有自动检测和故障诊断功能，能够及时发现并解决问题。
4. 环境友好高压变频调速技术可以减少石油钻机系统的能耗和废气排放。
传统的机械变速器存在能量损耗和废气排放过高的问题，而高压变频调速装置通过减少能源的消耗和优化工作状态，降低了系统的能耗和环境污染，符合现代社会对环保的要求。
石油钻井中交流变频电动机及其控制系统的应用
石油钻井中交流变频电动机及其控制系统的应用摘要：随着中国对石油能源需求的增加，石油开采的环境变得越来越复杂，增加了石油开采的难度。
在石油开采过程中，交流变频电机的应用可以使石油开采更加简单高效，因此有必要加强对交流变频电机的分析。
关键词：石油钻机；交流变频电机；控制设备；被广泛应用于现代工业的交流变频电机，拥有无法被替代的优势，以该电机为研究对象，以石油钻机为切入点，围绕电机和控制系统的应用，展开了系统而深入的分析，内容涉及交流变频电机驱动的优点分析，交流变频电机控制系统分析等方面，望能够给有关人员以启发，使交流变频电机所具有的积极作用在钻井作业中得到充分发挥。
一、交流变频电动机交流变频电动机是一种特殊的变频电动机，交流变频电动机在具体应用中与一般变频电动机相比具有以下特点：（1）在设计中所使用的绝缘材料采用的为抵抗变频器谐波突破的特殊材料，提高交变频电动机的性能。
（2）结构设计和电磁设计与一般变频电机相比较特殊。
在石油钻井中应用交流变频电动机与直流钻机和机械钻机相比，在钻井过程中，对交流变频调速技术进行合理应用，可以很好的适应石油钻井在工艺上的具体要求，并且使钻机的机械结构得到了进简化，减少了对钻井机械的保养，使设备的可靠性和安全性得到进一步提高。
此外，交流变频电动机还具有质量轻、体积小、故障少等诸多优点，因此在石油钻井中需要加强对其的应用，提高石油钻井的工作效率。
二、交流变频电动机及其控制系统的应用1.交流变频石油钻机。
（1）石油钻机钻进原理。
石油钻机用于石油或天然气资源的钻采过程，运行过程中钻机带动钻具击碎岩石向下钻进，辅助完成地下资源的开采。
现阶段，国内外石油开采中常用的钻井方式为旋转钻井，即将钻头旋转击碎岩石，形成钻井结构。
然后利用钻杆将钻头探入到钻井底部，通过转盘或驱动装置带动钻头及钻杆旋转，钻井泵向井内输送钻井液，并将井底碎石带回到地面，再利用吊车等大型设备完成钻具安置。
（2）交流变频石油钻机。
石油化工企业电动机变频调速节能方案探讨
195中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng中国设备工程 2021.03 （上）近年来，技术的进步带动了很多领域的发展，在石油化工、农业等领域，变频调速技术得到了普遍的应用，该种调速方式具有较好的节能效益，在一定程度上突破了传统调速方式的局限性，因此，变频器调速已成为当前电动机调速的重要趋势。
调速方式的转变在一定程度上减少了调速的能源消耗，变频器的变频调速控制具有明显的技术优势，有利于促进行业的可持续发展。
1 变频调速技术应用于石油化工企业电动机的实际设计方案在当前变频器使用范围越发普遍的今天，同时，石油化工企业中各种设施的发展对功率的要求也在逐渐地提升。
这样一来，就给相应的电气设计人员以及使用人员带去了一个比较严重的问题：一些功率较大的设备基本上在整体的电气系统运行中占据着十分重要的地位，因为其自身的重要程度也就导致对其可靠性的要求相当之高，变频器的使用可以很轻松的达成无级调速的目标，但变频器自身就是一个包含着数量众多的电子元件的独立电气系统，变频器的安全性对于整体的电气系统安全性能有着最为直接的影响。
会发生二者之间的冲突。
当前对于这种问题已经出现了一些相应的解决方案。
接下来就是将某电厂的循环水泵的设计作为例子进行相应的分析，该电厂因为工艺需要对其进行相应的调速，这个循环水泵的额定电压为6kV，功率大小是5600kW。
该电厂在对当前市场上的变频器的安全性能进行全面调研以及自身实际调速需求的前提下，最终采用的变频器与旁路相结合的方式来达到水泵的调速目标。
在整体的设计方案中，旁路方案主要是在主要的变频调速工作的基础上加上一回路工频旁路，主要是为了保障在变频器发生故障后可以做到变频器石油化工企业电动机变频调速节能方案探讨黄林，王鹏（中国石油集团济柴动力有限公司成都压缩机分公司，四川 成都 610100）摘要：高压大功率交流电动机变频调速技术的发展是我国节能事业的主导方向之一。
变频调速技术在石油化工行业中的应用
变频调速【2 】技巧在石油化工行业中的运用.txt遇事潇洒一点,看世糊涂一点.相亲是经销,爱情叫直销,抛绣球招亲则为围标.没有预备请不要开端,没有才能请不要承诺.爱情这器械,没得到可能是缺憾,不表白就会有圆满,可是假如自不量力,就只能抱憾了.本文由kirtt进献doc文档可能在WAP端阅读体验不佳.建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看.变频调速技巧在石油化工行业中的运用变频调速技巧自二十世纪八十年月后,已普遍地运用于我国公平易近经济的各行各业.石油化工行业也不破例,不管是原油.自然气的开采,照样炼油.化工装配, 直至下流最终化纤.塑料.化肥等都大量工艺运用了变频调速技巧（特别是合成纤维工业,变频几乎是独一计划变频调速技巧自二十世纪八十年月后,已普遍地运用于我国公平易近经济的各行各业.石油化工行业也不破例,不管是原油.自然气的开采,照样炼油. 化工装配, 直至下流最终化纤. 塑料. 化肥等都大量工艺运用了变频调速技巧（特别是合成纤维工业,变频几乎是独一计划）.石油化工行业运用变频调速技巧的来由有两个：变频调速技巧在石油化工行业中的运用 2010 年 12 月 3 日,第一,临盆工艺的请求调速运行,进步产量和质量; 第二,节能减排.的须要.因为石油化工行业有浩瀚的离心式风机.泵类和气体紧缩机,调速方法改变流量可以节俭可不雅的电能.节电的同时就是减排有害气体,实现环保. 2 变频调速在石油钻机中运用（变频石油钻机）地质勘察到石油或自然气矿源, 须要钻井地下数千米, 开采到原油或自然气. 是以,钻一个发明井（评价井）,几个实验井以及大量的临盆井.如许刚刚形成必定例模的油田井坊. 石油钻机是石油开采的重要装备.钻机曩昔有柴油发电机组,交换电网供电及直流驱动钻机,今朝交换变频钻机已成为新型电驱钻机,它具有诸多直流钻机无法比较的优胜性,是石油钻机往后成长的趋向. 2.1 石油钻机采用变频调速技巧的来由（1）不同的断层地质,应有不同的钻机速度.调节转盘转速和钻进压力, 从而改变钻机的钻进速度. （2）变频调速可以实现软起动,减小电流冲击,避免伟大的电磁应力和机械应力,延伸钻机的运用寿命. （3）鉴于钻机工况的特别性,当钻机会到岩石等硬质层时,会产生卡机情况,电流会急剧上升.因为变频器采取了敏锐电传播感器取样及功率模块 igbt 管结压降措施,变频器会在 10ms 极短时光内输出,了钻机装备. 2.2 石油钻机变频调速运用实例运用实例 1：市石油治理局井下钻井公司 3000 米深度的钻机.采用山东新风光电子公司风光牌 jd-bp32-500z 专用钻机变频器,3φ,380v,500kw.940a. 运用实例 2：50103 队运用在 2900 米和 4500 米井上.采用 abb 公司 acs600 系列变频器七台,800kw.600v 等级.山东永济电机厂供给七台 800kw 变频电动机,上海三高石油装备公司制作 5000 米交换变频钻机,50dbs 全变频电控体系. 3 采油用抽油泵和潜油泵的变频调速体系采油工作义务就是最大限度地将原油从油层中采到地面上来, 油井是贯穿连接油层和地面的通道. 采油办法是指流到井底的原油采到地面上所用的办法. 一般有二种： 1）自喷采油（运用油田内的本身能量）; 2）人工举升采油（运用能量）或称机械采油. 鉴于我国多半油田的自然能量不足,自喷采油办法很少见.所以采用两种抽油机,有杆泵来去式抽油机（又称式抽油机）及地下潜油离心式电动泵抽油机.3.1 游梁式抽油机（又称式抽油机）变频调速 3.1.1 游梁式抽油机的构造抽油机是抽油井地面机械传动装配,它和抽油杆.抽油泵合营运用,能将井下原油抽到地面. 按照抽油机的构造和工作道理不同可分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机.今朝油地主如果游梁式抽油机. 3.1.2 抽油机的工作道理由电机供应动力,经减速装配将马达的高速扭改变为抽油机的低速活动,并由曲柄——连杆——游梁机构将扭转活动变为抽油机的来去活动, 带动深井泵工作. 3.1.3 抽油机调节抽油量的办法抽油机井下深井泵（有管式泵和杆式泵两种）其构造如图 1 所示. 深井泵的工作道理：当活塞上行时, 吸液体入泵, 排液体出井; 活塞下行时, 泵筒内液体转移入油管内,不排液体出井.从油井采出的水是由无到有,由低到高;而采出的原油则由高到低慢慢降低.是以,抽油机应依据井下含水的上升,不断地加大抽液量,见图 2.图 3 为式抽油装配示意图: ●地石阶扭转活动变为来去活动; ●抽油杆（约 8 米长）衔接驴头和深井泵; ●活塞式（容积式）深井泵. 变频调速游梁式抽油机,驱动电念头由变频器供电,不须要机械变速挡和调节进程.若采用变频调速的游梁式抽油机,无极腻滑调节电机转速,即可调节深井泵的抽液量.不须要停机改换盘,也无需改变深井泵活塞的冲程,还可以实现电念头软起动. 因为采用变频调速体系,使抽油灵活态顺应油井负荷变化,也可便利地进行参数调节可实现最经济的控制.同时其软起动机能好,可延伸抽油机寿命,削减维修费用. 运用实例 1：某油田抽油机采用变频调速.采用伦茨变频器,380v.55kw, 一次 128 眼油井,收到了优胜的节电,节电率在 20%以上,增产后果亦较幻想. 运用实例 2：临盘采油厂游梁式抽油机运用中压三电平变频器,1140v/75kw 电念头.在该厂 34—4 站,l45—15#上实验,节电后果优胜.3.2 潜油电动离心泵抽油机的变频调速因为有杆深井泵采油不实用于：●油层厚度大;●出油才能强; ●产液量高的油井. 而潜油离心电泵,具有排量大,扬程高的特色,顺应大液量开采的油田.图 4 为潜油电泵装配示意图. 变频器及电气控制装备在地面上,电念头和多级离心泵在几千米的井下. 3.2.1 潜油离心泵采用变频调速的来由 1）频率变化范围（30～90hz）进行体系试井,使电泵机组与油井产能以最佳匹配; 2）调剂电泵排量,使之顺应油井供液情形,削减“起下泵”的次数; 3）可实现低速软起动,慢慢加快,延伸潜油泵机组的寿命.3.2.2 潜油电泵专用变频器特别请求因为油井深数千米,变频器与电念头之间距离也是数千米,是以请求变频器输出波形为正弦波,谐波愈小愈好.不然线压降很大,电机无输出力矩,拖不动负荷.一般宜采用功率单元的多电平完善无谐波变频器（robicon 电）. 运用实例：渤海石油公司,中海油团体（中国海上石油.自然气团体公司）海上采油平台,潜油电泵变频调速.利德华福公司变频器 15 台,输出 1100v 电压,90a 运行正常.电念头 15 台,输入 970v 电压,44a（电缆压降≈230v） 4 油田灌水泵站中的变频调速4.1 为什么要灌水？我国多半油田的自然能量不足,所以都采用灌水采油办法.分层灌水向油层补充能量（以水驱油）保持油层压力,是当前进步采油速度和油田采收率一项应用最广的措施.特别是陆相沉积的油田,油层多,岩性变化大,分层灌水是改良油田开采状态,进步采收率的重要措施.4.2 灌水泵站装备灌水站的感化和重要装备如图 5 所示.把来自水源并经由处理及格的水,经高压灌水泵升压,以知足灌水井所需的注入压力.然后经由过程输出水管网,注入到油层中去. 4.3 油田工况需调流量因为各个油田含油面积的大小,油层渗入渗出率的高下和连通情形各不雷同,因此要依据油田各自的特色选择合适的灌水方法. 实时控制和调剂泵压输水管线压力. 4.4 变频调速灌水泵油田灌水泵站若采用变频调速体系, 可以腻滑无极地调节灌水泵的出口压力和流量.控制体系能做到“恒压力”供水或“恒流量”供水.省去既往采用的调节阀门方法,可以节能. 因为灌水泵一般为 6kv 高压,大容量 800～2000kw,可以节能,效益好. 我国的油田,早在 60 年月开辟初期就进行人工灌水,实时补充油层能量, 使油田产量和蔼油比保持稳固.5 油田中油气集输站变频调速技巧运用油田各井坊采来的原油或自然气,汇送至油田集输站处理.收集各油井产出的原油（或自然气）及其伴生物,经分别.计量后汇集输送至处理站.将油气水分别和净化,加药,脱水,排污以及汽锅蒸汽加热,生涯热水等流程,达到质量标准的原油和自然气再分散外运. 在油田集输站内变频调速运用处合举例：（1）分别装配恒定分界限高度控制的变频调速体系（2）加药泵装配恒定 ph 值控制的变频调速体系（3）集输站内：原油泵变频调速输送体系; 自然气变频调速输送体系; 液态烃变频调速输送体系. （4）集输站外:供蒸汽（热水）汽锅汽锅风机变频调速; 汽锅给水泵变频调速.6 长距离输油管道外运——变频输油泵原油的外运可以经由过程分车（列车）油罐车.汽车油槽车.大型油轮或长距离管道输油泵.输送的终点是炼油厂的原油库或其他转运枢纽. 自然气的向外输送今朝重要有两种办法：●管加压输送（可采用气体紧缩机变频调速）; ●将自然气液化成自然液化气（lng）,用专用油轮运输. 6.1 长距离输油泵调速的来由（1）不同品种的原油,不同的介质须要不同的流速. 离心泵构造图（2）工况不同,须要改变流量. 因为管道里输送原油的流量和粘度的变化会引起管道阻力变化, 是以应对流量进行调节.对于离心式输油泵,因为流量与转速成正比（q∝n）,所以离心式输油泵调撙节量就可从调速便利实现.7 中国石油自然气行业变频调速运用远景剖析中国石油行业中的灌水泵.潜油泵.抽油机.输气泵等都是高耗电装备,占行业用电量的 80%以上,而耗电费用在中国石油的成本中占了相当大的份额,某种意义上讲节电就是直接降低石油成本.是以,石油行业应是推广电机节能的重点行业.全国石油行业的各类泵及其他临盆工艺上运用的变频器装配超过 120mw,年节电 2 亿 kwh,变频装配中 90%以上部分 1997 年运用低压变频器,主要用在油田集输和供水等体系. 据专家估量,石油行业假如周全推广电机调速体系节能技巧,总节电潜力约为 35 亿 kwh.重要用电装备的节能潜力见表 1.油田大功率的灌水泵.长输管道输油泵变频调速技巧运用还相对较少,进一步开辟的潜力很大. 8 交换电念头变频调速在炼油.化工装配中的运用 8.1 石化.化工行业变频运用潜力剖析石化及化工行业安装有大量的泵.风机和紧缩机等通用机械,它们大部分靠电机拖动,消费大量电能和其他能源,这些产品运用变频调速装配并经由过程 plc 来控制,不但可以进步控制精度,使体系加倍靠得住,并且控制程序可随工艺流程改变,便于与盘算机接话柄现疏散收集,大大进步进程主动化程度,并且节能潜力很大. 石化行业中炼油临盆用风机. 紧缩机用电占其总用电量的 90%, 泵. 个中 2/3 是在变负载工况下运行,采用变频调速的平均节电率为 52%.据查询拜访,炼油厂风机.泵的电费已占炼油成本的 10%.别的,全国石化行业用于高压聚乙烯.各类气体和液体的物流运输等高电压大功率风机. 紧缩机保有量在 10000 台以上, 泵. 电压多为 6kv,单机容量在 200～5900kw.常压电机采用变频调速的节能收受接管期平均为 1.8～2.2 年,把高压电机依据其容量恰当转成不同电压的低压电机.中压电机,就便于推广变频节电技巧,节能潜力大约为 30 亿 kwh. 化工行业的化肥和根本化工业的耗电为 437.5 亿 kwh 和 408.9kwh,节电潜力为 185 亿kwh,并且化工进程中断性很强,负荷经常波动,有调速需求;橡胶工业对固体加工时负荷变化幅度大,必须调速.经有关实验,在大型化肥厂高压甲铵泵上运用变频器与运用液力变矩器进行能耗比较,变频器的节电率凌驾 28.7%阁下. 石油化工的临盆进程是一个比较典范的工艺进程.其有显著的中断性,其生产介质大都是以流体（气体和液体）为主,这些临盆流体介质从一个装备到另一个装备,从一套装配到另一套装配,还需升压.降压.升温.冷却进行化学反响, 进行传热传质等进程,这些大量的流体输送及其进程,就组成了工艺进程的各基本单元操作.承担流体输送义务的就是按工艺须要所设置装备摆设的风机水泵和紧缩机. 所以风机.水泵在化学工业企业中,属量大面广装备. 8.2 炼油.化工装配采用变频调速的来由原因：（1）原设计的机泵选型都留有 10%以上的余量; （2）跟着临盆加工量物料品种等工况的变化.现实需求功率也变化,电机的恒速运行和机泵恒压恒流的设计则导致电能糟蹋,消失“大马拉小车”现象; （3）本来调撙节量大多采用撙节方法,造成大量的能量损掉.机泵是炼化装配的心脏.电念头是运用最广,数目最多的电气装备,其大部分负载为机泵. 据剖析曩昔定速泵的消费功率,个中 30～40%被工艺物流接收（作有效功）,还有 60%～70%的电能消费于调节阀的撙节压降和出口阀门的压降.是以,机泵节能的根本门路在于若何使电气传动控制方法与现实负荷相匹配, 进步传动体系效率,降低撙节损掉,这就为变频调速技巧推广运用供给了辽阔空间. 依据 2007 年中国油气论坛——油气勘察新范畴新技巧研究会,以为我国可能找到的石油资本为 650 多亿吨,今朝探明率仅为 39%,可探明的自然气资本为 25 万亿立方米,今朝探明率仅为 24.6%.这些数据解释中石油和中海油两大团体公司另有成长很大空间,中石化团体在炼油和石油化工行业上更需大力成长. 以上三大团体国有企业是石化行业变频器用户的主体.今朝,需求产品大量的是低压变频器（380v 和 690v）约占 60～70%高压变频器（国外称中压变频器,3.3kv6.6kv,10kv）约占 30%阁下.从将来成长的趋向及产品供货情形的改良, 高压变频器在石化行业的运用会大大增长,变频调速因其节能.安全.易控制等优势,必将成为石油化工行业电力拖动的主流方法.尤其针对石油化工行业中高能耗,低产出的装备较多的情形,推广运用变频调速技巧,也是石油化工行业可中断成长的须要. 参考文献（略）作者简介刘亮喜（1936-）男曾任中国纺织大学研究生导师曾任上海石化公司装备动力部高等电气工程师.曾合编“变频调速”.“风机水泵调速节妙手册”等书五本,公开揭橥论文 20 余篇.1。
油田抽油机变频的应用方案
抽油机变频应用方案南阳防爆集团电气系统工程有限公司目录1.概述 (1)2.抽油机变频改造分析 (1)2.1抽油机的工作状态简述 (1)2.2抽油机变频改造的几个好处 (3)2.3抽油机（磕头机）负载分析 (3)2.4传统磕头机变频器改造的难点 (4)3.解决方案简介 (5)4.系统原理图 (7)1.概述目前，抽油机是应用最普遍的石油开采机械之一，也是油田耗电大户，其用电量约占油田总用电量的40％，且总体效率很低，据调查一般在30％左右。
油田抽油机负载是独具特点的时变负载：有动、静负载特性之分。
起动初始状态要求拖动电机的起动力矩是抽油机实际负载的3－4倍，甚至更大，起动力矩是抽油机选配电机的第一要素。
当起动力矩适用则负载功率必然匹配不佳，运行负载功率都远小于电机的额定功率，即所谓“大马拉小车”现象。
过剩的抽油能力令抽油机的无功抽取时间增加，造成油井开采的电费成本居高不下，能源浪费十分严重。
可见抽油机的节能潜力非常可观，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.抽油机变频改造分析2.1抽油机的工作状态简述图1 游梁式抽油机（磕头机）工作示意图目前，油田常用的抽油机有两种：游梁式抽油机（磕头机）和塔式抽油机。
图1所示为游梁式抽油机（磕头机）工作示意图，其一个工作循环分为上冲程和下冲程两部分，根据行程开关的信号对冲程运行频率进行调整。
塔式抽油机工作方式与磕头机类似，只是上下冲程的运行方向相反。
抽油机主要由两部分组成：机械部分和电气部分。
前者主要由抽油泵、抽油杆、减速箱、四连杆机构和平衡块等部分组成；后者主要为三相异步电动机，功率一般为几十千瓦，它带动抽油杆作往复运行，将原油源源不断地从地下抽到地面。
抽油机的负载是不断变化的，变化周期也很短，一般游梁式抽油机每分钟有4～12个冲次（周期），每一冲次中负载变化两次，而且重载工作时间很短。
为平衡电动机的负载和减轻电动机重载抽油时的负担，抽油机上都装有平衡块。
变频器在石油钻机中的应用
变频器在石油钻机中的应用随着石油工业的发展，对石油钻机的要求也越来越高。
作为石油钻机的核心设备之一，变频器在提高石油钻机性能和效率方面发挥着重要的作用。
本文将探讨变频器在石油钻机中的应用，并对其优势进行分析。
一、变频器概述变频器是指一个可以通过改变电源频率来控制输出电压和频率的装置。
它可以将直流电转换为可调的交流电，使电动机的转速和负载产生可调的变化，从而满足不同工况下的需求。
目前，变频器已被广泛应用于石油钻机等工业领域。
二、变频器在石油钻机中的应用1. 提高钻机的效率变频器可以根据石油钻机工作需求实时调整电机的转速和负载情况，从而使钻机在不同井深和地层情况下始终处于最佳工况。
凭借其精确的控制能力，变频器可以实现钻机的高速、低速切换和无级变速，使钻机钻进速度更稳定、效率更高。
2. 降低设备维护成本由于石油钻机作业条件的复杂性，电机往往需要具备运行在不同频率下的能力。
传统的发电机系统需要频繁更换传动皮带或变速器，费时费力且容易出现故障。
而变频器可以通过改变输入电流频率来实现无级变速，无需更换传动部件，大大降低了设备的维护成本。
3. 提升设备的可靠性变频器具有实时监测和保护功能，可以有效监控石油钻机的电机转速、转矩、电流等参数，一旦出现异常情况，如电流过大、温度过高等，变频器可以及时对电机进行保护，避免设备的损坏或事故的发生，提高了设备的可靠性和安全性。
4. 节能减排石油钻机作为高能耗设备，能源消耗一直是其面临的挑战之一。
而变频器的应用可以使钻机的电机在不同负载下自动调节功率，避免了空转和满载运行时的能源浪费。
通过节能减排，石油钻机的运行成本得到有效控制，同时对环境也起到了积极的保护作用。
三、变频器应用的案例分析以某石油公司的一台钻机为例，该钻机使用变频器控制主驱动电机的转速。
经过实际应用表明，变频器的应用使钻机的钻进速度提高了20%，操作更加灵活和精确。
同时，由于变频器的智能保护功能，钻机的运行稳定性和可靠性得到了极大的提升。
变频器的节能技术在石油上的应用
５结束语
在 我 国，石油 石化 产业 是 国民经 济 的支 柱产业 ，同时也是 高污 染和 高能耗 行业。多年 以来 ，我 国政府大力鼓励 、提 倡和 支持企业对 高新技术进行推广 ，让节能减 排得 到实现，并 在 资金 上 给 予 了很 多优 惠政 策 ，开 辟 了新 的 路
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ・ 电子 技术
变频器 的节能技术在石油上 的应用
文／ 闫 妍
提高系统的控制精度 ，稳定压力 ，优化 了系统 在 我 国，石 油石 化 产业 是 国 民经 济 的支柱 产 业， 同时也 是 高 污染 和 高能耗 行 业。 因此 ，如何 做 好 节能 减排 工作 ，是 目前 一个 非常 重要 的 问题。 变频 器在 节能 方面有 着 巨大的优 势 ， 目前使 用 变频 器的石 油石 化企 业 也越 来越 多。本 文对 变频 器 的节 能技 术在 石 油石 化企 业 中的应 用 进行 了探
泵类和风机负载进行控制时一种科学和先进 的
控 制方法。利用变频器内置的 Ｐ Ｉ Ｄ调节软件 ， 可 以根据实际的攻击符合对 电动机 的转速和输 出频率进行精确的调节 ，让风压和水压保持恒 定 ，让生产装置工艺系统的要求得到满足 ，从 而 达到节能的效果。变频器还可 以让 电动机 的 低频 启动得到实现，避免了 电动机起动的时候
式效果更佳 。
（ ２ ）起升系统 中 吊钩上 升时，必须 先让
加 热炉 鼓风 机是 石油石 化 公司 中的 重要 设备 ，原 来的设计是通过对 风门挡板进行调节 来让风量 的调节 得到实现，设备的能耗较高， 浪 费 电能 严 重 。 加 热炉 鼓风机 的原设计 方 案是根 据满 负 荷 工作 需用 量来 对选 型进 行设 计，余 量超 过 了１ ０ ％。随着物料性质以及常减压装置加工量
变频器在石油钻井中的应用
变频器在石油钻井中的应用随着油气勘探技术的不断提高，石油钻井行业正经历着一场数字化革命。
数字化改造将石油钻井的生产效率提高了数倍，同时也改变了传统的油井工艺。
变频器技术是数字化革命中的一个重要组成部分，已经在石油钻井行业找到了广泛的应用。
本文将介绍变频器在石油钻井中的应用，探讨变频器技术对石油钻井行业的推动作用。
一、变频器的基本原理变频器是一种电子设备，可以将电能转化成特定频率和电压的交流电。
变频器要完成这个功能需要通过一个输出变压器来控制输出电压，同时需要一个控制器来控制输出频率。
变频器的输出频率可以非常精准地控制在特定范围内，这使得它可以用于电动设备的控制中。
二、变频器在石油钻井中的应用石油钻井行业是一个典型的高负载、高功率应用场景，传统的控制方式通常是直接控制旋转电机的电压，以调节电机的转速。
但这种方式对于变速需要非常精准的场合来说效果并不好。
并且，这种方式还存在能源浪费的问题。
近年来，越来越多的油田开始采用变频器技术，通过精准控制电机的转速来提高生产效率。
具体来说，变频器技术在以下方面发挥了重要作用：1.控制钻机的转速和转矩，提高生产效率：钻机的液压泵、泵底马达、回转马达等设备都需要电机驱动，这些设备的运行状态对钻井效率有很大的影响。
通过运用变频器控制电机的转速和转矩，可以实现对钻机的精准控制，提高钻井效率。
2.优化系统能耗，降低运行成本：钻机生产效率的提高也意味着能源消耗的增加，如何在保证生产效率的同时降低能源成本成为了一个难题。
通过变频器技术，可以根据设备的实际运行状态实时调整电机的转速，降低不必要的能源浪费，从而降低生产成本。
3.保障设备安全：高负载、高功率的应用场合，需要保证设备运行的安全。
运用变频器技术可以实现多重保护措施，如过电流保护、电机过温保护等功能，保证设备的安全稳定运行。
三、变频器技术的市场前景随着石油钻井领域数字化转型的深入推进，变频器技术在钻井行业中的应用前景将越来越广阔。
探究变频调速技术在油田地面采油系统中的具体应用
探究变频调速技术在油田地面采油系统中的具体应用1. 引言1.1 背景介绍变频调速技术是指根据负载的变化来调节电机运行电平，从而实现电机转速的控制，进而达到节能、提高设备运行稳定性的目的。
在油田地面采油系统中，应用变频调速技术可以实现油泵、离心机等设备的调速控制，提高系统的运行效率和稳定性，减少能耗，降低生产成本，提高生产效率，从而在油田采油过程中发挥着重要的作用。
本文将深入探讨变频调速技术在油田地面采油系统中的具体应用，分析其优点和在提高系统效率、减少能耗、提高设备运行稳定性等方面的作用，进一步探讨其在油田地面采油系统中的重要性和未来发展趋势。
1.2 研究意义探究变频调速技术在油田地面采油系统中的具体应用，不仅具有重要的理论意义，还具有重要的应用价值。
通过深入研究，可以更好地发挥这一技术在油田生产中的作用，提高油田的生产效率和经济效益，推动油田产业的可持续发展。
1.3 研究目的研究目的是通过深入探究变频调速技术在油田地面采油系统中的具体应用，分析其对提高采油系统效率、减少能耗、提高设备运行稳定性等方面的作用。
通过研究，我们旨在全面了解变频调速技术在油田产业中的重要性和实际应用效果，为油田地面采油系统的升级改造提供技术支持和指导。
我们还希望通过本研究为未来油田地面采油系统的发展趋势提出建议和展望，推动油田产业向智能化、高效化、节能环保化的方向发展。
通过研究目的的明确定位，我们将更深入地探讨变频调速技术在油田地面采油系统中的实际应用效果，并为相关领域的研究和实践提供有益参考和指导。
2. 正文2.1 变频调速技术原理变频调速技术原理是指通过改变电机的输入频率，来实现对电机转速的调节。
其原理主要基于磁场与电流的关系，即通过改变电机输入的频率，进而改变电机磁场的频率，从而影响电机的转速。
变频调速技术的基本原理是通过变频器将电源交流变成可调频的交流电源，再经过变压器、整流器、滤波器等电路将电源电压调整为满足电机要求的电压、频率，最终控制电机的转速。
变频器在石油化工行业中的应用
变频器在石油化工行业中的应用石油化工行业作为国民经济的重要支柱产业之一，在生产过程中需要大量的电力来驱动设备，而变频器作为现代电力控制技术的代表，被广泛应用于石油化工行业中，为其生产过程提供了高效、稳定的电能控制和节能优化的解决方案。
一、变频器的基本原理及功能变频器是一种能够实现调节电压、电流和频率的电力变换设备。
其基本原理是通过功率变换电路将输入的固定频率和电压的电能转换成可调造成频率和电压的电能输出。
这种可调性使得变频器在石油化工行业中具备如下功能：1.1 电能调节功能通过变频器的精确调节，可以实现对石油化工生产设备的电压和频率进行优化和控制。
这对于生产设备的稳定运行和工艺参数的精确控制至关重要。
1.2 节能功能石油化工行业是一个巨大的能源消耗行业，节能减排一直是行业发展的重要目标。
变频器通过调节输出电压和频率，实现对设备的精确控制，能够避免过量耗能，提高能效，从而降低能源消耗和生产成本。
1.3 启动控制在石油化工行业中，很多设备的启动电流大，启动过程对电网压力造成冲击，甚至会引起设备或电网故障。
变频器具备启动控制功能，可以通过平滑启动和调节电压电流的方式，减少启动冲击，保护设备和电网的正常运行。
1.4 高可靠性控制石油化工生产是一个高风险的行业，生产设备的高可靠性是保障生产安全和连续稳定运行的重要条件。
变频器作为先进的电力控制装置，具备自我保护功能，可以在设备故障或异常情况下自动停机或报警，保护设备和人员的安全。
二、变频器在石油化工行业中的典型应用2.1 离心压缩机控制离心压缩机是石油化工过程中常见的关键设备之一，其运行状态和能耗直接关系到整个生产过程的效率和成本。
变频器可以精确控制离心压缩机的运行频率和电压，使其根据实际需求进行自动调节，提高运行效率，降低能耗。
2.2 泵控制在石油化工生产过程中，泵作为脱水、输送流体等关键设备，对于流程的稳定与否至关重要。
变频器可以根据流量需求精确调节泵的运行速度，实现高效稳定的流体输送，降低能耗，提高生产效率。
交流变频电驱动石油钻机
交流变频电驱动石油钻机交流变频调速电驱动石油钻机(AC—GTO—AC石油钻机)是国外新发展起来的一种先进的电动石油钻机。
这种钻机在满足石油钻井工艺要求方面具有现用机械驱动钻机和直流电驱动钻机无可比拟的优越性能。
这种钻机的核心技术就是采用了交流变频调速技术。
交流变频调速技术是一种涉及电动机理论、自动控制理论、电路拓朴理论、电力电子技术、微电子及计算机技术的综合性交叉技术。
专家认为交流变频电驱动钻机是现代高新技术与石油钻井机械的有机结合，具有强大的生命力，是当代石油钻机的发展趋势。
近年来，由于上述技术和可自关断全控技术、脉宽调制技术(PWM)、电机控制技术、矢量控制技术及直接力矩控制技术的飞速发展和应用，促进了交流变频调速技术的迅猛发展，交流变频调遣陛能，已完全达到石油钻井工艺对钻机驱动传动系统调速性能的要求。
为了使油田电网供电的固定工频(50I--Iz)输出后成为可变频率，通常采用整流技术，把工频经过整流变为直流，再通过逆变技术，把直流变成可调的交流。
原来采用不可自关断的半控器件，需要强迫换流来实现逆变，而强迫换流则需要辅助直流电源。
用于换流的电源器件、电感及电容，造成逆变电路体积庞大、投资增大、换流损耗大、逆变效率低、可靠性差和由于半控器件开关频率低很难采用脉宽调制技术等问题。
应用可关断全控技术以后，由于可关断器件不需要辅助换流电路、全控器件开关频率高、可靠性高、电压控制、驱动功率小、驱动电路容易实现等优越性能，克服了采用不可白关断半控器件造成逆变电路的一系列问题。
PWM技术的应用，使电机力矩脉动减小，谐波分量减小，满足了交流电机的供电要求。
另外，PWM技术在调节频率的同时，通过控制输出电压脉冲的宽度，调节输出交流电压的幅值，实现在逆变桥同时调节输出频率及电压。
矢量控制技术通过对三相电机的3／2变换把三相的量，解耦成类似直流电机的励磁分量及转矩分量，并对其量独立控制，再经过2／3变换成交流供电的三相量来控制电机，保证了力矩控制的线性关系，从而达到了直流电机的控制特性。
谈变频调速技术在石油行业的应用
调整 受控 对象。这样 ，不论生产 的需求大小 ， 风 机都要全速 运 转，而运行 工况 的变化则使
得 能量以风门、挡板的节流损 失消耗掉 了。 泵类设 备则是根 据生产 需求往 往采用调 节 阀、回流 阀、截 止阀等节流设备进行流量 、
测压 力变 化， 设置恒 压控 制模 式， 闭环控 制掺 水泵转速，可 以实时掌握 、 调整输水统稳定运行 ，使之近于“ 恒压力” 或“ 恒流 量” 供水 ，达到稳 定注 水压力、节约掺水量 、 降低 设备机 械损耗和电能消耗 的 目的 。
动控 制变频调速 ，其在变 频运行 时，介质走 控制 阀组的副 线阀 ，副 线阀和泵 出 口阀可全
开，对 以往使 用控制 阀调节工艺参 数时，其 控制 阀开起不 大，阻力 降损大有 了极大的改 进 。即降低 了泵出 口运 行压力 ，避 免 了变频 运行 时的节流压 头损失 ，又降低 了电动机实 际电流，也使频 率（ 转 速）大幅下降 ，节省 了 大 量 电能 。 ２ ． １ ． ２泵 出口多 回路 闭环控制 在 介质打 回流 的流量远 大于装 置出 口流 量 的状 态下 ，采用 回流量 作变 频调速控 制参 数 ，在 泵出 口阀和 副线 阀可全 开 ，变 频运行 后 ，泵 出 口压 力降幅较大 ，电流降幅 也大， 节 电率较高 ；在介质打 回流量大于液控 出装 置流 量，但液 控出装置 回路压力 降大 ，而回 流 回路 压力降 小时，采用 出装 置液控参 数指 挥变频 调速 ，也 能得到较好 的节 电效 果；在 泵 出 口是多回路 闭环 自动控制 ，各 回路介质 流量 却均衡相等 ，管路系 统工艺操作压 力也 均等 且较小时 ，通 过取任 一闭环回路控 制反 馈量控 制变 频器 ，均衡控制各 回路流量 ，也 能提 高节 电率 ；在 介质打 回流 流量小于 液控 出装置 流量时 ，只 能采用流量 作变频调 速控 制参数 ，其节 电率偏低 ２ ． ２通风机和空冷风机上的变频调速 此类负载 基本上 没有多 回路 控制 问题 ，
变频调速技术在油田地面采油系统中的具体应用探析
变频调速技术在油田地面采油系统中的具体应用探析摘要：变频调速技术的发展，全面推动油田地面采油系统运行效率提高，已经成为油田地面采油系统中的核心关键技术，所以必须明确变频调速技术在油田地面采油系统控制中的应用，从而保证变频调速技术的作用能够充分发挥。
依据油田地面采油工作的实际需求，对采油系统进行优化，不仅能够提高采油工作效率，还能够降低采油工作成本，是提升采油工程经济效益的有效方式，符合石油工程绿色化、低能耗的建设发展理念，为此需要明确变频调速技术基本原理，并做好采油系统与变频调速技术的融合应用。
关键词：变频调速技术；油田；优化措施1变频调速技术的基本概念变频调速技术的工作原理主要包括功率因数补偿、变频调速节能以及软启动节能等。
功率因数补偿是指在功率因素下降的情况下，油田地面采油系统的有功功率也会逐渐下降，从而导致电能损耗逐渐增加，设备能源利用效率降低，能源浪费问题较为严重，而通过采用变频调速技术，则能够对功率因素进行调整，从而减少无功损耗问题。
变频调速技术能够对电力设备的供电频率进行调节，根据电力设备所处环境的实际需求，对其运行荷载和功率进行调节，从而能够降低整体能源消耗，并起到一定的保护作用，能够全面延长电力机电设备使用寿命；变频调速节能技术的应用，能够对机电设备的交流频率进行调节，最终实现节能能源的目标。
变频调速技术是具有综合性技术类型，其中融合多项现代化技术，例如自动化控制技术、智能技术、电子科技技术等，以半导体为核心构件，能够完成电流信号转变，从而能够对机电设备的运行功率等完成自动化调节，在保证机电设备平稳安全运行的基础上，能够提高机电设备整体运行效率，同时降低能源消耗，是一种具有良好应用效果的现代化控制技术。
2变频调速技术在油田地面采油系统控制中的作用分析在生产控制领域全面应用油田地面采油系统控制模式后，变频调速技术的优势不断体现，油田地面采油系统控制能够实现对采油设备运行的实时监测，获取采油设备当前的运行情况，所监测获取的数据能够为变频调速技术应用提供基础，变频调速技术则能够按照当前采油设备的实际运行情况，对采油设备的运行功率与运行状态进行调节，对其功率进行补偿，从而能够避免采油设备出现超负荷或低负荷运行问题，不仅能够防止采油设备运行故障问题发生，同时能够确保采油设备运行效率，提高资源利用率，在保障采油设备以及油田地面采油系统控制运行稳定性方面具有重要的作用。
采用变频器对油田钻机系统进行变频改造
采用变频器对油田钻机系统进行变频改造一、引言钻机（drill）是在地质勘探中，带动钻具向地下钻进，获取实物地质资料的机械设备。
又称钻探机。
主要作用是带动钻具破碎孔底岩石，下入或提出在孔内的钻具。
可用于钻取岩心、矿心、岩屑、气态样、液态样等，以探明地下地质和矿产资源等情况。
油田钻机是油井生产的最主要的设备之一，它的正常运转和工作效率直接关系到油井的经济建设和成井率。
由于其钻井工艺的特殊性，对钻机电控设备要求特别苛刻，特别在变频器选用上非常谨慎，一直是国外产品的天下。
由于国外变频器存在价格昂贵，调试周期长，维修周期长的缺点，油田上因变频器故障却得不到及时维修造成质量事故的现象时有发生。
并且国外变频器在结构上采用变频器并联的形式，占地面积大，给井队搬家带来不必要的麻烦。
变频器的英文译名是VFD（Variable-frequency Drive），这可能是现代科技由中文反向译为英文的为数不多实例之一。
（但VFD也可解释为Vacuum fluorescent display，真空荧光管，故这种译法并不常用）。
变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的电力传动元件。
变频器在中、韩等亚洲地区受日本厂商影响而曾被称作VVVF（Variable V oltage Variable Frequency Inverter）。
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。
变频驱动钻机较传统钻机有以下优点：节能，操作简单，无级调速，控制精度高，工作效率高。
变频技术在油田钻机上的开发应用，不仅提高了钻机的水平，改善了钻机的操作性能，更重要的是加强了钻机的作业能力，提高了钻井效率和质量。
二、原油田钻机系统存在的问题大庆市石油管理局井下钻井公司原有一套可打3000 米深度的钻井设备。
关于变频器在石油行业应用典型解决方案的概述
1、游梁式抽油机目前，在油田采用的抽油设备中，以游梁式抽油机最为普遍，数量也最多。
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，对游梁式抽油机的交流变频调速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%，最高不会超过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，采用普通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。
变频器在采油方面的应用
变频器在采油方面的应用变频技术是一种很“时髦”的高新技术，它之所以受青睐，就是因为它能让电动机节能。
它能把50HZ电网电源改造成频率连续可调的电源，从而让电动机的转速大范围的连续可调，这正是节电的保证。
油田的采油设备是全天候工作的，它是不分春夏秋冬白天黑夜的。
它若能节电，累积效果将会十分明显。
在电视上或油田的公路上，我们常会见到磕头机，它体积庞大、动作迟缓，那就是采油设备的一种，称作游梁式抽油机。
由外表就可推知，它消耗了大量钢铁资源，又肯定是用电大户。
若能用高新技术武装采油设备，让它尽量少消耗钢铁资源，尽量少地消耗电能，那么采油设备不就变“绿”了吗？以下举两个例子来说明变频技术对采油设备的改造。
直线电机抽油机的变频驱动磕头机即游梁式抽油机，它要把电动机的高速旋转转换成缓慢的上下直线的往复运动，以便带动抽油泵柱塞上下运动，这套减速、换向机械结构使这种抽油机自重达24吨，电动机的功率达30KW~55KW。
现在有了一种直线电机，它没有一般电动机的转子，取而代之的是上下直线往复运动的动子。
用这种电机去直接带动抽油泵柱塞上下往复运动，甩掉了减速器、曲柄连杆和游梁等笨重的机械部分，使抽油机的自身重量大大降低，对驱动力的要求降低，机械维护量大大减少，而性能又大大提高。
它不但冲程、上下往复频率可调，还能实现上快下慢、上慢下快、上下等速的三种抽油作业。
在悬点最大负荷相同的前提下，电动机的功率有1/3就足够了。
这就是说直线电机抽油机比老式机更“绿”了。
直线电机不能用50HZ的电网驱动，必须用变频器来驱动，因为它要求的电源频率只有几个赫兹，所以说“绿”来自变频技术。
山东风光电子有限责任公司与直线电机研制部门合作，已经在华北油田装备了几口井，取得了令人满意的结果。
潜油电泵的变频驱动另外一种常见采油设备叫潜油电泵，它被安装在地下1000米~3000米深的井里，泵在电动机的带动下高速旋转，将油抽到地面上来。
传统的工作方式是电网直接供电，工程上称其为全压工频工作。
探究变频调速技术在油田地面采油系统中的具体应用
探究变频调速技术在油田地面采油系统中的具体应用随着油田开发技术的不断发展，变频调速技术在油田地面采油系统中已经得到了广泛的应用。
变频调速技术是电气驱动技术中最先进的技术之一，其基本原理是通过改变电机的供电频率，从而改变电机转速，达到精确调控电机转速的目的。
在油田地面采油系统中，变频调速技术主要应用于泵驱动系统和混合输送系统两个方面。
一、泵驱动系统中的应用油田地面采油系统中最常用的泵驱动方式是电机直接驱动泵，而采用传统的定频调速方式，难以控制泵的运行状态，容易造成能源浪费和设备损坏。
因此，采用变频调速技术，能够实现泵的精确调速，提高整个系统的运行效率。
具体来讲，变频器可以实现以下几种工作方式：1.定速工作方式：在变频器中设置相应的频率，使电机输出恒定转速，使泵能够稳定运行，避免因泵速度波动而造成的能耗浪费和设备寿命缩短。
2.调速工作方式：根据采油系统的需要，通过变频器调节电机输出转速，调节流量量级，使泵在不同的流量工况下可以达到最佳运行状态，提高能耗利用率和降低设备运行噪声。
3.定压工作方式：通过变频器对电机输出电压、频率调节，控制出口压力，达到泵的定压运行，降低设备运行噪声，减少机械磨损，提高设备寿命。
总之，变频调速技术在泵驱动系统中的应用，可以大大提高油田地面采油系统的整体运行效率，更加精细的控制泵的运行状态，使系统能够达到更好的采油效果。
混合输送系统是油田地面采油系统中另一个重要的组成部分，其应用场合一般是在采油井中将油、水、气一同送至地面处理设备进行处理。
由于混合液的性质复杂，提交地面处理设备时需要满足一定的流量和压力要求，对此，传统的运行方式难以做到精准控制，会造成能源浪费和混合液质量不稳定的问题。
变频调速技术在混合输送系统中的应用，主要是通过变频器精确控制电机的运行状态，按照设备需要的流量和压力输出混合液体，从而实现对混合输送系统的压力、流量等参数的精细控制。
具体来讲，变频调速技术在混合输送系统中的应用主要体现在以下几个方面：1.控制混合液的流量：通过变频器调节电机的转速，达到设定的流量要求，保证混合液的流量和稳定性。
采油集输现场变频器的使用
采油集输现场变频器的使用摘要：采油集输现场动力设备主要是三相异步电动机，为实现远程信息自动化控制技术，采油集输现场常利用变频器具有可改变电动机的电压和频率，可通信连接、多重控制保护功能的特点，实现电动机无极调节、软启动和功率因素补偿和电动机制动及功能保护；实现设备的远程控制，平稳启动，提高生产设备自动化程度，减轻供电电网冲击和满足节能要求和满足生产需要。
变频器的种类很多，按照电能变换方式主要可分为两类：交-直-交型变频器和交-交型变频器。
交-交型变频器一般只能将输入交流电频率降低输出，调速范围很窄，需要采用大量的晶闸管等电力电子器件构成，体积大，成本高，使用不广泛。
交-直-交型变频器转换过程容易控制，并且对电动机有良好的调速性能，目前采油集输现场电动机变频器主要使用交-直-交型变频器。
通过分析目前交-直-交型变频器在采油集输现场使用现状，掌握基本变频技术在油田生产中的发展方向，更好的开发利用变频器的使用功能。
一、交-直-交型变频器结构及工作原理以三菱FR-A540型变频器为例。
其外形结构主要有：Alarm报警指示灯power电源指示灯 FR-DU04操作面板，主、控制回路接线端子，PU接口。
在使用变频器时，应根据实际需要正确地将有关端子与外部器件（如开关、继电器等）连接好。
三菱FR-A540型变频器属于交-直-交型变频器，其工作原理是利用电路先将工频电源转换成直流电源，再将直流电源转换成频率、电压可调的交流电源，然后供给电动机，通过调节电源的电压和频率来改变电动机的转速。
交-直-交型变频器是目前采油集输现场广泛应用的通用型变频器。
变频器主电路主要由整流电路、中间电路和逆变电路构成，用来完成交-直-交的调频调压的电力转换。
控制电路是变频器的控制中心，当它接收到输入调节装置或通信接口送来的指令信号后，会发出相应的控制信号去控制主电路，使主电路按设定的要求工作，同时控制电路还会将有关的设置和机器状态信息送到显示装置，以显示有关信息，便于用户操作或了解变频器的工作情况。
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目录一石油钻机1.石油钻机概述 (3)1.1 气动钻机 (3)1.2 电动钻机 (3)2.变频器在石油钻机中的应用状况 (4)3.陆地石油钻机动力部件变频驱动分析 (4)3.1 转盘变频驱动分析 (4)3.2 绞车变频驱动分析 (5)3.3 自动送钻变频驱动分析 (6)3.4 泥浆泵变频驱动分析 (7)3.5 石油钻机注意事项 (8)4.陆地石油钻机变频驱动方案初步建议 (8)4.1 自动送钻变频驱动方案 (9)4.2 独立转盘变频驱动方案 (9)4.3 独立顶驱变频驱动方案 (10)4.4 单传动变频驱动方案 (10)4.5 多传动变频驱动方案 (11)4.5.1 绞车变频驱动方案 (12)4.5.2 泥浆泵变频驱动方案 (15)4.5.3 多传动方案 (16)5.车载钻机和修井机 (17)6.关于海洋石油钻机 (18)二油田抽油机械1.磕头式抽油机高效节能调速方案 (19)1.1 磕头机工作原理 (19)1.2 磕头机变频调速的优点 (20)1.3 磕头机的高效节能调速方案 (21)1.3.1 磕头机高效节能调速方案一 (21)1.3.2 磕头机高效节能调速方案二 (21)2.潜油电泵抽油机的变频调速 (21)2.1 潜油电泵概述 (22)2.2 潜油离心泵变频驱动分析 (23)2.2.1 潜油离心泵采用变频调速的理由 (23)2.2.2 中压1140V潜油泵变频驱动方案 (23)2.2.3 2300V潜油泵变频驱动方案 (23)3.螺杆式抽油泵 (24)4.地面直驱螺杆式抽油泵 (24)5.直线电机抽油机 (24)6.其它抽油设备 (25)三油田注水泵1.油田注水系统概述 (25)2.注水泵变频节能调速 (25)2.1 注水泵概述 (25)2.2 注水泵变频调速分析 (26)四输油泵1.石油管道行业概述 (27)2.输油泵变频调速分析 (27)五天然气井抽气一，石油钻机1. 石油钻机概述石油钻机是石油装备中最重要的一员，它为整个石油行业链条中最为关键的环节工作。
钻机，就是用来打井的机器，但石油钻机(Drilling Rig)不同于普通钻机，它的最终目的是找到石油并且为开发石油打好通道，所以，它的目标在地下深处，钻机深度一般为1000至7000米，有的先进钻机可钻井深度达9000米。
石油勘探过程中，石油钻机承担钻勘探井的任务，石油规模采集时，石油钻机又承担大规模钻开采井的任务。
可见，石油钻机在得到石油过程中扮演着发现者和开路者的角色，是整个行业的关键装备。
另外，石油钻机也可以去钻天然气井，钻探不深。
石油钻机可以按照如下方式进行划分，各种分类互相交叉。
石油钻机按使用环境分类：⑴陆地钻机⑵海洋钻机⑶车载钻机按驱动方式分类：⑴机械钻机⑵气动钻机（国内井队用的比较多）⑶电动钻机（国外普及较好，国内钻机普及程度较低）钻机的主要机械动力部件有一台转盘，一台绞车，若干台（1到3台）泥浆泵。
机械钻机无电驱动，车载钻机基本为机械驱动，有改造潜力。
1.1 气动钻机转盘由一台600~800KW的变频调速电动机驱动；绞车的驱动设备由主驱动设备和辅助驱动设备组成，主驱动设备用柴油机作动力，辅助驱动设备用一台37~45KW的异步电机驱动；泥浆泵由柴油机驱动。
1.2 电动钻机转盘一般由一台600~800KW的变频调速电动机驱动；绞车的驱动设备由主驱动设备和辅助驱动设备组成，主驱动设备一般由2台600~800KW的变频调速电动机驱动（小型号钻机可能只由1台1000KW甚至更低的电机电机驱动），辅助驱动设备用一台37~45KW的变频调速电动机；泥浆泵一般由一台1200KW 的变频调速电动机驱动。
所有驱动电机根据钻机的型号不同而不同。
电动石油钻机主动力部件由变频器驱动，与柴油机驱动相比，有以下优点：可实现无极平滑调速，控制随心所欲。
以往的柴油机驱动装置主要靠调节传动变速箱档位来调节绞车和泥浆泵的速度，是气动控制的无级调速，而变频器是在额定转速内无级调速，这样就更加适应不同的工况尤其是低速时操作的简单性。
控制更简单更安静更省力，并且可以简化机械变速箱。
传统机械钻机的传动控制核心是各柴油机系统的变速箱，在司钻室有很多的硬件电路开关和气动阀门开关，整个操作室显得非常臃肿，气路管线也非常的多，往往简单的设计原理用了复杂庞大的电气线路和操作台面。
电动钻机中由于变频系统占据着传动控制的核心，它的融入全面提高了钻机控制系统的自动化和集成化，司钻室电气线路和操作台大大简化，操作方式甚至都由此发生了革命性的变化,所有控制都在一个HMI上完全完美的集成，司钻左椅上的绞车速度给定手柄操作起来更加舒适以致现在成了司控人员操作绞车首选的操作手段。
在启动动力设备时再也不会听到噪杂漫天的柴油机噪声，司钻室里也再也听不到气动阀排气的声音，司钻在钻进过程中再也不用时刻手握刹把机械送钻了。
由于电动钻机不再以控制变速箱为调速手段，所以大大简化了传动变速箱系统，并用电动机取代复杂的柴油机。
节能效果显著。
传统的钻机的柴油机油门是粗放的档位控制，柴油机驱动效率低下，而且机械齿轮链条传动有很大的功率损失，变频调速系统则很好的解决了这个问题，发电机组发电到电传系统用电都采用了当今先机的控制技术，使电能用多少发多少，浪费极小。
无需配备电磁刹车系统，节约成本减少故障点。
传统的气动钻机在绞车下放和钻机过程中，需要电磁刹车来辅助下放钻杆和钻进，使下放和钻进平稳，而变频调速系统电动机本身就具有这种电磁特性，电磁刹车装置便可以省除了，相应的故障点也没了。
启动时机械冲击降至最小，可延长机械的使用寿命。
传统的柴油机驱动控制的直接驱动机构为传动变速箱，且结构复杂，柴油机的控制又很粗放，每每启动设备时必然伴随着严重的机械冲击，变频调速系统应用后，大大简化了机械传动机构，而且变频器有着很高的控制性能，可以实现软启动，机械冲击将降低到最小。
井场规划布局更节地更合理。
传统的钻机每台泥浆泵和绞车都必须由一台体积较大的柴油机驱动，加上机械传动装置，规划布局显得拥挤。
变频系统只需增添一台体积较小的电动机，机械传动装置也大大简化，新增的发电机组也和原有的发电机组一起构成发电房，设备布局显得井井有条，便于日常井场管理。
可大量减少柴油机有害废气排放。
传统柴油机系统稍遇负载波动就浓烟滚滚，尤其是启动设备之时。
变频系统虽然增加了发电机组，但是，其精准的控制技术使得发电机组的柴油机效率很高，并且启动切换设备时也不用新启柴油机，而且整体来说电动钻机至少比气动钻机少2个烟囱。
所以，全变频电驱动钻机替代全机械半机械和气动钻机是大势所趋，变频器将会在石油钻机改造和新钻机工程项目中发挥不可取代的作用。
图1 陆地钻机2. 变频器在石油钻机中的应用状况新造钻机已经基本采用全变频电动方案，国内的改造工程项目也在增多，目前，石油钻机的驱动变频器大多采用ABB和西门子的品牌，这两家变频厂商已经基本上独揽国内石油钻机市场，国产品牌很难进入。
但是，2006年，山东新风光科技有限公司生产的JD-BP系列石油钻机专用变频调速器成功的在大庆油田应用，并且被科技部列为06年国家重点新产品。
这说明国产变频器的性能完全有能力满足石油钻井工艺的要求。
目前，在石油钻机行业中，国外品牌使用的变频器都是标准配置，并不是专门针对石油钻机而开发的，比如现在广泛采用的ACS800系列变频器，其变频器采用的是ABB的标准7.x软件版本，硬件中也为许多不必要的功能添加了成本，比如过程控制PID功能在钻机中就不可能用到，所以，如果能够按照石油钻机的工艺要求来专门为其量身定制变频驱动器，既可以节约成本又可以在简化的结构中获得高的性能，这是比较好的策略。
3. 陆地石油钻机动力部件变频驱动分析以下以陆地电动钻机50DBS（型号的意思是名义钻井深度最大为5000米的交流变频电动钻机）为例：整个钻机的动力来源由卡特3512B发电机组提供，动力母线上标准的600V，60Hz交流电，传动单元采用多传动方式，由2台整流提供公共直流电来带多个逆变单元。
图2 以上为示意图，整流有整流输入断路器，逆变有合闸开关，直流母线中间为联络开关，电机未画出3.1 转盘变频驱动分析转盘电机参数： ·额定电压 600V ·额定频率 37.5Hz ·额定电流 915A ·额定转速 741rpm ·输出功率 800KW转盘变频器必须具备的基本性能图3 转盘和转盘电动机·要求控制方式 带编码器的高精度速度闭环控制和不带编码器的矢量控制相结合·要求过载能力 要求变频器能承受一定的过载能力，130%/min 过载能力就能完全能够满足工况需要 ·启动扭矩 需要有满载启动的能力·调速范围转盘配有减速箱，1:1000完全可以满足要求·速度控制精度转盘配有减速箱，0.1%完全可以满足要求·为防止转盘在打钻的过程中发生卡钻的情况，变频器应具备类似于挖土机的电流特性或者有良好的扭矩限制能力·具备良好的低频特性，以保证低频时可以输出足够的扭矩。
转盘变频器必须具备的基本功能a)本地功能·速度/频率给定功能·编码器速度反馈接受处理·故障报警继电器输出及查询功能·速度，扭矩极限设置和保护·本地远程的切换b)Profibus远程通讯功能·远程控制（包括正反转）和速度/频率给定·远程扭矩限制设定值（包括正反扭矩限制）·故障报警代码远程可监控功能（故障字和警告字）·各种变频器及电机状态参数（比如电流，转速等）可监控功能·编码器要求有远程投放和切除的功能，用于检修3.2 绞车变频驱动分析绞车主电机参数：·额定电压 600V·额定频率 37.5Hz·额定电流 915A·额定转速 741rpm·输出功率 800KW绞车变频器必须具备的基本性能·要求控制方式带编码器的高精度速度闭环控制和不带编码器的矢量控制相结合·要求过载能力要求变频器能承受一定的过载能力，130%/1min过载能力就能完全能够满足工况需要·启动扭矩需要有120%启动的能力图4 绞车和绞车电动机·调速范围 1:1000完全可以满足要求·速度控制精度 0.1%完全可以满足要求·由于钻井工艺要求，变频器在带编码器时应具备良好的悬停功能·具备良好的低频特性，以保证低频时可以输出足够的扭矩。
绞车变频器必须具备的基本功能a）本地功能·速度/频率给定功能·编码器速度反馈接受处理·故障报警继电器输出及查询功能·速度，扭矩极限设置和保护·本地远程的切换·主从功率（扭矩）均衡模式（刚性轴承连接）·扭矩给定控制模式b）Profibus远程通讯功能·远程控制（包括正反转）和速度/频率给定·故障报警代码远程可监控功能（故障字和警告字）·各种变频器及电机状态参数（比如电流，转速等）可监控功能·主从模式可任意切换（本机为主机或从机可切换）·编码器要求有远程投放和切除的功能，用于检修c) 其它要求·要求具有良好的主从同步性能，尤其是低速，这是由钻进过程中的工况决定的。